Stručna zajednica za preuređenje kupaonice

Voda: električna vodljivost i toplinska vodljivost. Jedinice vodljivosti vode

NATRIJ– (Natrij) Na , kemijski element 1. ( Ia ) skupina periodnog sustava, odnosi se na alkalne elemente. Atomski broj 11, relativna atomska masa 22,98977. U prirodi postoji jedan stabilni izotop 23 Na . Poznato je šest radioaktivnih izotopa ovog elementa, od kojih su dva zanimljiva za znanost i medicinu. Natrij-22, s vremenom poluraspada od 2,58 godina, koristi se kao izvor pozitrona. Natrij-24 (vrijeme poluživota mu je oko 15 sati) koristi se u medicini za dijagnostiku i liječenje određenih oblika leukemije.

+1 oksidacijsko stanje.

Natrijevi spojevi poznati su od davnina. Natrijev klorid je esencijalni sastojak ljudske hrane.

C čita se da ga je čovjek počeo koristiti u neolitiku,tj. prije otprilike 5-7 tisuća godina.

NA Stari zavjet spominje se neka tvar "neter". Ova tvar se koristila kao deterdžent. Najvjerojatnije je neter soda, natrijev karbonat, koji je nastao u slanim egipatskim jezerima s vapnenačkim obalama. Grčki autori Aristotel i Dioskorid kasnije su pisali o istoj tvari, ali pod imenom "nitron", a starorimski povjesničar Plinije Stariji, spominjući istu tvar, već ju je nazvao "nitrum".

U 18. stoljeću kemičari su već poznavali mnogo različitih natrijevih spojeva. Natrijeve soli bile su široko korištene u medicini, u obradi kože i bojanju tkanina.

Metalni natrij prvi je dobio engleski kemičar i fizičar Humphrey Davy elektrolizom rastaljenog natrijevog hidroksida (koristeći voltni stupac od 250 pari bakrenih i cinkovih ploča). Ime "

natrij ', koju je Davy odabrao za ovaj element, odražava njegovo porijeklo od sode Na2CO 3 . Latinski i ruski nazivi elementa potječu od arapskog "natrun" (prirodna soda).Rasprostranjenost natrija u prirodi i njegovo industrijsko izdvajanje. Natrij je sedmi najčešći element i peti najčešći metal (nakon aluminija, željeza, kalcija i magnezija). Njegov sadržaj u zemljinoj kori je 2,27%. Najviše natrija nalazi se u sastavu raznih aluminosilikata.

Ogromne naslage natrijevih soli u relativno čisti oblik postoje na svim kontinentima. Oni su rezultat isparavanja drevnih mora. Ovaj proces još uvijek traje u Salt Lakeu (Utah), Mrtvom moru i drugdje. Natrij se javlja kao klorid

NaCl (halit, kamena sol), kao i karbonat Na 2 CO 3 NaHCO 3 2 H 2 O (tron), nitrat NaNO 3 (salitra), sulfat Na 2 SO 4 10 H 2 O (mirabilit), tetraborat Na 2 B 4 O 7 10 H 2 O (boraks) i Na 2 B 4 O 7 4 H 2 O (kernit) i druge soli.

Neiscrpne su zalihe natrijeva klorida u prirodnim slanicama i oceanskim vodama (oko 30 kg m–3). Procjenjuje se da bi kamena sol u količini ekvivalentnoj sadržaju natrijevog klorida u oceanima zauzimala prostor od 19 milijuna kubičnih metara. km (50% više od ukupnog volumena sjevernoameričkog kontinenta iznad razine mora). Prizma ovog volumena s baznom površinom od 1 sq. km može doći do mjeseca 47 puta.

Sada je ukupna proizvodnja natrijevog klorida iz morske vode dosegla 6-7 milijuna tona godišnje, što je otprilike trećina ukupne svjetske proizvodnje.

Živa tvar sadrži prosječno 0,02% natrija; ima ga više u životinjama nego u biljkama.

Karakterizacija jednostavne tvari i industrijska proizvodnja metalnog natrija. Natrij je srebrno-bijeli metal, u tankim slojevima s ljubičastom nijansom, plastičan, čak i mekan (lako se reže nožem), svježi rez natrija svjetluca. Vrijednosti električne i toplinske vodljivosti natrija su dosta visoke, gustoća je 0,96842 g/cm3 (na 19,7°C), talište 97,86°C, vrelište 883,15°C.

Ternarna legura, koja sadrži 12% natrija, 47% kalija i 41% cezija, ima najniže talište za metalne sustave, jednako -78 ° C.

Natrij i njegovi spojevi boje plamen jarko žuto. Dvostruka linija u spektru natrija odgovara prijelazu 3

s 1–3 str 1 u atomima elementa.

