Вопрос 53: Физико-химические свойства воды. Основные показатели качества природных вод.

Физические свойства  воды . Чистая  вода  представляет собой бесцветную прозрачную жидкость.  Плотность   воды   при  переходе  ее   из   твердого   состояния   в   жидкое  не  уменьшается , а   возрастает .  При   нагревании   воды   от   0  до  4 °С  плотность   ее  также  увеличивается .  При   4 °С  вода   имеет   максимальную   плотность ,  и  лишь  при  дальнейшем  нагревании   ее   плотность   уменьшается . Большое значение в жизни природы  имеет  и тот факт, что  вода . обладает аномально высокой теплоемкостью[ 4 ,18Дж/(гК)]. Молекула воды  имеет  угловое строение; входящие в  ее  состав ядра образуют равнобедренный треугольник, в основании которого находятся два протона, а в вершине — ядро атома кислорода, Межъядерные расстояния О—Н близки к 0,1 нм, расстояние между ядрами атомов водорода равно примерно 0,15 нм.  Из  восьми электронов, составляющих внешний электронный слой атома кислорода в молекуле  воды  две электронные пары образуют ковалентные связи О—Н, а остальные четыре электрона представляют собой две неподеленных электронных пары. Химические свойства воды. Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000 °С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород. Вода — весьма реакционноспособное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой, образуя основания и кислоты; некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты; наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода. Вода способна соединяться с рядом веществ, находящихся при обычных условиях в газообразном состоянии, образуя при этом так: называемые гидраты газов. Примерами могут служить соединения Хе 6Н О, CI 8H O, С Н 6Н О, С Н 17Н О, которые выпадают в виде кристаллов при температурах от 0 до 24 °С (обычно при повышенном давлении соответствующего газа).

Основные показатели качества природных вод.

• Температура

• Мутность(прозрачность)

• Цветность воды

• Вкус и привкус

• Запах

54 Вопрос: Изотопы водорода в природе. Тяжёлая вода и её влияние на организм.

Водород встречается в виде трёх изотопов, которые имеют индивидуальные названия: ¹H — протий (Н), ²Н — дейтерий (D), ³Н — тритий (T; радиоактивный).

Протий и дейтерий являются стабильными изотопами с массовыми числами 1 и 2.

Изотоп водорода ³Н (тритий) нестабилен. Его период полураспада составляет 12,32 лет^[4]. Тритий содержится в природе в очень малых количествах.

Тяжёлая   вода  (также оксид дейтерия) — обычно этот термин применяется для обозначения тяжёловодородной воды. Тяжёловодородная  вода  имеет ту же химическую формулу, что  и  обычная  вода , но вместо атомов обычного лёгкого изотопа  водорода  (протия) содержит два атома тяжёлого изотопа  водорода  — дейтерия. Формула тяжёловодородной воды обычно записывается как D2O.

Тяжёлая вода  токсична  лишь в слабой степени, химические реакции в её среде проходят несколько медленнее, по сравнению с обычной водой, водородные связи с участием дейтерия несколько сильнее обычных.  Эксперименты   над  млекопитающими (мыши, крысы, собаки) показали, что замещение 25 %  водорода  в тканях дейтерием приводит к стерильности, иногда необратимой. Более высокие концентрации приводят к быстрой гибели животного; так, млекопитающие,  которые  пили тяжёлую воду в течение недели, погибли, когда половина воды в их теле была дейтерирована; рыбы и беспозвоночные погибают лишь при 90 % дейтерировании воды в теле. Простейшие способны адаптироваться к 70% раствору тяжёлой воды, а водоросли и бактерии способны жить даже в чистой тяжёлой воде. Человек может без видимого вреда для здоровья выпить несколько стаканов тяжёлой воды, весь дейтерий будет выведен из организма через несколько дней.

  Таким образом, тяжёлая вода гораздо менее токсична, чем, например, поваренная соль. Тяжёлая вода  использовалась   для  лечения артериальной гипертензии у людей в суточных дозах до 1,7 г дейтерия на кг веса пациента.

55.

Физические свойства

Низкие температуры плавления, малые значения плотностей, мягкие, режутся ножом.Низкий потенциал ионизации, который уменьшается с увеличением атомного номера.

Химические свойства

Типичные металлы, очень сильные восстановители. В соединениях проявляют единственную степень окисления +1. Восстановительная способность увеличивается с ростом атомной массы. Все соединения имеют ионный характер, почти все растворимы в воде. Гидроксиды R–OH – щёлочи, сила их возрастает с увеличением атомной массы металла.

Воспламеняются на воздухе при умеренном нагревании. С водородом образуют солеобразные гидриды. Продукты сгорания чаще всего пероксиды.

Химические свойства

Все щелочные металлы - очень сильные восстановители, в соединениях проявляют единственную степень окисления +1. Восстановительная способность увеличивается в ряду ––Li–Na–K–Rb–Cs®.

Все соединения щелочных металлов имеют ионный характер.

Практически все соли растворимы в воде.