چه موادی در آب حل می شوند. سیستم های بسیار پراکنده (محلول های واقعی) موادی که در آب حل می شوند

آب یک ماده مایع است که طعم، رنگ و بو ندارد. آب خالص کاملا شفاف است. اگر آب را در یک لیوان شیشه ای بریزید، می توانید اشیاء پشت آن را از طریق دیواره های آن ببینید. اب سیالیت داردبه لطف آن از شکاف ها و شکاف ها نفوذ می کند و همه چیز را در اطراف نفوذ می کند.

در حالت مایع، آب:

• دریاها، اقیانوس ها، رودخانه ها و دریاچه ها را پر می کند.
• خاک را اشباع می کند؛
• بخشی از گیاهان؛
• بخشی از بدن پستانداران است.

خاصیت شگفت انگیز آب این است که می داند چگونه حل شودتقریبا همه چیز در اطراف برخی از اجسام هستند که خیس می شوند اما حل نشده باقی می مانند. چگونه و چرا این اتفاق می افتد؟

راه حل چیست؟

هنگامی که یک ماده حل می شود، با یک مایع مخلوط می شود تا محلول تشکیل شود. راه حلی می توان نام برد چای در لیوان،جایی که حبه قند قبلا قرار داده شده بود. آبی که شکر را جذب کرده است طعم شیرینی دارد. هنگامی که یک ماده با یک حلال ترکیب می شود، یک محلول تشکیل می شود. محلول آبی یک ماده محلول در آب است که با آب خالص رقیق شده است. آب حلال خوبی است، اما نمی تواند سنگ، چوب یا پلاستیک را حل کند. اگر چندین سنگریزه را در آب بیندازید، در ته لیوان باقی می مانند.

چگونه این اتفاق می افتد؟

اگر یک قطره آب را زیر میکروسکوپ بررسی کنیم، خواهیم دید که از ذرات خاصی به نام مولکول تشکیل شده است. آنها را نمی توان با چشم غیر مسلح دید. مولکول های آب از نظر الکتریکی خنثی هستند،این بدان معنی است که آنها با همه مواد "دوستانه" هستند. آنها جاذبه خاصی به مواد خاصی دارند. دوستی شگفت انگیز مولکول های آب به آنها اجازه می دهد به راحتی با مولکول های مواد دیگر ترکیب می شود،حمل بار

هنگامی که با مولکول های یک ماده دیگر تماس پیدا می کند، جاذبه تشدید می شود، در نتیجه ماده با آب مخلوط می شود و به طور کامل در آن حل می شود. اگر جاذبه ای وجود نداشته باشد، بر این اساس، همه چیز بدون تغییر باقی می ماند. این ماده در ته لیوان باقی می ماند. اگر کمی نمک به آب اضافه کنید و با قاشق هم بزنید نمک به زودی از بین می رود. آب مزه شوری خواهد داشت.

آب پاک چیست؟

آب کاملاً خالص در طبیعت وجود ندارد. تقریبا تمام مایعاتی که در زندگی روزمره می بینیم راه حل هستند.آب لوله کشی محلولی از آب با ناخالصی های آهن است. قبل از ورود به شیشه، آب از طریق لوله های آهنی جریان می یابد و مولکول های آهن را جذب می کند. راه حل های طبیعی نوشیدنی ها هستند - چای، آب میوه و کمپوت. همه آنها حاوی اجزای مفید برای بدن انسان هستند. آب می تواند نه تنها جامدات، بلکه مواد مایع و گاز را نیز حل کند.

همیشه چیزی در آب معمولی حل شده است. آب باران، آب، رودخانه یا دریاچه حاوی هرگونه ناخالصی است.

کدام مواد در آب حل می شوند و کدام نه؟

در طبیعت مواد جامد، مایع و گازی وجود دارند که دارای خواص مختلفی هستند. برخی از آنها قادر به حل شدن در آب هستند، برخی دیگر نه. بسته به این ویژگی، گروه های زیر از مواد متمایز می شوند:

• آب گریز (آب گریز)؛
• جذب آب (آب دوست).

مواد آبگریز یا در آب کم محلول هستند یا اصلاً در آن حل نمی شوند. این گونه مواد عبارتند از لاستیک، چربی، شیشه، ماسه و غیره. برخی از نمک ها، قلیاها و اسیدها را می توان مواد آبدوست نامید.

از آنجایی که سلول‌های بدن انسان دارای غشایی حاوی اجزای چربی هستند، چربی اجازه نمی‌دهد بدن انسان در آب حل شود. به دلیل ساختار منحصر به فرد موجود زنده، آب نه تنها سلول های بدن را جذب نمی کند، بلکه از زندگی انسان پشتیبانی می کند.

بیایید آن را جمع بندی کنیم

هنگامی که آب با غذا تماس پیدا می کند، مواد مغذی را در خود حل کرده و سپس به سلول های بدن انسان رها می کند. در عوض، آب مواد زائد را جمع آوری می کند که از طریق عرق و ادرار آزاد می شوند.

مواد کمی در طبیعت وجود دارند که در آب محلول نباشند. حتی فلز نیز با تماس طولانی مدت با آب، شروع به حل شدن در آن می کند.

آب با اجزای حل شده در آن ویژگی های جدیدی کسب می کند.به عنوان مثال، یک محلول نقره می تواند میکروب ها را از بین ببرد. آب سیستمی است که می تواند برای انسان مفید یا مضر باشد. و بستگی به این دارد که چه چیزی در آن حل شود.

اگر این پیام برای شما مفید بود، خوشحال می شوم شما را ببینم

در یک مایع معمولی غیر مرتبط، مانند بنزین، مولکول ها آزادانه به دور یکدیگر می لغزند. در آب، به جای سر خوردن، غلت می زنند. شناخته شده است که مولکول های آب توسط پیوندهای هیدروژنی به یکدیگر متصل می شوند، بنابراین قبل از هر گونه جابجایی، حداقل یکی از این پیوندها باید شکسته شود. این ویژگی ویسکوزیته آب را تعیین می کند.

ثابت دی الکتریک آب توانایی آن در خنثی کردن جاذبه ای است که بین بارهای الکتریکی وجود دارد. انحلال جامدات در آب فرآیند پیچیده ای است که توسط برهمکنش ذرات املاح و ذرات آب تعیین می شود.