Reaktivnost natrija je visoka. Na zraku se brzo prekriva filmom mješavine peroksida, hidroksida i karbonata. Natrij gori u kisiku, fluoru i kloru. Kada se metal gori na zraku, nastaje peroksid.

Na2O 2 (s nečistoćom oksida Na2O ).

Natrij reagira sa sumporom već kod mljevenja u mužaru, sumporna kiselina se reducira u sumpor ili čak u sulfid. Čvrsti ugljični dioksid ("suhi led") eksplodira u dodiru s natrijem (aparati za gašenje požara ugljičnim dioksidom ne mogu se koristiti za gašenje gorućeg natrija!). S dušikom se reakcija odvija samo u električnom pražnjenju. Natrij ne stupa u interakciju samo s inertnim plinovima.

Natrij aktivno reagira s vodom:

Na + 2 H 2 O = 2 NaOH + H 2

Toplina koja se oslobađa tijekom reakcije dovoljna je za taljenje metala. Stoga, ako se mali komadić natrija baci u vodu, on se rastali zbog toplinskog učinka reakcije i kapljica metala, koja je lakša od vode, "trči" po površini vode, pokretana reaktivnom silom oslobođenog vodika. Natrij mnogo mirnije komunicira s alkoholima nego s vodom:

Na + 2 C 2 H 5 OH \u003d 2 C 2 H 5 ONa + H 2

Natrij se lako otapa u tekućem amonijaku stvarajući svijetloplave metastabilne otopine neobičnih svojstava. Na –33,8 ° C, do 246 g metalnog natrija otopi se u 1000 g amonijaka. Razrijeđene otopine imaju Plava boja, koncentriran - boja bronce. Mogu se čuvati oko tjedan dana. Utvrđeno je da je natrij ioniziran u tekućem amonijaku:

Na Na + + e –

Konstanta ravnoteže ove reakcije je 9,9 10 -3 . Odlazni elektron solvatiran je molekulama amonijaka i formira kompleks [

e(NH3) n ] – . Dobivene otopine imaju metalnu električnu vodljivost. Kada amonijak ispari, ostaje izvorni metal. Kada se otopina čuva dulje vrijeme, postupno gubi boju zbog reakcije metala s amonijakom pri čemu nastaje amid. NaNH 2 ili imid Na 2 NH i evolucija vodika.

Natrij se skladišti ispod sloja dehidrirane tekućine (kerozin, mineralno ulje), transportira se samo u zatvorenim metalnim posudama.

Elektrolitička metoda za industrijsku proizvodnju natrija razvijena je 1890. Talina kaustične sode podvrgnuta je elektrolizi, kao u Davyjevim eksperimentima, ali korištenjem naprednijih izvora energije od voltaičnog stupa. U tom procesu, kisik se oslobađa zajedno s natrijem:

katoda (željezo):

Na + + e - = Na

anoda (nikal): 4

OH - - 4 e - \u003d O 2 + 2 H 2 O .

Tijekom elektrolize čistog natrijevog klorida, ozbiljnih problema povezan, prvo, s bliskim talištem natrijevog klorida i vrelištem natrija i, drugo, s visokom topljivošću natrija u tekućem natrijevom kloridu. Dodavanje kalijevog klorida, natrijevog fluorida, kalcijevog klorida natrijevom kloridu omogućuje snižavanje temperature taline na 600 ° C. Proizvodnja natrija elektrolizom rastaljene eutektičke smjese (legura dviju tvari s najnižim talištem) 40%

NaCl i 60% CaCl 2 na ~580°C u ćeliji koju je razvio američki inženjer G. Downs pokrenuo je 1921. DuPont u blizini elektrane na slapovima Niagare.

Na elektrodama se odvijaju sljedeći procesi:

katoda (željezo):

Na + + e - \u003d Na Ca 2+ + 2 e - \u003d Ca

anoda (grafit): 2

Cl – – 2 e – = Cl 2 .

Metalni natrij i kalcij formiraju se na cilindričnoj čeličnoj katodi i podižu se pomoću ohlađene cijevi, u kojoj se kalcij skrućuje i pada natrag u taljevinu. Klor formiran na središnjoj grafitnoj anodi skuplja se ispod kupole od nikla i zatim pročišćava.

Sada je obujam proizvodnje metalnog natrija nekoliko tisuća tona godišnje.

Industrijska uporaba metalnog natrija povezana je s njegovim jakim redukcijskim svojstvima. Dugo se vremena većina proizvedenog metala koristila za proizvodnju tetraetil olova.

PbEt 4 i tetrametil olovo PbMe 4 (antiktonac za benzin) reakcijom alkil klorida s legurom natrija i olova na visokotlačni. Sada ova proizvodnja ubrzano opada zbog zagađenja okoliša.

