תכונות מולקולת המים. נוסחאות של קשרים קוולנטיים נוסחת מים h2o

תכונות מולקולת המים.  נוסחאות של קשרים קוולנטיים נוסחת מים h2o
תכונות מולקולת המים. נוסחאות של קשרים קוולנטיים נוסחת מים h2o

הַגדָרָה

מים (תחמוצת מימן)- תרכובת אנאורגנית בינארית.

נוסחה כימית: H2O

נוסחה מבנית:

מסה מולרית: 18.01528 גרם/מול.

שמות חלופיים: תחמוצת, מימן הידרוקסיד, חומצה הידרוקסיל, דו-מימן חד-חמצני, אוקסידאן, דיהידרומונוקסיד.

במולקולת מים, אטום החמצן נמצא במצב של הכלאה sp 3, שכן לא רק אלקטרונים ערכיים, אלא גם זוגות אלקטרונים בודדים משתתפים ביצירת אורביטלים היברידיים. אורביטלים היברידיים מכוונים לקודקודי הטטרהדרון:

בשל ההבדל הגדול באלקטרושליליות של חמצן ומימן, הקשרים במולקולה מקוטבים מאוד, והאלקטרון מוסט לכיוון . למולקולת מים יש מומנט דיפול גדול מכיוון שהקשרים הקוטביים מסודרים בצורה א-סימטרית.

הקיטוב החזק של הקשר O-H קשור להיווצרות של קשרי מימןבין מולקולות מים. כל מולקולת מים יכולה ליצור עד ארבעה קשרי מימן - שניים מהם נוצרים על ידי אטום חמצן, ושניים נוספים על ידי אטומי מימן:

יצירת קשרי מימן קובעת את נקודת הרתיחה, הצמיגות ומתח הפנים הגבוהים יותר של מים בהשוואה להידרידים אנלוגיים (סלניום וטלוריום).

שינויים איזוטופיים של מים

בהתאם לסוג איזוטופי המימן הכלולים במולקולה, נבדלים הבאים: שינויים איזוטופיים של מים:

בהתחשב בעובדה שלחמצן יש שלושה איזוטופים יציבים (16 O, 17 O ו-18 O), ניתן ליצור 18 נוסחאות למולקולות מים השונות בהרכב האיזוטופי. בְּדֶרֶך כְּלַל, מים טבעייםמכיל את כל סוגי המולקולות הללו.

דוגמאות לפתרון בעיות בנושא "נוסחת מים"

דוגמה 1

תַרגִיל 9 ליטר מים נשפכו לרדיאטור הרכב ונוספו 2 ליטר מתיל בצפיפות של 0.8 גרם/מ"ל. במה טמפרטורה מינימליתהאם כעת אתה יכול להשאיר את המכונית שלך בחוץ ללא חשש שהמים ברדיאטור יקפאו (הקבוע הקרוסקופי של המים הוא 1.86 K ק"ג/מול)?
פִּתָרוֹן על פי חוק ראול, הירידה בטמפרטורת ההתגבשות של תמיסות מדוללות של לא-אלקטרוליטים שווה ל:

כאשר: - ירידה בטמפרטורת ההקפאה של התמיסה; К cr - קבוע קריוסקופי של הממס; Cm הוא הריכוז המולי של התמיסה; m B היא המסה של החומר המומס; m A היא המסה של הממס; M B - מסה מולרית של המומס.

מִשׁקָל מתיל אלכוהולשווה ל:

מסת המים שווה ל:

המסה המולרית של מתיל אלכוהול היא 32 גרם/מול

בואו נחשב את השינוי בטמפרטורת הקפאה:

תְשׁוּבָה ניתן להשאיר את המכונית בחוץ בטמפרטורות מעל -10.3 מעלות צלזיוס

דוגמה 2

תַרגִיל כמה גרם של Na 2 SO 4 10H 2 O יש להמיס ב-250 גרם מים כדי לקבל תמיסה המכילה 5% מימיות?
פִּתָרוֹן המסה המולרית של Na 2 SO 4 היא:

מסה מולרית של הידרט גבישי:

הבה נסמן את כמות (מול) של מלח מומס כ-x.

אז הפתרון יהיה שווה ל:

מסת המלח הנטול בתמיסה המוגמרת תהיה שווה ל:

מים (תחמוצת מימן) היא תרכובת אנאורגנית בינארית עם נוסחה כימית H 2 O. מולקולת מים מורכבת משני אטומי מימן ואטום חמצן אחד, המחוברים בקשר קוולנטי.

מי חמצן.


תכונות פיזיקליות וכימיות

פיזי ו תכונות כימיותמים נקבעים על ידי המבנה הכימי, האלקטרוני והמרחבי של מולקולות H 2 O.

אטומי H ו-O במולקולת H 2 0 נמצאים במצבי החמצון היציבים שלהם, +1 ו -2, בהתאמה; לכן, מים אינם מציגים תכונות חמצון או מפחיתות בולטות. שימו לב: בהידרידים של מתכת, מימן נמצא במצב חמצון -1.



למולקולת H 2 O יש מבנה זוויתי. קשרי H-Oמאוד קוטבי. יש עודף מטען שלילי על אטום O, ועודף מטען חיובי על אטומי H. באופן כללי, מולקולת H 2 O היא קוטבית, כלומר. דיפול. זה מסביר את העובדה שמים הם ממס טוב לחומרים יוניים וקוטביים.