هنگام مطالعه ساختار مواد با استفاده از اشعه ایکس، مشخص شد که اکثر جامدات ساختار کریستالی دارند، یعنی ذرات ماده به ترتیب خاصی در فضا قرار دارند. ذرات برخی از مواد به گونه ای قرار دارند که گویی در گوشه های یک مکعب کوچک هستند، ذرات برخی دیگر - در گوشه ها، مرکز و وسط اضلاع چهار وجهی، منشور، هرم و غیره. هر یک از این اشکال کوچکترین سلول هستند. کریستال های بزرگتر با شکل مشابه برخی از مواد دارای مولکول هایی در گره های شبکه کریستالی خود هستند (بیشتر ترکیبات آلی)، برخی دیگر (مثلاً نمک های معدنی) دارای یون هستند، یعنی ذرات متشکل از یک یا چند اتم با بارهای مثبت یا منفی. نیروهایی که یون‌ها را در یک نظم فضایی مشخص شبکه کریستالی نگه می‌دارند، نیروهای جاذبه الکترواستاتیکی یون‌های دارای بار مخالف هستند که شبکه کریستالی را تشکیل می‌دهند.

به عنوان مثال، اگر کلرید سدیم در آب حل شود، یون های سدیم با بار مثبت و یون های کلر با بار منفی یکدیگر را دفع می کنند.

این دافعه به این دلیل رخ می دهد که آب ثابت دی الکتریک بالایی دارد، یعنی بالاتر از هر مایع دیگری. نیروی جاذبه متقابل بین یون های دارای بار مخالف را تا 100 برابر کاهش می دهد. دلیل اثر خنثی کنندگی قوی آب را باید در آرایش مولکول های آن جستجو کرد. اتم هیدروژن موجود در آنها الکترون خود را به طور مساوی با اتم اکسیژنی که به آن متصل است تقسیم نمی کند. این الکترون همیشه به اکسیژن نزدیکتر از هیدروژن است. بنابراین، اتم های هیدروژن دارای بار مثبت و اتم های اکسیژن دارای بار منفی هستند.

هنگامی که یک ماده در یون ها حل می شود، اتم های اکسیژن به یون های مثبت و اتم های هیدروژن به یون های منفی جذب می شوند. مولکول های آب اطراف یون مثبت اتم های اکسیژن خود را به سمت آن می فرستند و مولکول هایی که یون منفی را احاطه کرده اند اتم های هیدروژن خود را به سمت آن می فرستند. بنابراین، مولکول های آب نوعی شبکه را تشکیل می دهند که یون ها را از یکدیگر جدا می کند و جاذبه آنها را خنثی می کند (شکل 12). برای جداسازی یونهای واقع در شبکه کریستالی از یکدیگر و انتقال آنها به محلول، باید بر نیروی جاذبه این شبکه غلبه کرد. هنگام حل کردن نمک ها، این نیرو جذب یون های شبکه توسط مولکول های آب است که به اصطلاح با انرژی هیدراتاسیون مشخص می شود. اگر انرژی هیدراتاسیون در مقایسه با انرژی شبکه کریستالی به اندازه کافی زیاد باشد، یون ها از شبکه کریستالی جدا شده و به محلول می روند.

رابطه بین مولکول های آب و یون های جدا شده از شبکه در محلول نه تنها ضعیف نمی شود، بلکه حتی نزدیک تر می شود.

همانطور که قبلا ذکر شد، در یک محلول، یون ها توسط مولکول های آب احاطه شده و از هم جدا می شوند، که با تمرکز بر روی آنها با قسمت های مخالف خود، پوسته هیدراتاسیون را تشکیل می دهند (شکل 13). اندازه این پوسته برای یون های مختلف متفاوت است و به بار یون، اندازه آن و علاوه بر آن به غلظت یون ها در محلول بستگی دارد.

برای چندین سال، شیمیدانان فیزیک، آب را عمدتاً به عنوان حلال برای الکترولیت ها مورد مطالعه قرار دادند. در نتیجه، اطلاعات زیادی در مورد الکترولیت ها به دست آمده است، اما اطلاعات بسیار کمی در مورد خود آب. به اندازه کافی عجیب، تنها در سال های اخیر آثاری به بررسی رابطه آب با موادی که عملاً در آن نامحلول هستند اختصاص یافته است.

بسیاری از پدیده های شگفت انگیز مشاهده شد. به عنوان مثال، یک روز لوله ای که گاز طبیعی را در دمای 19 درجه سانتیگراد حمل می کرد، با برف و آب مرطوب مسدود شده بود. مشخص شد که موضوع دما نیست، بلکه مربوط به سایر خواص آب است. تعدادی سوال مطرح شد: چرا آب در چنین دمای بالایی یخ زد، چگونه آب می تواند با موادی که در آن نامحلول هستند ترکیب شود.

این معما هنوز حل نشده بود که کشف شد حتی گازهای نجیب مانند آرگون و زنون که وارد هیچ واکنش شیمیایی نمی شوند، می توانند با آب ترکیب شوند و ظاهری از ترکیبات را تشکیل دهند.

برنج. 13. جداسازی یون های Na + و C1 - توسط مولکول های آب قطبی و تشکیل یک پوسته هیدراتاسیون در اطراف آنها.

نتایج جالبی در مورد حلالیت متان در آب در ایلینوی به دست آمد. مولکول های متان در آب یون تشکیل نمی دهند و پیوندهای هیدروژنی را درک نمی کنند. جاذبه بین آنها و مولکول های آب بسیار ضعیف است. با این حال، متان، اگرچه ضعیف است، اما در آب حل می شود و مولکول های جدا شده آن ترکیباتی را با آن تشکیل می دهند - هیدرات ها، که در آن چندین مولکول آب به یک مولکول متان متصل می شوند. این واکنش 10 برابر بیشتر از انحلال متان در هگزان گرما آزاد می کند (متان در هگزان بهتر از آب حل می شود).