Drugo područje primjene je proizvodnja titana, cirkonija i drugih metala redukcijom njihovih klorida. Manje količine natrija koriste se za stvaranje spojeva kao što su hidrid, peroksid i alkoholati.

Raspršeni natrij vrijedan je katalizator u proizvodnji gume i elastomera.

Sve je veća upotreba rastaljenog natrija kao tekućine za izmjenu topline nuklearni reaktori na brzim neutronima. Niska temperatura taljenje natrija, niska viskoznost, mali presjek apsorpcije neutrona, u kombinaciji s izuzetno visokim toplinskim kapacitetom i toplinskom vodljivošću čine ga (i njegove legure s kalijem) nezamjenjivim materijalom za ove svrhe.

Natrij pouzdano čisti transformatorska ulja, estere i druge organske tvari od tragova vode, a s natrijevim amalgamom možete brzo odrediti sadržaj vlage u mnogim spojevima.

natrijevi spojevi. Natrij tvori kompletan skup spojeva sa svim uobičajenim anionima. Vjeruje se da se u takvim spojevima javlja gotovo potpuno odvajanje naboj između kationskih i anionskih dijelova kristalne rešetke.

natrijev oksid

Na2O sintetiziran reakcijom Na2O2, NaOH , i najpoželjnije NaNO 2, s metalnim natrijem:Na 2 O 2 + 2Na \u003d 2Na 2 O

2NaOH + 2Na \u003d 2Na 2 O + H 2

2 NaNO 2 + 6 Na = 4 Na 2 O + N 2

U posljednjoj reakciji natrij se može zamijeniti natrijevim azidom

NaN 3: NaN 3 + NaNO 2 = 3 Na 2 O + 8 N 2

Natrijev oksid se najbolje skladišti u bezvodnom benzinu. Služi kao reagens za razne sinteze.

natrijev peroksid

Na2O 2 u obliku blijedožutog praha nastaje tijekom oksidacije natrija. U tom slučaju, u uvjetima ograničene opskrbe suhim kisikom (zrakom), najprije nastaje oksid Na2O , koji se zatim pretvara u peroksid Na2O 2. U nedostatku kisika, natrijev peroksid je termički stabilan do ~675° C .

Natrijev peroksid se široko koristi u industriji kao izbjeljivač za vlakna, papirnu masu, vunu itd. Jak je oksidans: eksplodira u smjesi s aluminijskim prahom ili ugljenom, reagira sa sumporom (istodobno se zagrijava), pali mnoge organske tekućine. Natrijev peroksid reagira s ugljičnim monoksidom stvarajući karbonat. Reakcijom natrijevog peroksida s ugljikovim dioksidom oslobađa se kisik:

Na 2 O 2 + 2 CO 2 \u003d 2 Na 2 CO 3 + O 2

Ova reakcija ima važnu praktičnu primjenu u dišnim aparatima za podmorničare i vatrogasce.

Natrijev superoksid

NaO 2 dobiva se polaganim zagrijavanjem natrijevog peroksida na 200-450°C pod tlakom kisika od 10-15 MPa. Dokazi o obrazovanju NaO 2 prvi su put dobiveni reakcijom kisika s natrijem otopljenim u tekućem amonijaku.

Djelovanje vode na natrijev superoksid dovodi do oslobađanja kisika čak i na hladnoći:

NaO 2 + H 2 O \u003d NaOH + NaHO 2 + O 2

S porastom temperature povećava se količina oslobođenog kisika, budući da se nastali natrijev hidroperoksid razgrađuje:

NaO 2 + 2 H 2 O \u003d 4 NaOH + 3 O 2

Natrijev superoksid sastavni je dio sustava za regeneraciju zraka u zatvorenim prostorima.

Natrijev ozonid

Na O 3 nastaje djelovanjem ozona na prah bezvodnog natrijevog hidroksida pri niskoj temperaturi, nakon čega slijedi ekstrakcija crvenog Na Oko 3 tekućeg amonijaka.

Natrijev hidroksid

NaOH često se naziva kaustična soda ili kaustična soda. Ovo je jaka baza, klasificirana je kao tipična lužina. Iz vodenih otopina natrijevog hidroksida dobiveni su brojni hidrati NaOH nH 2 O, gdje je n = 1, 2, 2,5, 3,5, 4, 5,25 i 7.

Natrijev hidroksid je vrlo agresivan. Uništava staklo i porculan u interakciji sa silicijevim dioksidom koji sadrže:

NaOH + SiO 2 \u003d Na 2 SiO 3 + H 2 O

Naziv "kaustična soda" odražava korozivni učinak natrijevog hidroksida na živa tkiva. Posebno je opasno dospjeti ova tvar u oči.

