XVI. Органические методы очитки воды

За счет наличия водородных связей вода обладает рядом аномальных свойств.

Аномальные свойства воды

1. Вода – единственный минерал, который в твердом состоянии легче, чем в жидком.

Н

О Н

Н Н О Водородная связь слабее ковалентной.

О ••• Н ― О ••• Н

Н |

Н

В твердом состоянии расстояние между молекулами больше, чем в жидком. Так как в жидком состоянии часть водородных связей разрушается.

2. Вода (и Hg) обладает самым высоким значением поверхностного натяжения. А следовательно в космосе и на поверхности она находится в виде капле.

у детей – 80% воды;

у взрослых – 60% воды.

3. Вода обладает большим значением теплоемкости. Поэтому моря и океаны являются тепловыми аккумуляторами. А человек может без вреда для здоровья переходить из более теплой среды в более холодную.

4. Вода – единственный минерал, который может одновременно существовать в одной точке диаграммы состояния во всех трех агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном).

Р

Т

5. У воды аномально высокая температура кипения по сравнению с аналогами: H₂Se, H₂Te.

6. Вода обладает измеряемой электропроводностью.

Kw = [H₃⁺O] [OH ¯ ] = 10 ^{– 14}

[H₃⁺O] – ион гидроксония

H⁺ + H₂O → H₃⁺O

Нейтральная среда: Щелочная среда: Кислая среда:

pH = 7; pH > 7; pH < 7

[H₃⁺O] = [OH ¯ ]; [H₃⁺O] < [OH ¯ ]; [H₃⁺O] > [OH ¯ ]

– p = – lg

pH = – lg [H⁺] (считают по количеству ионов водорода)

C_H⁺ = 10^{– 10}

lg 10^{– 10} = 10

pH = 10

Электродиализная очистка жидкости

Используют в СОЖ для очистки конденсата выдыхаемого космонавтом газа и урины, MnSO₄, раствор, H₂O.

При электролизе:

( −) K: Mn²⁺ + 2e → Mg° φ° = – 2,37 в

2H₂O + 2е → Н₂ + 2ОН ¯ φ° = – 0,83 в (менее электроотрицательный)

( +) A: 2SO₄^2- + 2e → 2S₂O₈^2- φ° = 2,01 в

2H₂O^2- – 4e → O₂ + 4H⁺ φ° = 1,223 в

XVII. Многостадийные задачи в органической химии

1. Число атомов углерода в исходном и конечном продукте одинаково и углеродный скелет идентичен.

Пример.

Из бутана-1 получить вторичный бутил-амин.

170°; H₂SO₄

1 ) CH₃ – CH₂ – CH₂ – CH₂OH CH₃ – CH₂ – CH = CH₂ + H₂O

2) CH₃ – CH₂ – CH = CH₂ + HBr → CH₃ – CH₂ – CH – CH₃

|

Br

3) CH₃ – CH₂ – CH – CH₃ + NH₃ → CH₃ – CH₂ – CH – CH₃ + HBr

| |

Br NH₂

Пример.

Из хлорпропана получить пропаналь.

спирт

1 ) CH₃ – CH – CH₃ + NaOH CH₃ – CH = CH₂ + NaCl + H₂O

|

H₂O₂

Cl

2 ) CH₃ – CH = CH₂ + HBr CH₃ – CH₂ – CH₂Br

Из-за H₂O₂ реакция идет против правила Марковникова.

3) CH₃ – CH₂ – CH₂Br + NаОH (в) → CH₃ – CH₂ – CH₂ OH + NaBr

O

4) CH₃ – CH₂ – CH₂ OH + [O] → CH₃ – CH₂ – C

H