این واقعیت که متان در آب حل می شود بسیار جالب است. به هر حال، حجم یک مولکول متان دو برابر یک مولکول آب است. برای حل شدن متان در آب، باید «سوراخ‌های» بسیار بزرگی بین مولکول‌های آن ایجاد شود. این نیاز به صرف انرژی قابل توجهی دارد، بیشتر از تبخیر آب (تقریباً 10000 کالری برای هر مول). این همه انرژی از کجا می آید؟ نیروهای جاذبه بین مولکول های متان و آب بسیار ضعیف هستند و نمی توانند انرژی زیادی را تامین کنند. بنابراین، احتمال دیگری وجود دارد: ساختار کوره در حضور متان تغییر می کند. بیایید فرض کنیم که یک مولکول متان محلول توسط پوسته ای از 10-20 مولکول آب احاطه شده است. هنگامی که چنین انجمن های مولکولی تشکیل می شود، گرما آزاد می شود. در فضای اشغال شده توسط یک مولکول متان، نیروهای جاذبه متقابل بین مولکول های آب و در نتیجه فشار داخلی ناپدید می شوند. در چنین شرایطی همانطور که دیدیم آب در دمای بالای صفر یخ می زند.

به همین دلیل است که مولکول های موجود در شکاف بین متان و آب می توانند متبلور شوند، که در موردی که در بالا توضیح داده شد اتفاق افتاد. هیدرات های منجمد می توانند به محلول جذب شده و از آن آزاد شوند. این نظریه به نظریه کوه یخ معروف است. در عمل، همانطور که مطالعات نشان می دهد، تمام مواد غیر رسانایی که مورد آزمایش قرار گرفتند، هیدرات های کریستالی پایدار را تشکیل می دهند. در عین حال، این تمایل در الکترولیت ها ضعیف بیان می شود. همه اینها به درک کاملاً جدیدی از حلالیت منجر می شود.

اعتقاد بر این بود که انحلال الکترولیت ها در نتیجه نیروهای جاذبه رخ می دهد. اکنون ثابت شده است که انحلال غیرالکترولیت ها نه به دلیل نیروهای جاذبه بین این مواد و آب، بلکه در نتیجه جذب ناکافی بین آنها اتفاق می افتد. موادی که به یون‌ها تجزیه نمی‌شوند با آب ترکیب می‌شوند، زیرا فشار داخلی را از بین می‌برند و در نتیجه به ظاهر تشکیلات کریستالی کمک می‌کنند.

برای درک بهتر تشکیل چنین هیدرات ها، بررسی ساختار مولکولی آنها مفید است.

ثابت شده است که هیدرات های به دست آمده دارای ساختاری مکعبی (شبکه ای) در مقابل ساختار شش ضلعی یخ هستند. تحقیقات بیشتر توسط محققان نشان داد که هیدرات می تواند دو شبکه مکعبی داشته باشد: در یکی از آنها شکاف بین مولکول ها 12 است، در دیگری - 17 A. در شبکه کوچکتر 46 مولکول آب و در بزرگتر 136 مولکول وجود دارد. سوراخ ها. مولکول های گاز در شبکه کوچکتر دارای 12-14 وجه هستند و در بزرگترها - 12-16، علاوه بر این، اندازه آنها متفاوت است و با مولکول هایی با اندازه های مختلف پر می شوند و ممکن است همه سوراخ ها پر نشوند. این مدل ساختار واقعی هیدرات ها را با درجه بالایی از دقت توضیح می دهد.

نقش چنین هیدرات ها در فرآیندهای زندگی را به سختی می توان بیش از حد برآورد کرد. این فرآیندها عمدتاً در فضاهای بین مولکول های آب و پروتئین رخ می دهند. آب تمایل زیادی به کریستال شدن دارد، زیرا مولکول پروتئین حاوی گروه های غیر یونی یا غیر قطبی بسیاری است. چنین هیدراتی با چگالی کمتر از یخ تشکیل می شود، بنابراین تشکیل آن می تواند منجر به انبساط مخرب قابل توجهی شود.

بنابراین آب یک ماده منحصر به فرد و پیچیده با خواص شیمیایی مشخص و متنوع است. او ساختار فیزیکی باریک و در عین حال متغیری دارد.

توسعه همه طبیعت زنده و تا حد زیادی بی جان به طور جدایی ناپذیری با ویژگی های آب مرتبط است.

آب یکی از فراوان ترین ترکیبات روی زمین است. این فقط در رودخانه ها و دریاها نیست. همه موجودات زنده نیز حاوی آب هستند. زندگی بدون آن غیر ممکن است. آب حلال خوبی است (مواد مختلف به راحتی در آن حل می شوند). شیره حیوانی و گیاهی عمدتاً از آب تشکیل شده است. آب برای همیشه وجود دارد. دائماً از خاک به جو و موجودات زنده و عقب می رود. بیش از 70 درصد از سطح زمین را آب پوشانده است.

آب چیست

چرخه آب

آب رودخانه ها، دریاها و دریاچه ها دائماً تبخیر می شود و به قطرات ریز بخار آب تبدیل می شود. قطرات با هم جمع می شوند و تشکیل می شوند که از آن آب به صورت باران روی زمین می ریزد. این چرخه آب در طبیعت است. در ابرهای بخار خنک می شویم و به صورت باران، برف یا تگرگ به زمین باز می گردیم. فاضلاب فاضلاب ها و کارخانه ها تصفیه شده و سپس به دریا تخلیه می شود.

ایستگاه آب

آب رودخانه لزوماً حاوی ناخالصی است، بنابراین باید تصفیه شود. آب وارد مخازن می شود و در آنجا ته نشین می شود و ذرات جامد در ته آن می نشینند. سپس آب از فیلترهایی عبور می کند که مواد جامد باقی مانده را به دام می اندازند. آب از طریق لایه‌هایی از شن تمیز، ماسه یا کربن فعال نفوذ می‌کند، جایی که از آلودگی و ناخالصی‌های جامد پاک می‌شود. پس از فیلتراسیون، آب با کلر تصفیه می شود تا باکتری های بیماری زا را از بین ببرد و پس از آن به مخازن پمپ شده و به ساختمان های مسکونی و کارخانه ها عرضه می شود. قبل از اینکه فاضلاب به دریا برود، باید تصفیه شود. در یک کارخانه تصفیه آب، از فیلترهایی که کثیفی را به دام می اندازند، عبور داده می شود، سپس به مخازن ته نشینی پمپ می شود، جایی که مواد جامد اجازه ته نشین شدن به کف را دارند. باکتری ها بقایای مواد آلی را از بین می برند و آنها را به اجزای بی ضرر تجزیه می کنند.