נוכחותם של מטענים עודפים על אטומי H ו-O, כמו גם זוגות אלקטרונים בודדים על אטומי O, גורמים ליצירת קשרי מימן בין מולקולות מים, כתוצאה מכך הם מתאחדים למקורבים. קיומם של מקורבים אלה מסביר את ערכי ה-m.p הגבוהים באופן חריג. וכו' קיפ. מַיִם.

יחד עם היווצרות קשרי מימן, התוצאה של ההשפעה ההדדית של מולקולות H 2 O זו על זו היא היינון העצמי שלהן:
במולקולה אחת ביקוע הטרוליטי של הקוטב חיבורי O-N, והפרוטון המשוחרר נצמד לאטום החמצן של מולקולה אחרת. יון ההידרוניום H 3 O + המתקבל הוא בעצם יון מימן H + H 2 O הידרדרות, כך שמשוואת היינון העצמי של מים מפושטת באופן הבא:


H 2 O ↔ H + + OH -


קבוע הדיסוציאציה של מים קטן ביותר:



זה מצביע על כך שהמים מתפרקים מעט מאוד ליונים, ולכן הריכוז של מולקולות H 2 O הבלתי מפורקות הוא כמעט קבוע:




במים טהורים [H + ] = [OH - ] = 10 -7 מול/ליטר. משמעות הדבר היא שהמים הם אלקטרוליט אמפוטרי חלש מאוד, שאינו מציג תכונות חומציות או בסיסיות במידה ניכרת.
עם זאת, למים יש השפעה מייננת חזקה על האלקטרוליטים המומסים בהם. בהשפעת דיפולי מים, קשרים קוולנטיים קוטביים במולקולות של חומרים מומסים הופכים ליונים, היונים מתייבשים, הקשרים ביניהם נחלשים, וכתוצאה מכך ניתוק אלקטרוליטי. לְדוּגמָה:
HCl + H 2 O - H 3 O + + Cl -

(אלקטרוליט חזק)


(או בלי לקחת בחשבון הידרציה: HCl → H + + Cl -)


CH 3 COOH + H 2 O ↔ CH 3 COO - + H + (אלקטרוליט חלש)


(או CH 3 COOH ↔ CH 3 COO - + H +)


על פי תורת ברונסטד-לאורי של חומצות ובסיסים, בתהליכים אלו מים מציגים תכונות של בסיס (מקבל פרוטונים). על פי אותה תיאוריה, מים פועלים כחומצה (תורם פרוטונים) בתגובות, למשל, עם אמוניה ואמינים:


NH 3 + H 2 O ↔ NH 4 + + OH -


CH 3 NH 2 + H 2 O ↔ CH 3 NH 3 + + OH -

תגובות חיזור הכוללות מים

I. תגובות שבהן מים ממלאים את התפקיד של חומר מחמצן

תגובות אלו אפשריות רק עם חומרים מפחיתים חזקים המסוגלים להפחית את יוני המימן הכלולים במולקולות המים למימן חופשי.


1) אינטראקציה עם מתכות


א) בתנאים רגילים, H 2 O יוצר אינטראקציה רק ​​עם הפער. ואדמה אלקליין. מתכות:


2Na + 2H + 2 O = 2NaOH + H 0 2


Ca + 2H + 2 O = Ca(OH) 2 + H 0 2


ב) בטמפרטורות גבוהות, H 2 O מגיב עם כמה מתכות אחרות, למשל:


Mg + 2H + 2 O = Mg(OH) 2 + H 0 2


3Fe + 4H + 2 O = Fe 2 O 4 + 4H 0 2


ג) אל ו-Zn מחליפים את H2 מהמים בנוכחות אלקליות:


2Al + 6H + 2 O + 2NaOH = 2Na + 3H 0 2


2) אינטראקציה עם לא-מתכות בעלות EO נמוך (תגובות מתרחשות בתנאים קשים)


C + H + 2 O = CO + H 0 2 ("גז מים")


2P + 6H + 2 O = 2HPO 3 + 5H 0 2


בנוכחות אלקליות, סיליקון מחליף מימן מהמים:


Si + H + 2 O + 2NaOH = Na 2 SiO 3 + 2H 0 2


3) אינטראקציה עם הידרידי מתכת


NaH + H + 2 O = NaOH + H 0 2


CaH 2 + 2H + 2 O = Ca(OH) 2 + 2H 0 2


4) אינטראקציה עם פחמן חד חמצני ומתאן


CO + H + 2 O = CO 2 + H 0 2


2CH 4 + O 2 + 2H + 2 O = 2CO 2 + 6H 0 2


התגובות משמשות באופן תעשייתי לייצור מימן.

II. תגובות שבהן מים ממלאים את התפקיד של חומר מפחית

תגובות אלו אפשריות רק עם חומרי חמצון חזקים מאוד המסוגלים לחמצן חמצן CO CO -2, שהוא חלק ממים, לשחרר חמצן O 2 או לאניונים פרוקסיד 2-. במקרה חריג (בתגובה עם F 2), נוצר חמצן עם c o. +2.


