5. Принцип Ле-Шателье

Направление смещения хим равновесия определяется принципом Ле-Шателье: «Если на систему, находящуюся в равновесии , оказывается внешнее воздействие путём изменения P,,V, T, C , то равновесие смещается в том направлении, которое ослабляет внешнее воздействие»

6. Физические и химические свойства воды. Диаграмма состояния воды

• Вода - это прозрачная жид- кость без запаха, вкуса, а в малом объеме и без цвета, Молекулярная масса воды - 18,0160, химическая формула - Н2О. Максимальная плотность дистиллированной воды - 1 г/см куб. при температуре 3,982 гр. С и нормальном давлении 1 атм.

• Вода - единственное известное нам вещество, которое встречается в естественных условиях на поверхности Земли в твердом, жидком и газообразном состоянии.

• Вода - уникальный растворитель. Она растворяет больше солей и прочих веществ, чем любая другая жидкость.

• Воду очень трудно окислить, сжечь или разложить на составные части. Вода - химически стойкое вещество.

• Вода окисляет почти все металлы и разрушает даже самые твердые горные породы.

• Вода имеет редкую способность при замерзании расширяться, вследствие чего лед плавает на воде, остающейся в жидкой фазе. Только немногие вещества (висмут, галлий, германий и др.) имеют такую же аномалию, при которой твердая фаза легче жидкой.

• Вода в форме сферических капель имеет наименьшую поверхность при заданном объеме. Поверхностное натяжение (на границе с воздухом при 20 гр. С равно 72,75 дин/см) является необходимым условием капиллярных процессов, столь важных для жизнедеятельности растений и животных.

• Пресная вода замерзает не при температуре наибольшей плотности (4 гр. С), а при 0 гр.С.

• Вода обладает способностью поглощать большое количество теплоты и сравнительно мало при этом нагреваться. У воды очень высокая скрытая теплота плавления льда (79 кал/г) и испарения (539 кал/г при 100 гр. С), т. е. она поглощает значительное количество дополнительной теплоты при неизменности температуры в процессе замерзания и при кипении.

• Дистиллированная вода очень плохо проводит электрический ток, но даже весьма малые добавки солей превращают ее в хороший проводник.

• Удельная теплоемкость воды выше, чем у большинства веществ (кроме водорода и аммиака): при 100 гр. С=0,487 кал/г- град, а при 15 гр. С=1,000 кал/г град. Плавление льда сопровождается увеличением его удельной теплоемкости почти вдвое. С повышением температуры теплоемкость воды уменьшается и только после 40 гр. С начинает увеличиваться.

• Температура замерзания воды понижается при увеличении давления примерно на 1 гр. С на каждые 130 атм. и достигает минимума (-22 гр. С) при давлении 2200 атм. При дальнейшем увеличении давления температура замерзания увеличивается и может стать выше 0 гр. (при очень большом давлении).

• Температура кипения воды равна 100 гр. С при нормальном давлении 1 атм., но, учитывая, что водород кипит при - 253 гр. С, а кислород - при -180 гр. С, вода должна кипеть в пределах от 100 до 150 гр. С.

• Диэлектрическая проницаемость воды (Е в единицах СГСЭ) 81,0 при 20 гр. С (это объясняет наличие у воды особых свойств, в частности способности растворять многие вещества). У большинства других тел она находится в пределах 2 - 3, за исключением ряда кислот (муравьиная - 58, ацетон - 21) и цианистого водорода, у которого диэлектрическая проницаемость 107.

• Коэффициент преломления света в воде при 20 гр. С = 1,3330, в то время как по волновой теории света (n=VЕ) он должен быть равен 9.

• Вода способна к полимеризации - соединению большого числа молекул обычной воды. Такая поливода имеет ряд совершенно новых физических свойств, в частности, она кипит при температуре в 4-5 раз более высокой, чем обычная.

• Скорость звука в пресной воде около 1450 м/с, в морской при 25 С - 1496 м/с.

• Вязкость при 20 гр. С=1,005 сантипуаза (спз). При О гр. С вязкость чистой воды 1,789 спз, а при 100 гр. С - только 0,282, т. е. в 6 раз меньше. Вязкость водяного пара при 15 гр. С всего 0,006 спз, т.е. значительно меньше, чем у воды при той же температуре.

• рН дистиллированной воды при 20 гр. С равен 7. При нагревании рН уменьшается и при 100 гр. С, например, рН равен 6.

• При давлении 1 атм. и температуре 100 гр. С из 1 л воды образуется 1600 л пара. У воды есть и ряд других свойств, которые уже известны и которые еще предстоит узнать.

Диаграмма состояния воды показывает те пределы, в которых можно изменять произвольно для каждой системы переменные величины согласно правилу фаз, не вызывая при этом изменения числа и вида фаз. Таким образом, диаграмма состояния позволяет найти условия, при которых существует в равновесии заданная система.