تصفیه آب

آب حلال خوبی است، بنابراین معمولاً حاوی ناخالصی است. با استفاده از آن می توانید آب را تصفیه کنید تقطیر(به مقاله "" مراجعه کنید)، اما یک روش تمیز کردن موثرتر است دییونیزاسیون(نمک زدایی). یون‌ها اتم‌ها یا مولکول‌هایی هستند که الکترون از دست داده یا به دست آورده‌اند و در نتیجه بار مثبت یا منفی دریافت کرده‌اند. برای دییونیزاسیون، ماده ای به نام یونیت. این ماده حاوی یون های هیدروژن با بار مثبت (H+) و یون های هیدروکسید با بار منفی (OH -) است، هنگامی که آب آلوده از رزین عبور می کند، یون های ناخالصی با یون های هیدروژن و هیدروکسید از رزین جایگزین می شوند. یون های هیدروژن و هیدروکسید با هم ترکیب می شوند و مولکول های آب جدید را تشکیل می دهند. آبی که از مبدل یونی عبور کرده است دیگر ناخالصی ندارد.

آب به عنوان یک حلال

آب یک حلال عالی است. به همین دلیل است که آب خالص به ندرت در طبیعت یافت می شود. در یک مولکول آب، بارهای الکتریکی کمی از هم جدا می شوند زیرا اتم های هیدروژن در یک طرف مولکول قرار دارند. به همین دلیل است که ترکیبات یونی (ترکیبات ساخته شده از یون ها) به راحتی در آن حل می شوند. یون ها باردار می شوند و مولکول های آب آنها را جذب می کنند.

آب، مانند همه حلال ها، فقط می تواند مقدار محدودی از یک ماده را حل کند. زمانی که حلال نتواند بخش دیگری از ماده را حل کند، محلولی اشباع نامیده می شود. به طور معمول، مقدار ماده ای که یک حلال می تواند حل کند با حرارت دادن افزایش می یابد. شکر در آب گرم راحتتر از آب سرد حل می شود. نوشابه های گازدار بخار آب دی اکسید کربن هستند. هر چه بیشتر باشد، محلول گاز بیشتری می تواند جذب کند. بنابراین، هنگامی که یک قوطی نوشیدنی را باز می کنیم و در نتیجه فشار را کاهش می دهیم، دی اکسید کربن از نوشیدنی خارج می شود. هنگامی که گرم می شود، حلالیت گازها کاهش می یابد. معمولاً حدود 0.04 گرم اکسیژن در 1 لیتر آب رودخانه و دریا حل می شود. این برای جلبک ها، ماهی ها و سایر ساکنان دریاها و رودخانه ها کافی است.

آب سخت

آب سخت حاوی مواد معدنی محلول است که از صخره هایی که آب از آن عبور می کرد به دست می آید. صابون در چنین آبی به خوبی کف نمی کند زیرا با مواد معدنی واکنش می دهد و پوسته پوسته می شود. دو نوع آب سخت وجود دارد. تفاوت آنها در نوع مواد معدنی محلول است. نوع مواد معدنی محلول در آب بستگی به نوع سنگی دارد که آب از آن عبور می کند (شکل را ببینید). سختی موقت آب زمانی رخ می دهد که سنگ آهک با آب باران واکنش می دهد. سنگ آهک یک کربنات کلسیم نامحلول است و آب باران محلول ضعیفی از اسید کربنیک است. اسید با کربنات کلسیم واکنش داده و بی کربنات تشکیل می دهد که در آب حل می شود و آن را سخت می کند.

هنگامی که آب با سختی موقت به جوش می آید یا تبخیر می شود، برخی از مواد معدنی رسوب می کنند و در انتهای کتری یا استالاکتیت ها و استالاگمیت ها در غار رسوب می کنند. آب با سختی ثابت حاوی سایر ترکیبات کلسیم و منیزیم مانند گچ است. این مواد معدنی هنگام جوشاندن رسوب نمی کنند.

نرم کننده آب

می‌توانید مواد معدنی را که آب را سخت می‌کنند، با افزودن سودا به محلول یا از طریق تبادل یونی، فرآیندی شبیه به یون زدایی آب در طول تصفیه، حذف کنید. ماده ای حاوی یون های سدیم که با یون های کلسیم و منیزیم موجود در آب تبادل می کند. در مبدل یونی، آب سخت از آن عبور می کند زئولیت- ماده حاوی سدیم در زئولیت یون های کلسیم و منیزیم با یون های سدیم مخلوط می شوند که باعث سختی آب نمی شوند. سودا شوینده کربنات سدیم است. در آب سخت با ترکیبات کلسیم و منیزیم واکنش نشان می دهد. نتیجه ترکیبات نامحلول است که لخته تشکیل نمی دهند.

آلودگی آب

هنگامی که آب تصفیه نشده کارخانه ها و خانه ها وارد دریاها و رودخانه ها می شود، آلودگی آب رخ می دهد. اگر مواد زائد زیادی در آب وجود داشته باشد، باکتری هایی که مواد آلی را تجزیه می کنند، تکثیر می شوند و تقریباً تمام اکسیژن را مصرف می کنند. تنها باکتری های بیماری زا که می توانند در آب بدون اکسیژن زندگی کنند در چنین آبی زنده می مانند. هنگامی که سطح اکسیژن محلول در آب کاهش می یابد، ماهی ها و گیاهان می میرند. زباله ها، آفت کش ها و نیترات های کودها، سمی - سرب و جیوه نیز وارد آب می شوند. مواد سمی از جمله فلزات وارد بدن ماهی ها می شود و از آنها وارد بدن حیوانات دیگر و حتی انسان می شود. آفت کش ها میکروارگانیسم ها و حیوانات را از بین می برند و در نتیجه تعادل طبیعی را بر هم می زنند. کودهای مزارع و مواد شوینده حاوی فسفات هنگامی که در آب رها می شوند باعث افزایش رشد گیاه می شوند. گیاهان و باکتری هایی که از گیاهان مرده تغذیه می کنند، اکسیژن را جذب می کنند و محتوای آن را در آب کاهش می دهند.

شرح مختصری از نقش آب برای موجودات

آب مهمترین ترکیب معدنی است که بدون آن حیات روی زمین غیرممکن است. این ماده هم مهمترین قسمت است و هم به عنوان یک عامل بیرونی برای همه موجودات زنده نقش مهمی دارد.