1) אינטראקציה עם פלואור


2F 2 + 2H 2 O -2 = O 0 2 + 4HF



2F 2 + H 2 O -2 = O +2 F 2 + 2HF


2) אינטראקציה עם חמצן אטומי


H 2 O -2 + O = H 2 O - 2


3) אינטראקציה עם כלור


ב-T גבוה מתרחשת תגובה הפיכה


2Cl 2 + 2H 2 O -2 = O 0 2 + 4HCl

III. תגובות של חמצון תוך מולקולרי - הפחתת מים.

תחת ההשפעה זרם חשמליאו טמפרטורה גבוהה, מים יכולים להתפרק למימן ולחמצן:


2H + 2 O -2 = 2H 0 2 + O 0 2


פירוק תרמי הוא תהליך הפיך; מידת הפירוק התרמי של המים נמוכה.

תגובות הידרציה

I. הידרציה של יונים. יונים שנוצרו במהלך פירוק האלקטרוליטים ב תמיסות מימיות, מצמידים מספר מסוים של מולקולות מים ומתקיימות בצורה של יונים hydrated. חלק מהיונים יוצרים קשרים כל כך חזקים עם מולקולות מים שהידרטים שלהם יכולים להתקיים לא רק בתמיסה, אלא גם במצב מוצק. זה מסביר את היווצרותם של הידרטים גבישיים כמו CuSO4 5H 2 O, FeSO 4 7H 2 O וכו', כמו גם קומפלקסים אקווה: CI 3, Br 4 וכו'.

II. הידרציה של תחמוצות

III. הִידרָצִיָה תרכובות אורגניותהמכילים קשרים מרובים

תגובות הידרוליזה

I. הידרוליזה של מלחים


הידרוליזה הפיכה:


א) על ידי קטיון מלח


Fe 3+ + H 2 O = FeOH 2+ + H +; (סביבה חומצית. pH

ב) לפי האניון המלח


CO 3 2- + H 2 O = HCO 3 - + OH -; (סביבה בסיסית. pH > 7)


ג) על ידי קטיון ואניון של המלח


NH 4 + + CH 3 COO - + H 2 O = NH 4 OH + CH 3 COOH (קרוב לסביבה ניטרלית)


הידרוליזה בלתי הפיכה:


Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S


II. הידרוליזה של קרבידים מתכתיים


Al 4 C 3 + 12H 2 O = 4Al(OH) 3 ↓ + 3CH 4 netane


CaC 2 + 2H 2 O = Ca(OH) 2 + C 2 H 2 אצטילן


III. הידרוליזה של סיליקידים, ניטרידים, פוספידים


Mg 2 Si + 4H 2 O = 2Mg(OH) 2 ↓ + SiH 4 סילאן


Ca 3 N 2 + 6H 2 O = ZCa(OH) 2 + 2NH 3 אמוניה


Cu 3 P 2 + 6H 2 O = 3Сu(OH) 2 + 2РН 3 פוספין


IV. הידרוליזה של הלוגנים


Cl 2 + H 2 O = HCl + HClO


Br 2 + H 2 O = HBr + HBrO


V. הידרוליזה של תרכובות אורגניות


מחלקות של חומרים אורגניים

מוצרי הידרוליזה (אורגניים)

הלואלקנים (אלקיל הלידים)

הלידים של אריל

דיהלואלקנים

אלדהידים או קטונים

אלכוהול מתכת

הלידים של חומצה קרבוקסילית

חומצות קרבוקסיליות

אנהידרידים של חומצה קרבוקסילית

חומצות קרבוקסיליות

אתרים מורכבים של חומצות קרבוקסיליות

חומצות קרבוקסיליות ואלכוהול

גליצרול וחומצות קרבוקסיליות גבוהות יותר

די- ופוליסכרידים

חד סוכרים

פפטידים וחלבונים

חומצות אמינו α

חומצות גרעין

הַגדָרָה

מַיִם- תחמוצת מימן היא תרכובת בינארית בעלת אופי אנאורגני.

נוסחה – H 2 O. מסה מולרית – 18 גרם/מול. יכול להתקיים בשלושה מצבי צבירה- נוזל (מים), מוצק (קרח) וגזי (אדי מים).

תכונות כימיות של מים

מים הם הממס הנפוץ ביותר. יש שיווי משקל בתמיסת מים, וזו הסיבה למים נקראים אמפוליט:

H 2 O ↔ H + + OH — ↔ H 3 O + + OH — .

בהשפעת זרם חשמלי, מים מתפרקים למימן וחמצן:

H 2 O = H 2 + O 2.

בטמפרטורת החדר, המים מתמוססים מתכות פעילותעם היווצרות של אלקליות, ושחרור מימן מתרחש גם:

2H 2 O + 2Na = 2NaOH + H 2.

מים מסוגלים לקיים אינטראקציה עם פלואור ותרכובות אינטרהלידים, ובמקרה השני התגובה מתרחשת בטמפרטורות נמוכות:

2H 2 O + 2F 2 = 4HF + O 2.

3H 2 O +IF 5 = 5HF + HIO 3.

מלחים הנוצרים מבסיס חלש וחומצה חלשה עוברים הידרוליזה כשהם מומסים במים:

Al 2 S 3 + 6H 2 O = 2Al(OH) 3 ↓ + 3H 2 S.

מים יכולים להמיס חומרים מסוימים, מתכות ולא מתכות, כאשר הם מחוממים:

4H 2 O + 3Fe = Fe 3 O 4 + 4H 2;

H 2 O + C ↔ CO + H 2.

