Хімічний склад води — важлива тема з хімії… Вода має хімічну формулу H2O та складається з атомів Гідрогену й Оксигену. У статті розглянемо будову молекули води, її склад, масові частки елементів, властивості та відмінності чистої і природної води.
Хімічний склад води
Вода — одна з найпоширеніших і найважливіших речовин на Землі. Вона входить до складу живих організмів, міститься у ґрунті, повітрі, річках, озерах, морях та океанах.
З погляду хімії вода є складною речовиною, молекула якої складається з двох атомів Гідрогену (H) та одного атома Оксигену (O).
Хімічна формула води — H2O.
Індекс «2» біля символу H означає, що молекула води містить два атоми Гідрогену. Біля символу O індексу немає, тому міститься один атом Оксигену.
З чого складається молекула води?
Молекула води утворена атомами двох хімічних елементів:
- Гідроген (H) — два атоми;
- Оксиген (O) — один атом.
Між атомами утворюються ковалентні полярні зв’язки. Молекула води має кутову просторову будову.
Спрощено склад молекули можна представити так:
H — O — H.
Особливості будови молекули H2O значною мірою визначають унікальні фізичні та хімічні властивості води.
Масовий склад води
Щоб визначити масовий склад води, використовують відносні атомні маси Гідрогену та Оксигену.
- H ≈ 1;
- O ≈ 16.
Відносна молекулярна маса води:
Mr(H2O) = 2 × 1 + 16 = 18
Масова частка Гідрогену
ω(H) ≈ 11,1 %
Масова частка Оксигену
ω(O) ≈ 88,9 %
Отже, майже 89 % маси молекули води припадає на Оксиген, а приблизно 11 % — на Гідроген.
Чиста і природна вода
Важливо розрізняти поняття хімічно чистої води та природної води.
Хімічно чиста вода
Хімічно чиста вода складається практично лише з молекул H2O та містить мінімальну кількість домішок.
Природна вода
Природна вода майже завжди містить розчинені речовини.
До її складу можуть входити:
- мінеральні солі;
- розчинені гази;
- органічні речовини;
- мікроелементи.
Саме тому річкова, озерна, підземна та морська вода мають різний хімічний склад.
Молекули води та агрегатні стани
Вода може перебувати у трьох основних агрегатних станах:
твердому, рідкому та газоподібному.
| Агрегатний стан | Особливості руху молекул |
|---|---|
| Лід | Молекули розташовані впорядковано та коливаються. |
| Рідка вода | Молекули постійно рухаються та змінюють своє положення. |
| Водяна пара | Молекули рухаються значно вільніше та знаходяться на більших відстанях одна від одної. |
Незалежно від агрегатного стану речовина залишається водою, а її молекула має формулу H2O.
Вода як складна речовина
За складом речовини поділяють на прості та складні.
Прості речовини
Прості речовини складаються з атомів одного хімічного елемента.
- H2 — водень;
- O2 — кисень.
Складні речовини
Складні речовини містять атоми двох або більше різних хімічних елементів.
Вода H2O є складною речовиною,
оскільки до її складу входять два хімічні елементи — Гідроген та Оксиген.
Електроліз води
Експериментально склад води можна підтвердити за допомогою електролізу — розкладання води під дією електричного струму.
Під час електролізу вода розкладається на водень і кисень:
2H2O → 2H2 + O2
У результаті утворюються дві прості речовини:
водень H2 та кисень O2.
Об’єм водню, що утворюється під час електролізу, приблизно вдвічі більший за об’єм кисню.
Чому вода має особливі властивості?
Властивості води пов’язані не лише з її хімічною формулою, а й з особливостями будови молекули H2O.
Молекула води є полярною. Атом Оксигену сильніше притягує спільні електрони, ніж атоми Гідрогену.
Між молекулами води можуть утворюватися водневі зв’язки.
Особливості молекулярної будови води пояснюють такі її властивості:
- здатність розчиняти багато речовин;
- високу температуру кипіння порівняно з багатьма подібними речовинами;
- поверхневий натяг;
- особливості замерзання;
- важливу роль у життєдіяльності організмів.
Вода як розчинник
Вода здатна розчиняти велику кількість різних речовин. Саме тому її часто називають універсальним розчинником.
У воді можуть розчинятися:
- кухонна сіль;
- цукор;
- деякі гази;
- мінеральні речовини.
Завдяки цій властивості вода відіграє важливу роль у природних процесах та життєдіяльності організмів.
Хімічний склад природної води
Хімічний склад природної води залежить від її походження, умов навколишнього середовища та контакту з ґрунтом і гірськими породами.