در سیاره زمین، آب در سه حالت تجمع یافت می شود: گاز (بخار در، مایع (آب در جو و مه آلود در جو) و جامد (آب در یخچال ها، کوه های یخ و غیره) فرمول آب بخار H 2 O است. ، مایع (H 2 O) 2 (در T = 277 K) و (H 2 O) n - برای آب جامد (کریستال های یخ) ، که در آن n = 3، 4، ... (بستگی به دما دارد - دما پایین تر است. هر چه مقدار n بیشتر باشد، در نتیجه تشکیل پیوندهای شیمیایی به ذرات با فرمول (H 2 O) تبدیل می شود. ساختارهای سست تری نسبت به آب مایع ایجاد می شود، بنابراین در دمای زیر 277 کلوین، چگالی آب بر خلاف سایر مواد است، افزایش نمی یابد، اما کاهش می یابد، در نتیجه یخ روی سطح آب مایع شناور می شود و مخازن عمیق این کار را انجام نمی دهند. یخ زدن به پایین، به خصوص از آنجایی که آب دارای رسانایی حرارتی پایینی است، برای موجوداتی که در آب زندگی می کنند از اهمیت زیادی برخوردار است - آنها در سرمای زمستانی نمی میرند تا زمانی که شرایط دمایی مطلوب تری پیدا کند.

وجود پیوندهای هیدروژنی ظرفیت گرمایی بالای آب را تعیین می کند که زندگی در سطح زمین را ممکن می کند، زیرا وجود آب به کاهش اختلاف دمای بین روز و شب و همچنین در زمستان و تابستان کمک می کند، زیرا زمانی که سرد می شود، آب متراکم می شود و گرما آزاد می شود و با گرم شدن، آب تبخیر می شود و در نتیجه شکستن پیوندهای هیدروژنی صرف می شود و سطح زمین بیش از حد گرم نمی شود.

مولکول های آب نه تنها با یکدیگر، بلکه با مولکول های سایر مواد (کربوهیدرات ها، پروتئین ها، اسیدهای نوکلئیک) نیز پیوند هیدروژنی تشکیل می دهند که یکی از دلایل پیدایش مجموعه ای از ترکیبات شیمیایی در نتیجه تشکیل ترکیبات شیمیایی است. که وجود یک جوهر خاص ممکن است - یک جوهر زنده که مختلف را تشکیل می دهد.

نقش اکولوژیکی آب بسیار زیاد است و دو جنبه دارد: هم یک عامل محیطی بیرونی (جنبه اول) و هم درونی (جنبه دوم) محیطی است. آب به عنوان یک عامل محیطی خارجی جزئی از عوامل غیرزیست (رطوبت، زیستگاه، جزء اقلیم و ریزاقلیم) است. آب به عنوان یک عامل داخلی نقش مهمی در داخل سلول و داخل بدن دارد. بیایید نقش آب در داخل سلول را در نظر بگیریم.

در یک سلول، آب وظایف زیر را انجام می دهد:

1) محیطی که تمام اندامک های سلول در آن قرار دارند.

2) یک حلال برای مواد معدنی و آلی.

3) محیطی برای وقوع فرآیندهای مختلف بیوشیمیایی؛

4) یک کاتالیزور برای واکنش های تبادلی بین مواد معدنی.

5) یک معرف برای فرآیندهای هیدرولیز، هیدراتاسیون، فتولیز و غیره؛

6) حالت خاصی از سلول ایجاد می کند، به عنوان مثال تورگور، که سلول را الاستیک و از نظر مکانیکی قوی می کند.

7) عملکرد ساخت و ساز را انجام می دهد، که شامل این واقعیت است که آب بخشی از ساختارهای سلولی مختلف، به عنوان مثال غشاء و غیره است.

8) یکی از عواملی است که تمام ساختارهای سلولی را در یک کل واحد متحد می کند.

9) هدایت الکتریکی محیط را ایجاد می کند، ترکیبات معدنی و آلی را به حالت محلول منتقل می کند و باعث تجزیه الکترولیتی ترکیبات یونی و بسیار قطبی می شود.

نقش آب در بدن این است که:

1) عملکرد حمل و نقل را انجام می دهد ، زیرا مواد را به حالت محلول تبدیل می کند و محلول های حاصل به دلیل نیروهای مختلف (مثلاً فشار اسمزی و غیره) از یک اندام به اندام دیگر منتقل می شوند.

2) به دلیل این واقعیت که بدن حاوی محلول های الکترولیتی است که قادر به انجام تکانه های الکتروشیمیایی هستند، عملکرد رسانایی را انجام می دهد.

3) اندام ها و سیستم های اندام فردی را به دلیل وجود مواد خاص (هورمون ها) در آب و در عین حال تنظیم هومورال به هم متصل می کند.

4) یکی از موادی است که دمای بدن را تنظیم می کند (آب به صورت عرق بر روی سطح بدن رها می شود، تبخیر می شود و در نتیجه گرما جذب می شود و بدن خنک می شود).

5) در محصولات غذایی و غیره گنجانده شده است.

اهمیت آب در خارج از بدن در بالا توضیح داده شده است (زیستگاه، تنظیم کننده دمای خارجی و غیره).

برای موجودات، آب شیرین نقش مهمی ایفا می کند (میزان نمک کمتر از 0.3٪). در طبیعت، آب خالص از نظر شیمیایی عملاً وجود ندارد. آب موجود در بدنه های آب شیرین - رودخانه ها، برکه ها، دریاچه های تازه - برای موجودات مناسب است.

مارگاریتا خالیسوا
خلاصه درس «آب یک حلال است. تصفیه آب"

موضوع: آب یک حلال است. تصفیه آب.

هدف: تحکیم این درک که مواد موجود در آب ناپدید نمی شوند، اما حل کردن.

وظایف:

1. شناسایی موادی که حل کردندر آب و که نیستند در آب حل شود.

2. روش نظافت را معرفی کنید آب - با فیلتراسیون.

3. ایجاد شرایط برای شناسایی و آزمایش روش های مختلف نظافت اب.

4. دانش را در مورد قوانین رفتار ایمن هنگام کار با مواد مختلف تلفیق کنید.