מים, בנוכחות חומצה גופרתית, נכנסים לתגובות אינטראקציה (הידרציה) עם פחמימנים בלתי רוויים - אלקנים עם היווצרות של אלכוהול חד-הידרי רוויים:

CH 2 = CH 2 + H 2 O → CH 3 -CH 2 -OH.

תכונות פיזיקליות של מים

מים הם נוזל שקוף (נ.ש). מומנט הדיפול הוא 1.84 D (בשל ההבדל החזק באלקטרושליליות של חמצן ומימן). למים יש את הערך הגבוה ביותר קיבולת חום ספציפיתבין כל החומרים במצב צבירה נוזלי ומוצק. חום ספציפיהמסת מים – 333.25 קילו-ג'יי/ק"ג (0 C), אידוי – 2250 קילו-ג'יי/ק"ג. מים יכולים להמיס חומרים קוטביים. למים יש מתח פנים גבוה ופוטנציאל חשמלי משטח שלילי.

מקבל מים

מים מתקבלים בתגובת ניטרול, כלומר. תגובות בין חומצות ואלקליות:

H 2 SO 4 + 2KOH = K 2 SO 4 + H 2 O;

HNO 3 + NH 4 OH = NH 4 NO 3 + H 2 O;

2CH 3 COOH + Ba(OH) 2 = (CH 3 COO) 2 Ba + H 2 O.

אחת הדרכים להשיג מים היא הפחתת מתכות עם מימן מהתחמוצות שלהן:

CuO + H 2 = Cu + H 2 O.

דוגמאות לפתרון בעיות

דוגמה 1

תַרגִיל כמה מים צריך לקחת כדי להכין תמיסה של 5% מתמיסת חומצה אצטית של 20%?
פִּתָרוֹן לפי ההגדרה של חלק המסה של חומר, תמיסת חומצה אצטית 20% היא 80 מ"ל ממס (מים) 20 גרם חומצה, ותמיסת חומצה אצטית 5% היא 95 מ"ל ממס (מים) 5 גרם חומצה .

בואו נעשה פרופורציה:

x = 20 × 95 /5 = 380.

הָהֵן. התמיסה החדשה (5%) מכילה 380 מ"ל של ממס. ידוע שהתמיסה הראשונית הכילה 80 מ"ל של ממס. לכן, כדי לקבל תמיסה של 5% של חומצה אצטית מתמיסה של 20%, אתה צריך להוסיף:

380-80 = 300 מ"ל מים.

תְשׁוּבָה אתה צריך 300 מ"ל מים.

דוגמה 2

תַרגִיל הבעירה של חומר אורגני במשקל 4.8 גרם יצרה 3.36 ליטר פחמן דו חמצני(נ.ש.) ו-5.4 גרם מים. צפיפות המימן של החומר האורגני היא 16. קבע את הנוסחה של החומר האורגני.
פִּתָרוֹן מסות מולריות של פחמן דו חמצני ומים מחושבות באמצעות הטבלה יסודות כימיים DI. מנדלייב – 44 ו-18 גרם/מול, בהתאמה. בואו נחשב את כמות החומר בתוצרי התגובה:

n(CO 2) = V(CO 2) / V m;

n(H 2 O) = m(H 2 O) / M(H 2 O);

n(CO 2) = 3.36 / 22.4 = 0.15 מול;

n(H 2 O) = 5.4 / 18 = 0.3 מול.

בהתחשב בכך שמולקולת CO 2 מכילה אטום פחמן אחד, ומולקולת H 2 O מכילה 2 אטומי מימן, כמות החומר והמסה של אטומים אלו תהיה שווה ל:

n(C) = 0.15 מול;

n(H) = 2×0.3 מול;

m(C) = n(C)× M(C) = 0.15 × 12 = 1.8 גרם;

m(N) = n(N)× M(N) = 0.3 × 1 = 0.3 גרם.

בואו נקבע אם החומר האורגני מכיל חמצן:

m(O) = m(C x H y O z) – m(C) – m(H) = 4.8 – 0.6 – 1.8 = 2.4 גרם.

כמות החומר של אטומי חמצן:

n(O) = 2.4 / 16 = 0.15 מול.

לאחר מכן, n(C): n(H): n(O) = 0.15: 0.6: 0.15. נחלק בערך הקטן ביותר, נקבל n(C):n(H): n(O) = 1: 4: 1. לכן, הנוסחה של החומר האורגני היא CH 4 O. המסה המולרית של החומר האורגני מחושבת באמצעות טבלת היסודות הכימיים D.I. מנדלייב – 32 גרם/מול.

מסה מולרית של חומר אורגני, מחושבת באמצעות צפיפות המימן שלו:

M(C x H y O z) = M(H 2) × D(H 2) = 2 × 16 = 32 גרם/מול.

אם הנוסחאות של חומר אורגני שמקורו במוצרי בעירה ושימוש בצפיפות מימן שונות, אז היחס בין המסות המולריות יהיה גדול מ-1. בואו נבדוק את זה:

M(C x H y O z) / M(CH 4 O) = 1.

לכן, הנוסחה של החומר האורגני היא CH 4 O.

תְשׁוּבָה הנוסחה של חומר אורגני היא CH 4 O.