Дощова вода
Може містити розчинені гази з атмосфери.
Річкова та озерна вода
Може містити мінеральні солі, гази та органічні речовини.
Підземна вода
Під час проходження через гірські породи вода може збагачуватися розчиненими мінеральними речовинами.
Морська вода
Містить значну кількість розчинених солей.
Чому важливо знати хімічний склад води?
Знання складу води має практичне значення для людини, науки, промисловості, сільського господарства та охорони довкілля.
- Питна вода: оцінювання її якості та безпечності.
- Сільське господарство: визначення придатності води для поливу.
- Промисловість: використання води як розчинника, сировини та теплоносія.
- Екологія: дослідження стану річок, озер, підземних та морських вод.
Цікаві факти про воду
- Хімічна формула води — H2O.
- Одна молекула води містить два атоми Гідрогену та один атом Оксигену.
- Лід, рідка вода та водяна пара мають однакову хімічну формулу H2O.
- Відносна молекулярна маса води дорівнює 18.
- Приблизно 88,9 % маси молекули води припадає на Оксиген.
- Природна вода містить не тільки H2O, а й розчинені солі, гази та інші речовини.
Головне про хімічний склад води для 8 класу
- Вода — складна речовина.
- Хімічна формула води — H2O.
- Молекула води складається з двох атомів Гідрогену
та одного атома Оксигену. - Відносна молекулярна маса води —
Mr(H2O) = 18. - Масова частка Гідрогену — приблизно 11,1 %.
- Масова частка Оксигену — приблизно 88,9 %.
- Чиста вода складається практично лише з молекул H2O,
а природна вода містить різні розчинені речовини. - Вода існує у твердому, рідкому та газоподібному станах.
- Вода має полярні молекули та здатна утворювати водневі зв’язки.
- Під час електролізу вода розкладається на водень і кисень.
Мінітест: Хімічний склад води
- Яка хімічна формула води?
- Скільки атомів Гідрогену містить молекула H2O?
- Скільки атомів Оксигену містить молекула води?
- Чому вода є складною речовиною?
- Яка відносна молекулярна маса H2O?
- Яка приблизна масова частка Оксигену у воді?
- Які речовини утворюються під час електролізу води?
- Чим чиста вода відрізняється від природної?
- У яких агрегатних станах може перебувати вода?
- Чому вода має здатність розчиняти багато речовин?
Відповіді до мінітесту
- Яка хімічна формула води? Відповідь: H2O.
- Скільки атомів Гідрогену містить молекула H2O? Відповідь: два атоми Гідрогену.
- Скільки атомів Оксигену містить молекула води? Відповідь: один атом Оксигену.
- Чому вода є складною речовиною? Відповідь: тому що вода складається з атомів двох різних хімічних елементів — Гідрогену та Оксигену.
- Яка відносна молекулярна маса H2O? Відповідь: 18. Mr(H2O) = 2 × 1 + 16 = 18.
- Яка приблизна масова частка Оксигену у воді? Відповідь: 88,9 %.
- Які речовини утворюються під час електролізу води? Відповідь: водень H2 та кисень O2.
- Чим чиста вода відрізняється від природної? Відповідь: хімічно чиста вода складається практично лише
з молекул H2O, а природна вода містить також розчинені солі, гази, органічні речовини та інші домішки. - У яких агрегатних станах може перебувати вода? Відповідь: у твердому, рідкому та газоподібному
агрегатних станах. - Чому вода має здатність розчиняти багато речовин? Відповідь: завдяки полярній будові молекул води
та здатності взаємодіяти з частинками багатьох речовин.
Відео – Презентація по темі “Хімічний склад води. Хімія 8 клас”
Висновок
Джерела:
- Chemistry LibreTexts — «Хімія води» (Water Chemistry)
Джерело розглядає хімічний склад води, будову молекули H₂O, хімічні зв’язки, водневі зв’язки та електроліз води.
Chemistry LibreTexts — Хімія води - U.S. Geological Survey (USGS) — «Факти про воду» (Facts About Water)
Навчальний матеріал про основні властивості води, її молекулярну будову, здатність розчиняти різні речовини та значення води в природі.
USGS — Факти про воду - U.S. Geological Survey (USGS) — «Вода — універсальний розчинник» (Water, the Universal Solvent)
Матеріал пояснює полярність молекули води, взаємодію води з розчиненими речовинами та причини її високої розчинювальної здатності.
USGS — Вода — універсальний розчинник
Увага!
Під час написання статті, серед іншого, використовувався штучний інтелект. Тому в статті можуть бути незначні помилки. При прийнятті важливих рішень обов’язково перевіряйте інформацію в інших надійних джерелах.