5. با الگوبرداری از موقعیت های مشکل و حل آنها، تفکر منطقی را توسعه دهید.

6. در هنگام کار با مواد مختلف دقت و رفتار ایمن را پرورش دهید.

7. علاقه به فعالیت های شناختی و آزمایش را در خود پرورش دهید.

حوزه های آموزشی:

توسعه شناختی

توسعه اجتماعی و ارتباطی

رشد فیزیکی

کار واژگان:

غنی سازی: فیلتر، فیلتر

فعال سازی: قیف

کار مقدماتی: گفتگو در مورد آب، نقش آن در زندگی انسان. مشاهدات آب را در مهد کودک و خانه انجام داد. آزمایش با آب؛ به تصاویر مربوط به موضوع نگاه کرد « اب» ; در طول تحقیق و آزمایش با قوانین ایمنی آشنا شد. پرسیدن معماها در مورد آب؛ خواندن داستان، افسانه های محیطی؛ بازی در مورد آب

نمایشی و تصویری مواد: عروسکی با کت و شلوار آبی "قطره".

جزوه: لیوان خالی با آب; حلال ها: شکر، نمک، آرد، ماسه، رنگ خوراکی، روغن سبزیجات; قاشق پلاستیکی، قیف، دستمال گاز، پد پنبه ای، پیش بند پارچه روغنی، لیوان چای، لیمو، مربا، بشقاب یکبار مصرف، پارچه روغنی برای میز.

حرکت GCD

مربی: - بچه ها، قبل از شروع گفتگو با شما، می خواهم برای شما آرزو کنم معما:

در دریاها و رودخانه ها زندگی می کند

اما اغلب در آسمان پرواز می کند.

چگونه او از پرواز خسته می شود؟

دوباره روی زمین می افتد. (اب)

آیا می توانید حدس بزنید که گفتگو در مورد چیست؟ در مورد آب درست است. ما قبلاً این را می دانیم آب یک مایع است.

بیایید به یاد بیاوریم که چه خواصی دارد ابما با کمک آزمایشات روی دیگران ایجاد کردیم کلاس ها. فهرست کنید.

فرزندان:

1. U آب بو ندارد.

2. بدون سلیقه

3. شفاف است.

4. بی رنگ.

5. ابشکل ظرفی را می گیرد که در آن ریخته می شود.

6. وزن دارد.

مربی: - درست. آیا می خواهید دوباره با آب آزمایش کنید؟ برای انجام این کار، باید به طور خلاصه به دانشمندان تبدیل شویم و به آزمایشگاه خود نگاه کنیم آزمایش:

به راست بپیچید، به چپ بپیچید،

خودتان را در آزمایشگاه پیدا کنید.

(بچه ها به مینی آزمایشگاه نزدیک می شوند).

مربی: - بچه ها، ببینید کی دوباره به ما سر میزنه؟ و چه چیز جدیدی در آزمایشگاه وجود دارد؟

فرزندان: - "قطره", نوه پدربزرگ جعبه دانا و زیبا.

می خواهید بدانید در این جعبه چیست؟ حدس بزن پازل ها:

1. جدا، من خیلی خوشمزه نیستم،

اما در غذا - همه نیاز دارند (نمک)

2. من مثل برف سفید هستم

همه افتخار دارند.

آن را در دهانم گرفتم -

آنجا ناپدید شد. (قند)

3. از من چیزکیک می پزند،

و پنکیک و پنکیک.

اگر در حال درست کردن خمیر هستید،

آنها باید من را پایین بیاورند (ارد)

4. زرد، نه خورشید،

داره میباره نه اب,

در تابه کف می کند،

پاشیدن و هیس (روغن)

رنگ خوراکی - در آشپزی برای تزئین کیک و رنگ کردن تخم مرغ استفاده می شود.

شن - برای ساخت و ساز، با آن در جعبه ماسه بازی بازی کنید.

کودکان لوله های آزمایش را با مواد بررسی می کنند.

مربی: - من همه این مواد را آوردم "قطره"تا بتوانیم به او کمک کنیم بفهمد هنگام تعامل با آب چه اتفاقی برای آب می افتد.

مربی: - برای شروع کارمان با آب به چه چیزهایی نیاز داریم؟

فرزندان: - پیش بند.

(بچه ها پیش بند پارچه روغنی می پوشند و به سر میز می روند، جایی که لیوان های آب تمیز روی سینی وجود دارد).

مربی: - قبل از شروع کار با اینها، قوانین را به خاطر بسپاریم مواد:

فرزندان:

1. شما نمی توانید مواد را بچشید - احتمال مسمومیت وجود دارد.

2. باید با احتیاط بو کنید، زیرا این مواد می توانند بسیار سوزاننده باشند و می توانند مجاری تنفسی شما را بسوزانند.

مربی: - دانیل به شما نشان می دهد که چگونه این کار را به درستی انجام دهید (با کف دستش بوی لیوان را هدایت می کند).

I. تحقیق کار:

مربی: - بچه ها، فکر می کنید چه چیزی تغییر می کند اگر این مواد را در آب حل کنید?

من قبل از مخلوط کردن مواد با آب به نتایج مورد انتظار کودکان گوش می دهم.

مربی: - بیا بررسی کنیم.

به بچه ها پیشنهاد می کنم هر کدام یک لیوان آب بخورند.

مربی: - نگاه کنید و مشخص کنید کدام یک آنجاست اب?

فرزندان: - آب شفاف است، بی رنگ، بی بو، سرد.

مربی: - یک لوله آزمایش با ماده ای که انتخاب کرده اید بردارید و در یک لیوان آب حل کنید، با قاشق هم بزنید.

در حال بررسی هستیم. من به جواب بچه ها گوش می دهم. آیا آنها درست حدس زدند؟

مربی: - شکر و نمک چی شد؟

نمک و شکر سریع در آب حل شود, آب شفاف باقی می ماند، بی رنگ

آرد هم در آب حل شود، ولی آب کدر می شود.

اما بعد از آب برای مدتی می ایستد، آرد ته نشین می شود، اما راه حلهمچنان ابری است

اببا ماسه کثیف شد، کدر شد، اگر دیگر آن را هم نزنید، ماسه به ته لیوان فرو رفت، دیده می شود، یعنی نمی شود منحل شد.

پودر غذا حلالبه سرعت تغییر رنگ داد اب، به معنای، خوب حل می شود.