הנוסחה לבסיס החיים - מים - ידועה. המולקולה שלו מורכבת משני אטומי מימן וחמצן אחד, שנכתב כ-H2O. אם יש פי שניים יותר חמצן, אז יתקבל חומר אחר לגמרי - H2O2. מה זה וכיצד החומר שנוצר יהיה שונה מהמים ה"יחסיים" שלו?

H2O2 - מהו החומר הזה?

בואו נסתכל על זה ביתר פירוט. H2O2 היא הנוסחה של מי חמצן, כן, אותה אחת המשמשת לטיפול בשריטות, לבן. מי חמצן H2O2 - מדעי.

לחיטוי, השתמש בתמיסת מי חמצן של שלושה אחוזים. בצורה טהורה או מרוכזת, הוא גורם לכוויות כימיות בעור. תמיסה של שלושים אחוז מי חמצן נקראת אחרת פרהידרול; בעבר, הוא שימש במספרות להלבנת שיער. העור שנשרף ממנו הופך גם הוא לבן.

תכונות כימיות של H2O2

מי חמצן הוא נוזל חסר צבע עם טעם "מתכתי". זהו ממס טוב ומתמוסס בקלות במים, אתר ואלכוהול.

תמיסות חמצן של שלושה ושישה אחוז מוכנות בדרך כלל על ידי דילול תמיסה של שלושים אחוז. בעת אחסון H2O2 מרוכז, החומר מתפרק עם שחרור חמצן, ולכן אין לאחסן אותו במיכלים אטומים היטב כדי למנוע פיצוץ. ככל שריכוז החמצן יורד, היציבות שלו עולה. כמו כן, כדי להאט את הפירוק של H2O2, ניתן להוסיף לו חומרים שונים, למשל חומצה זרחתית או סליצילית. כדי לאחסן תמיסות בריכוז גבוה (יותר מ-90 אחוז), מוסיפים לפרוקסיד נתרן פירופוספט, המייצב את מצב החומר, וכן משתמשים בכלי אלומיניום.

H2O2 פנימה תגובות כימיותיכול להיות גם חומר מחמצן וגם חומר מפחית. עם זאת, לעתים קרובות יותר מי חמצן מציג תכונות חמצון. מי חמצן נחשב לחומצה, אך חלש מאוד; מלחים של מי חמצן נקראים פרוקסידים.

כשיטה להפקת חמצן

תגובת הפירוק של H2O2 מתרחשת כאשר החומר נחשף לטמפרטורה גבוהה (יותר מ-150 מעלות צלזיוס). כתוצאה מכך נוצרים מים וחמצן.

נוסחת תגובה - 2 H2O2 + t -> 2 H2O + O2

מצב החמצון של H ב-H 2 O 2 ו- H 2 O = +1.
מצב חמצון של O: ב-H 2 O 2 = -1, ב-H 2 O = -2, ב- O 2 = 0
2 O -1 - 2e -> O2 0

O -1 + e -> O -2
2 H2O2 = 2 H2O + O2

הפירוק של מי חמצן יכול להתרחש גם בטמפרטורת החדר אם משתמשים בזרז ( חומר כימי, האצת התגובה).

במעבדות, אחת השיטות להפקת חמצן, לצד פירוק מלח ברטוליט או אשלגן פרמנגנט, היא תגובת הפירוק של פרוקסיד. במקרה זה, תחמוצת מנגן (IV) משמשת כזרז. חומרים נוספים שמאיצים את הפירוק של H2O2 הם נחושת, פלטינה ונתרן הידרוקסיד.

היסטוריה של גילוי החמצן

הצעדים הראשונים לקראת גילוי החמצן נעשו בשנת 1790 על ידי אלכסנדר הומבולדט הגרמני, כאשר גילה את הפיכתה של תחמוצת בריום למי חמצן בעת ​​חימום. תהליך זה היה מלווה בספיגת חמצן מהאוויר. 12 שנים מאוחר יותר, המדענים Tenard ו- Gay-Lussac ערכו ניסוי על שריפת מתכות אלקליות עם עודף חמצן, וכתוצאה מכך נתרן חמצן. אבל מי חמצן הושג מאוחר יותר, רק ב-1818, כאשר לואי ת'נרד חקר את השפעת החומצות על מתכות; כמות נמוכה של חמצן הייתה הכרחית לאינטראקציה היציבה שלהם. ערך ניסוי מאשש עם בריום חמצן וחומצה גופרתית, המדען הוסיף להם מים, מימן כלורי וקרח. לאחר זמן קצר גילה טנר טיפות קטנות קפואות על קירות המיכל עם בריום חמצן. התברר שזה היה H2O2. ואז הם נתנו ל-H2O2 שהתקבל את השם "מים מחומצנים". זה היה מי חמצן - נוזל חסר צבע, חסר ריח, קשה לאידוי, שממיס חומרים אחרים היטב. התוצאה של האינטראקציה של H2O2 ו- H2O2 היא תגובת דיסוציאציה, מי חמצן מסיס במים.

עובדה מעניינת היא שתכונותיו של החומר החדש התגלו במהירות, מה שמאפשר להשתמש בו בעבודות שיקום. טנרד עצמו, באמצעות מי חמצן, שיחזר ציור של רפאל שהחשיך עם הזמן.

מי חמצן במאה ה-20

לאחר מחקר מעמיק של החומר שהתקבל, החלו לייצר אותו בקנה מידה תעשייתי. בתחילת המאה העשרים הוכנסה טכנולוגיה אלקטרוכימית לייצור פרוקסיד המבוססת על תהליך אלקטרוליזה. אבל חיי המדף של החומר שהושג בשיטה זו היו קצרים, כשבועיים. מי חמצן טהור אינו יציב, ולרוב הוא הופק בריכוז של שלושים אחוז להלבנת בדים ובריכוז של שלושה או שישה אחוזים לצרכי הבית.

מדענים בגרמניה הנאצית השתמשו בפרוקסיד כדי ליצור מנוע רקטידלק נוזלי, ששימש למטרות הגנה במלחמת העולם השנייה. כתוצאה מאינטראקציה של H2O2 ומתנול/הידרזין, התקבל דלק חזק, עליו הגיע המטוס למהירויות של יותר מ-950 קמ"ש.

היכן משתמשים ב-H2O2 כעת?

  • ברפואה - לטיפול בפצעים;
  • בתעשיית העיסה והנייר משתמשים בתכונות ההלבנה של החומר;
  • בתעשיית הטקסטיל, מי חמצן משמש להלבנה טבעית ו בדים סינתטיים, פרוות, צמר;
  • אֵיך חומר הנעהאו חומר מחמצן שלו;
  • בכימיה - לייצור חמצן, כחומר מקציף לייצור חומרים נקבובייםכזרז או כחומר הידרוגנציה;
  • לייצור חומרי חיטוי או חומרי ניקוי, אקונומיקה;
  • להלבנת שיער (זו שיטה מיושנת, שכן השיער ניזוק קשות על ידי מי חמצן);

מי חמצן יכול לשמש בהצלחה כדי לפתור בעיות ביתיות שונות. אבל רק שלושה אחוזים מי חמצן יכולים לשמש למטרות אלה. הנה כמה דרכים:

  • כדי לנקות משטחים, אתה צריך לשפוך מי חמצן לתוך מיכל עם בקבוק ריסוס ולרסס אותו על אזורים מזוהמים.
  • כדי לחטא חפצים, יש לנגב אותם בתמיסת H2O2 לא מדוללת. זה יעזור לנקות אותם ממיקרואורגניזמים מזיקים. ניתן להשרות ספוגי כביסה במים עם מי חמצן (יחס 1:1).
  • כדי להלבין בדים, הוסף כוס מי חמצן בעת ​​שטיפת פריטים לבנים. ניתן גם לשטוף בדים לבנים במים מעורבבים עם כוס H2O2. שיטה זו מחזירה לובן, מגנה על בדים מהצהבה ומסייעת בהסרת כתמים עיקשים.
  • כדי להילחם בעובש ובטחב, ערבבו מי חמצן ומים ביחס של 1:2 במיכל עם בקבוק ספריי. רססו את התערובת שהתקבלה על משטחים מזוהמים ולאחר 10 דקות נקו אותם עם מברשת או ספוג.
  • ניתן לחדש דייס כהה באריחים על ידי התזת מי חמצן על האזורים הרצויים. לאחר 30 דקות, אתה צריך לשפשף אותם ביסודיות עם מברשת נוקשה.
  • כדי לשטוף כלים, הוסף חצי כוס H2O2 לאגן מים מלא (או כיור עם ניקוז סגור). כוסות וצלחות שנשטפו בתמיסה זו יבריקו נקי.
  • כדי לנקות את מברשת השיניים שלך, עליך לטבול אותה בתמיסת חמצן בלתי מדוללת של שלושה אחוזים. לאחר מכן שטפו תחת מים זורמים חזקים. שיטה זו מחטאת היטב פריטי היגיינה.
  • כדי לחטא ירקות ופירות קנויים, יש לרסס עליהם תמיסה של חלק מי חמצן וחלק מים אחד, ולאחר מכן לשטוף אותם היטב במים (יכול להיות קר).
  • עַל קוטג' קיץבעזרת H2O2 ניתן להילחם במחלות צמחים. אתה צריך לרסס אותם בתמיסת חמצן או להשרות את הזרעים זמן קצר לפני השתילה ב-4.5 ליטר מים מעורבבים עם 30 מ"ל של ארבעים אחוז מי חמצן.
  • כדי להחיות דגי אקווריום, אם הם מורעלים מאמוניה, נחנקים כאשר האוורור כבוי, או מסיבה אחרת, אתה יכול לנסות לשים אותם במים עם מי חמצן. אתה צריך לערבב שלושה אחוז חמצן עם מים בשיעור של 30 מ"ל ל-100 ליטר ולהניח דגים חסרי חיים בתערובת המתקבלת למשך 15-20 דקות. אם הם לא מתעוררים לחיים בתקופה זו, אז התרופה לא עזרה.

גם כתוצאה מניעור נמרץ של בקבוק מים נוצרת בו כמות מסוימת של מי חמצן, שכן במהלך פעולה זו המים רוויים בחמצן.

פירות וירקות טריים מכילים גם H2O2 עד שהם נחשפים אליו טיפול בחום. בעת חימום, בישול, טיגון ותהליכים נוספים בליווי טמפרטורה גבוההכמות גדולה של חמצן נהרסת. זו הסיבה שמאכלים מבושלים נחשבים לא כל כך בריאים, למרות שחלק מהוויטמינים נשארים בהם. מיצים סחוטים טריים או קוקטיילי חמצן המוגשים בבתי ההבראה שימושיים מאותה סיבה - בשל הרוויה בחמצן, שנותנת לגוף כוח חדש ומנקה אותו.