نفت نیست در آب حل می شود: هر دو هست گسترش می یابدروی سطح آن به صورت یک لایه نازک، یا به شکل قطرات زرد در آب شناور می شود.

آب یک حلال است! اما نه همه مواد در آن حل شود.

مربی: - بچه ها، ما با شما کار کردیم و "قطره"ما را به استراحت دعوت می کند

(بچه ها پشت میز دیگری می نشینند و یک بازی انجام می شود.

یک بازی: «مزه نوشیدنی را حدس بزنید (چای)».

نوشیدن چای با طعم های مختلف: شکر، مربا، لیمو.

II کار تجربی.

به جدول 1 نزدیک می شویم.

مربی: - بچه ها آیا میشه آب رو از این موادی که ما داریم تصفیه کنیم منحل شد? آن را به حالت شفاف قبلی، بدون رسوب برگردانید. چگونه انجامش بدهیم؟

پیشنهاد میکنم عینکتو ازش بگیری راه حل هاو به جدول 2 بروید.

مربی: - می توانید آن را فیلتر کنید. برای این کار به فیلتر نیاز دارید. فیلتر از چه چیزی می توان ساخت؟ ما این کار را با استفاده از یک دستمال گاز و یک پد پنبه ای انجام خواهیم داد. من به شما نشان می دهم (یک دستمال گازی که چند لایه تا شده و یک پد پنبه ای داخل قیف گذاشته و در یک لیوان خالی قرار می دهم).

ساخت فیلتر با کودکان

روش فیلترینگ را نشان می دهم و بعد خود بچه ها با ماده ای که انتخاب کرده اند آب را فیلتر می کنند.

من به بچه ها یادآوری می کنم که عجله نکنید، در یک جریان کوچک بریزید راه حلداخل یک قیف با فیلتر من صحبت می کنم ضرب المثل: "اگر عجله کنید، مردم را می خندانید".

بیایید ببینیم بعد از فیلتر کردن چه اتفاقی افتاد اببا مواد مختلف

روغن به سرعت فیلتر شد چون اینطور نبود در آب حل می شود، آثار روغن به وضوح روی فیلتر قابل مشاهده است. در مورد شن هم همین اتفاق افتاد. عملا هیچ ماده ای که خوب بود فیلتر نشد در آب حل می شود: شکر، نمک.

اببا آرد بعد از صاف کردن شفاف تر شد. بیشتر آرد روی فیلتر می‌نشیند، فقط ذرات بسیار ریز از فیلتر می‌لغزند و به شیشه می‌رسند. ابکاملا شفاف نیست

پس از فیلتر کردن رنگ، رنگ فیلتر تغییر کرد، اما فیلتر شد راه حلنیز رنگی باقی ماند.

نتیجه GCD:

1. چه موادی در آب حل شود? - شکر، نمک، رنگ، آرد.

2. کدام مواد نیستند در آب - ماسه حل می شود، روغن

3. با چه روش نظافتی آبی که ملاقات کردیم? - فیلتر کردن

4. با چی؟ – فیلتر

5. آیا همه قوانین ایمنی را رعایت کردند؟ (یک مثال).

6. چه جالب (جدید)امروز فهمیدی؟

مربی: - امروز یاد گرفتی آب یک حلال است، بررسی کرد چه موادی حل کردندر آب و اینکه چگونه می توانید آب را از مواد مختلف تصفیه کنید.

"قطره"از کمک شما متشکرم و آلبومی را برای ترسیم آزمایش های خود به شما می دهد. با این کار تحقیقات ما تکمیل شد، ما از آزمایشگاه به گروه:

به راست بپیچید، به چپ بپیچید.

شما دوباره خود را در گروه خواهید یافت.

ادبیات:

1. A. I. Ivanova مشاهدات و آزمایشات زیست محیطی در مهد کودک

2. G. P. Tugusheva, A. E. Chistyakova فعالیت های تجربی کودکان پیش دبستانی میانی و ارشد سن پترزبورگ: Childhood-Press 2010.

3. فعالیت های پژوهشی شناختی پیش دبستانی های بزرگتر - کودک در مهدکودک شماره 3،4،5 2003.

4. فعالیت پژوهشی یک پیش دبستانی - د/و شماره 7 1380.

5. آزمایش با آب و هوا - D/V شماره 6، 2008.

6. فعالیت های تجربی در مهدکودک - معلم موسسه آموزشی پیش دبستانی شماره 9، 1388.

7. بازی - آزمایش یک پیش دبستانی کوچکتر - آموزش پیش دبستانی شماره 5 2010.

وظیفه:حلالیت و نامحلول بودن مواد مختلف در آب را به کودکان نشان دهید.

مواد:آرد، شکر گرانول، شن و ماسه رودخانه، رنگ خوراکی، پودر لباسشویی، لیوان آب تمیز، قاشق یا چاپستیک، سینی، تصاویری که مواد ارائه شده را نشان می دهد.

شرح.جلوی بچه ها روی سینی ها لیوان های آب، چاپستیک، قاشق و مواد در ظروف مختلف قرار دارد. کودکان به آب نگاه می کنند و خواص آن را به خاطر می آورند. به نظر شما اگر شکر گرانول به آب اضافه شود چه اتفاقی می افتد؟ پدربزرگ می دانم شکر اضافه می کند، مخلوط می کند و همه با هم مشاهده می کنند که چه چیزی تغییر کرده است. اگر ماسه رودخانه را به آب اضافه کنیم چه اتفاقی می افتد؟ ماسه رودخانه را به آب اضافه کرده و مخلوط می کند. آب عوض شده؟ هوا ابری شد یا صاف شد؟ آیا ماسه رودخانه حل شده است؟

اگر به آب رنگ خوراکی اضافه کنیم چه اتفاقی برای آب می افتد؟ رنگ را اضافه می کند و مخلوط می کند. چه چیزی تغییر کرد؟ (آب تغییر رنگ داده است.) آیا رنگ حل شده است؟ (رنگ حل شد و رنگ آب تغییر کرد و آب مات شد.)