סכנה של מי חמצן בעת ​​בליעה

לאחר האמור לעיל, אולי נראה שניתן ליטול מי חמצן באופן ספציפי דרך הפה, וזה יועיל לגוף. אבל זה לא נכון בכלל. במים או במיצים, התרכובת נמצאת ב כמויות מינימוםוהוא קשור קשר הדוק לחומרים אחרים. נטילת מי חמצן "לא טבעי" פנימית (וכל מי חמצן שנרכש בחנות או מיוצר כתוצאה מניסויים כימיים באופן עצמאי לא יכול להיחשב טבעי, ויתרה מכך, בעל ריכוז גבוה מדי בהשוואה לטבעי) עלול להוביל לסכנות לחיים ולהשלכות בריאותיות . כדי להבין מדוע, עלינו לפנות שוב לכימיה.

כפי שכבר צוין, בתנאים מסוימים, מי חמצן מתפרק ומשחרר חמצן, שהוא חומר מחמצן פעיל. יכול להתרחש כאשר H2O2 מתנגש עם פרוקסידאז, אנזים תוך תאי. השימוש בפרוקסיד לחיטוי מבוסס על תכונות החמצון שלו. לכן, כאשר פצע מטופל עם H2O2, החמצן המשוחרר הורס מיקרואורגניזמים פתוגניים חיים שנכנסו אליו. יש לו אותה השפעה על תאים חיים אחרים. אם תטפלו בעור שלם בפרוקסיד ולאחר מכן תנגבו את האזור המטופל באלכוהול, תרגישו תחושת צריבה, המאשרת נוכחות של נזק מיקרוסקופי לאחר חמצן. אך כאשר נעשה שימוש חיצוני בפרוקסיד בריכוז נמוך, לא תהיה פגיעה ניכרת בגוף.

זה עניין אחר אם אתה מנסה לקחת את זה בעל פה. החומר הזה, שיכול לפגוע אפילו בעור עבה יחסית מבחוץ, מגיע בסופו של דבר לריריות של מערכת העיכול. כלומר, מתרחשות מיני כוויות כימיות. כמובן שחומר החמצון המשתחרר - חמצן - יכול גם להרוג חיידקים מזיקים. אבל אותו תהליך יקרה עם תאי מערכת המזון. אם חוזרים על כוויות כתוצאה מפעולת חומר החמצון, אזי תיתכן ניוון של הריריות, וזהו הצעד הראשון בדרך לסרטן. מוות של תאי מעיים מוביל לחוסר יכולת של הגוף לקלוט חומרים מזינים, זה מסביר, למשל, ירידה במשקל והעלמת עצירות אצל חלק מהאנשים שמתרגלים "טיפול" עם מי חמצן.

בנפרד, יש צורך לומר על שיטה זו של שימוש בפרוקסיד, כגון זריקות תוך ורידי. גם אם מסיבה כלשהי הם נרשמו על ידי רופא (זה יכול להיות מוצדק רק במקרה של הרעלת דם, כאשר אין תרופות מתאימות אחרות), אז בפיקוח רפואי ועם חישובי מינון קפדניים, עדיין יש סיכונים. אבל במצב כל כך קיצוני, זו תהיה הזדמנות להחלמה. בשום פנים ואופן אין לרשום לעצמך זריקות מי חמצן. H2O2 מהווה סכנה גדולה לתאי הדם - תאי דם אדומים וטסיות דם, שכן הוא הורס אותם כאשר הוא חודר למחזור הדם. בנוסף עלולה להתרחש חסימה קטלנית של כלי הדם על ידי החמצן המשוחרר - תסחיף גזים.

אמצעי זהירות לטיפול ב- H2O2

  • הרחק מהישג ידם של ילדים ואנשים עם מוגבלויות. חוסר הריח והטעם המובחן הופכים את החמצן למסוכן במיוחד עבורם, שכן ניתן ליטול מנות גדולות. אם הפתרון נכנס פנימה, ההשלכות של השימוש עלולות להיות בלתי צפויות. יש לפנות מיד לרופא.
  • תמיסות מי חמצן בריכוז של יותר משלושה אחוז גורמות לכוויות אם הן באות במגע עם העור. יש לשטוף את אזור הכוויה בהרבה מים.

  • אל תאפשר לתמיסת החמצן להיכנס לעיניך, מכיוון שהיא עלולה לגרום לנפיחות, אדמומיות, גירוי ולפעמים תחושות כואבות. עזרה ראשונה לפני פנייה לרופא היא לשטוף את העיניים בנדיבות במים.
  • אחסן את החומר באופן שיהיה ברור שזה H2O2, כלומר בכלי עם מדבקה כדי למנוע שימוש מקרי למטרות אחרות.
  • תנאי אחסון שמאריכים את חייו הם מקום חשוך, יבש וקריר.
  • אין לערבב מי חמצן עם כל נוזל מלבד מים נקיים, כולל מי ברז עם כלור.
  • כל האמור לעיל חל לא רק על H2O2, אלא גם על כל התכשירים המכילים אותו.

, גבס וכו'), הקיים באדמה, נדרש. מרכיב של כל האורגניזמים החיים.

הרכב איזוטופי.ישנם 9 מיני איזוטופים יציבים של מים. התוכן הממוצע שלהם במים מתוקים הוא כדלקמן (מול%): 1 H 2 16 O - 99.13; 1 H 2 18 O - 0.2; 1 N 2 17 0-0.04; 1 H 2 O 16 O-0.03; חמשת המינים האיזוטופים הנותרים נמצאים במים בכמויות זניחות. בנוסף למינים איזוטופים יציבים, מים מכילים כמות קטנה של 3 H 2 (או T 2 O) רדיואקטיבית. הרכב איזוטופי של מים טבעיים ממקורות שונים. משתנה. היחס 1 H/2 H משתנה במיוחד: inמים מתוקים - בממוצע 6900, במי ים -5500, בקרח - 5500-9000. לפי הפיזי המאפיינים של D 2 O שונים באופן ניכר ממים רגילים

פיזי. תכונות המים אינן תקינות. קרח נמס בכספומט. הלחץ מלווה בירידה בנפח של 9%. קוף טמפרטורה. התפשטות נפח של קרח ומים נוזליים שלילית ב-t-pax resp. מתחת ל-210°C ו-3.98°C. קיבולת החום C° במהלך ההמסה כמעט מוכפלת ובטווח 0-100°C כמעט בלתי תלויה בטמפרטורה (יש מינימום ב-35°C). מינימום איזותרמית דחיסות (44.9 * 10 -11 Pa -1), הנצפית ב-46 מעלות צלזיוס, באה לידי ביטוי די ברור. בלחצים נמוכים וטמפרטורות של עד 30 מעלות צלזיוס, צמיגות המים יורדת עם עליית הלחץ. דיאלקטרי גבוה החדירות ומומנט הדיפול של המים קובעים את יכולת ההמסה הטובה שלהם ביחס לחומרים קוטביים ויונים. בשל ערכי C° גבוהים, מים הם מווסת אקלים חשוב. התנאים על פני כדור הארץ, מייצבים את ה-t-ru על פני השטח שלו. יתר על כן, קרבה זווית N-O-N to tetrahedral (109° 28") קובע את הרפיון של מבני הקרח והמים הנוזליים, וכתוצאה מכך, את התלות החריגה של הצפיפות בטמפרטורה. לכן, גופי מים גדולים אינם קופאים לקרקעית, מה שמאפשר כדי שהחיים יתקיימו בהם.

לוּחַ 1 - מאפיינים של מים ואדי מים בשיווי משקל

אבל צפיפות השינויים II-VI נמוכה משמעותית ממה שיכול להיות לקרח אם המולקולות היו ארוזה בצפיפות. רק בשינויים VII ו-VIII מושגת צפיפות אריזה גבוהה מספיק: במבנה שלהן, מוכנסות זו לזו שתי רשתות רגילות הבנויות מטטרהדרות (בדומה לאלו הקיימות בקרח בטמפרטורה נמוכה מעוקבת Ic, איזו-מבנית עם יהלום); במקרה זה, המערכת של קשרי מימן ישרים נשמרת, והתיאום. מספר החמצן מכפיל את עצמו ומגיע ל-8. סידור אטומי החמצן בקרח VII ו-VIII דומה לסידור האטומים בברזל ובמתכות רבות אחרות. בקרח רגיל (Ih) וקוביק (Ic), כמו גם בקרח HI, V-VII, הכיוון של המולקולות אינו נקבע: שני הפרוטונים הקרובים ביותר לאטום O יוצרים איתו קשרים קוולנטיים, שיכולים להיות מכוון אל כל שניים מארבעת אטומי החמצן הסמוכים בקודקודי הטטרהדרון. דיאלקטרי החדירות של שינויים אלה גבוהה (גבוהה מזו של מים נוזליים). השינויים II, VIII ו-IX מסודרים מבחינה אוריינטציונית; הדיאלקטרי שלהם החדירות נמוכה (כ-3). קרח VIII הוא גרסה מסודרת של פרוטונים של קרח VII, וקרח IX הוא גרסה של קרח III. הצפיפויות של שינויים מסודרים מבחינה אוריינטציונית (VIII, IX) קרובה לצפיפות של השינויים הלא מסודרים המקבילים (VII, III).

מים כממס. מים ממיסים רבים היטב. קוטבי ומתנתק ליונים. בדרך כלל ה-pH עולה עם עליית הטמפרטורה, אבל לפעמים לתלות הטמפרטורה יש יותר אופי מורכב. אז, r-reality היא רבים. סולפטים, קרבונטים ופוספטים, כאשר הטמפרטורה עולה, היא יורדת או תחילה עולה, ולאחר מכן עוברת דרך מקסימום. ערך ה-pH של חומרים קוטביים נמוכים (כולל גזים המרכיבים את האטמוספירה) במים נמוך וכשהטמפרטורה עולה לרוב הוא יורד קודם כל ואז עובר דרך מינימום. ככל שהלחץ עולה, ה-pH של הגזים עולה, ועובר דרך מקסימום בלחצים גבוהים. חומרים רבים, כשהם מומסים במים, מגיבים איתם. לדוגמה, תמיסות NH 3 עשויות להכיל יוני NH 4 (ראה גם הידרוליזה). בין יונים, אטומים ומולקולות מומסות במים שאינן מקיימות איתם אינטראקציה כימית. מחוזות, ו