آیا آرد در آب حل می شود؟ بچه ها آرد را به آب اضافه می کنند و مخلوط می کنند. آب چه شد؟ ابری یا صاف؟ آرد در آب حل شد؟

آیا پودر لباسشویی در آب حل می شود؟ پودر لباسشویی را اضافه کرده و مخلوط کنید. آیا پودر در آب حل شد؟ چه چیزی غیرعادی بود؟ انگشتان خود را به مخلوط آغشته کنید و بررسی کنید که آیا هنوز هم مانند آب تمیز است؟ (آب صابون شده است) چه موادی در آب ما حل شده است؟ چه موادی در آب حل نمی شوند؟

(نتایج بر روی فلانلگراف ثبت می شوند.)

شن و ماسه رنگی

وظایف:کودکان را با روش ساخت ماسه رنگی (اختلاط با گچ رنگی) آشنا کنید. آموزش استفاده از رنده

مواد:مداد رنگی، ماسه، ظرف شفاف، اشیاء کوچک، 2 کیسه، رنده کوچک، کاسه، قاشق (چوب)، شیشه های کوچک درب دار.

شرح.جکداوی کوچک کنجکاوی به سمت بچه ها پرواز کرد. او از بچه ها می خواهد حدس بزنند چه چیزی در کیفش است. بچه ها سعی می کنند با لمس آن را تعیین کنند (در یک کیسه ماسه وجود دارد، در دیگری تکه های گچ وجود دارد.) معلم کیسه ها را باز می کند، بچه ها حدس های خود را بررسی می کنند. معلم و بچه ها محتویات کیسه ها را بررسی می کنند. این چیه؟ چه شنی؟ با این چه کار میتوانی بکنی؟ گچ چه رنگی است؟ این حس شبیه چیه؟ آیا می توان آن را شکست؟ این برای چیست؟ گال کوچولو می پرسد: «آیا ماسه را می توان رنگی کرد؟ چگونه آن را رنگی کنیم؟ اگر ماسه را با گچ مخلوط کنیم چه اتفاقی می افتد؟ چگونه می توانید گچ را مانند ماسه روان بسازید؟» گال کوچولو به خود می بالد که ابزاری برای تبدیل گچ به پودر ریز دارد.

یک رنده را به بچه ها نشان می دهد. این چیه؟ چگونه از آن استفاده کنیم؟ بچه ها با الگوبرداری از جکوه کوچک، کاسه ها، رنده ها را می گیرند و گچ می مالند. چی شد؟ پودر شما چه رنگی است؟ (ریگ کوچک از هر کودک می پرسد) چگونه می توانم شن را رنگی کنم؟ بچه ها ماسه را در ظرفی می ریزند و آن را با قاشق یا چاپستیک مخلوط می کنند. کودکان به شن های رنگی نگاه می کنند. چگونه می توانیم از این شن استفاده کنیم؟ (تصاویر زیبا بسازید.)

گالچوف کوچولو پیشنهاد بازی می دهد. یک ظرف شفاف پر از لایه‌های چند رنگ ماسه را نشان می‌دهد و از بچه‌ها می‌پرسد: «چطور می‌توانید به سرعت یک شی پنهان را پیدا کنید؟» کودکان گزینه های خود را ارائه می دهند. معلم توضیح می دهد که شما نمی توانید ماسه را با دست، چوب یا قاشق مخلوط کنید و نشان می دهد که چگونه با تکان دادن ظرف، یک شی را از ماسه خارج کنید.

شن های رنگارنگ چه شد؟ بچه ها توجه داشته باشند که به این ترتیب ما به سرعت شی را پیدا کردیم و شن ها را با هم مخلوط کردیم.

بچه ها اشیای کوچک را در شیشه های شفاف پنهان می کنند، آنها را با لایه هایی از ماسه های رنگارنگ می پوشانند، شیشه ها را با درب می بندند و به دختر بچه نشان می دهند که چگونه به سرعت شی پنهان را پیدا می کنند و ماسه ها را مخلوط می کنند. گالچون کوچولو یک جعبه گچ رنگی به عنوان هدیه خداحافظی به بچه ها می دهد.

بازی با شن و ماسه

وظایف:ایده های کودکان در مورد خواص شن را تثبیت کنید، کنجکاوی و مشاهده را توسعه دهید، گفتار کودکان را فعال کنید و مهارت های سازنده را توسعه دهید.

مواد:یک ماسه‌بازی بزرگ کودکان که در آن آثاری از حیوانات پلاستیکی باقی مانده است، اسباب‌بازی‌های حیوانات، اسکوپ‌ها، چنگک‌های کودکان، قوطی‌های آبیاری، طرح محوطه برای پیاده‌روی این گروه.

شرح.بچه ها بیرون می روند و منطقه پیاده روی را کشف می کنند. معلم توجه آنها را به ردپاهای غیرعادی در جعبه شنی جلب می کند. چرا رد پاها به وضوح در ماسه قابل مشاهده است؟ این آهنگ های کیست؟ چرا شما فکر می کنید؟

بچه‌ها حیوانات پلاستیکی را پیدا می‌کنند و حدس‌هایشان را آزمایش می‌کنند: اسباب‌بازی‌ها را برمی‌دارند، پنجه‌هایشان را روی شن‌ها می‌گذارند و به دنبال همان چاپ می‌گردند. چه اثری از کف دست باقی خواهد ماند؟ کودکان آثار خود را به جا می گذارند. کف دست کی بزرگتره؟ چه کسی کوچکتر است؟ با درخواست بررسی کنید.

معلم نامه ای را در پنجه های توله خرس پیدا می کند و نقشه سایت را از آن بیرون می آورد. چه چیزی نشان داده شده است؟ کدام مکان با رنگ قرمز دایره شده است؟ (Sandbox.) چه چیز دیگری می تواند در آنجا جالب باشد؟ شاید نوعی تعجب؟ بچه ها که دست های خود را در شن فرو می کنند، به دنبال اسباب بازی می گردند. این چه کسی است؟

هر حیوانی خانه مخصوص به خود را دارد. روباه دارد... (سوراخ)، خرس... (لانه)، سگ دارد... (لانه). بیایید برای هر حیوان یک خانه شنی بسازیم. چه ماسه ای برای ساختن بهتر است؟ چگونه آن را خیس کنیم؟

بچه ها قوطی های آبیاری را می گیرند و شن ها را آبیاری می کنند. آب کجا می رود؟ چرا ماسه خیس شد؟ بچه ها خانه می سازند و با حیوانات بازی می کنند.