Liječnik vojvode od Orleansa Nicolas Leblanc (

Leblanc Nikola ) (1742. – 1806.) 1787. godine razvio je prikladan postupak za dobivanje natrijevog hidroksida iz NaCl (patent 1791). Ovaj prvi veliki industrijski kemijski proces bio je veliki tehnološki napredak u Europi u 19. stoljeću. Leblancov proces kasnije je zamijenjen elektrolitičkim postupkom. Godine 1874. svjetska proizvodnja natrijevog hidroksida iznosila je 525 tisuća tona, od čega je 495 tisuća tona dobiveno Leblancovom metodom; do 1902. proizvodnja natrijevog hidroksida dosegla je 1800 tisuća tona, međutim Leblancovom metodom dobiveno je samo 150 tisuća tona.

Danas je natrijev hidroksid najvažnija lužina u industriji. Godišnja proizvodnja samo u SAD-u premašuje 10 milijuna tona.U ogromnim količinama dobiva se elektrolizom slanica. Tijekom elektrolize otopine natrijevog klorida nastaje natrijev hidroksid i oslobađa se klor:

katoda (željezo) 2

H2O + 2 e - \u003d H2 + 2 OH –

anoda (grafit) 2

Cl - - 2 e - = Cl 2

Elektrolizu prati koncentracija lužina u ogromnim isparivačima. Najveća na svijetu (tvornica

PPG Industries Lake Charles ) ima visinu od 41 m i promjer od 12 m. Otprilike polovica proizvedenog natrijevog hidroksida koristi se izravno u kemijskoj industriji za dobivanje raznih organskih i anorganske tvari: fenol, resorcinol, b -naftol, natrijeve soli (hipoklorit, fosfat, sulfid, aluminati). Osim toga, natrijev hidroksid se koristi u proizvodnji papira i celuloze, sapuna i deterdženti, ulja, tekstil. Neophodan je i u preradi boksita. Važno područje primjene natrijevog hidroksida je neutralizacija kiselina.

Natrijev klorid

NaCl poznata pod nazivima kuhinjska sol, kamena sol. Formira bezbojne, blago higroskopne, kubične kristale. Natrijev klorid se tali na 801 ° C, vrije na 1413 ° C. Njegova topljivost u vodi malo ovisi o temperaturi: 35,87 g otapa se u 100 g vode na 20 ° C NaCl , a na 80 ° C - 38,12 g.

Natrijev klorid je neophodan i neizostavan začin hrani. U dalekoj prošlosti sol je bila jednaka cijeni zlata. NA stari rim Legionari su često primali plaće ne u novcu, već u soli, otuda riječ vojnik.

U Kijevskoj Rusiji koristili su sol s područja Karpata, iz slanih jezera i ušća na Crnom i Azovskom moru. Bio je toliko skup da se na svečanim gozbama posluživao na stolovima uglednih gostiju, dok su se ostali razilazili "bez slanog srkanja".

Nakon pripojenja Astrahanske oblasti Moskovskoj državi, Kaspijska jezera postala su važni izvori soli, ali ona ipak nije bila dovoljna, bila je skupa, pa je došlo do nezadovoljstva među najsiromašnijim slojevima stanovništva, što je preraslo u ustanak poznat kao Salt Riot (1648.)

Godine 1711. Petar I izdao je dekret o uvođenju monopola soli. Trgovina solju postala je isključivo pravo države. Monopol nad solju postojao je više od stotinu i pedeset godina i ukinut je 1862. godine.

Sada je natrijev klorid jeftin proizvod. Zajedno s ugljenom, vapnencem i sumporom, jedan je od takozvane "velike četvorke" minerala, najvažnijih za kemijsku industriju.

Najviše natrijevog klorida proizvodi se u Europi (39%), Sjevernoj Americi (34%) i Aziji (20%), dok Južna Amerika i Oceanija čine samo po 3%, a Afrika 1%. Kamena sol tvori goleme podzemne naslage (često debele stotine metara) koje sadrže preko 90%

NaCl . Tipični rudnik soli u Cheshireu (glavni izvor natrijevog klorida u Velikoj Britaniji) pokriva površinu od 60ґ 24 km i ima debljinu sloja soli od oko 400 m. Samo ovo ležište procjenjuje se na više od 10 11 tona.

Svjetska proizvodnja soli do početka 21. stoljeća. dosegla 200 milijuna tona, od čega 60% troši kemijska industrija (za proizvodnju klora i natrijevog hidroksida, kao i papirne mase, tekstila, metala, gume i ulja), 30% - hrana, 10% otpada na dr. područja djelovanja. Natrijev klorid se koristi, primjerice, kao jeftino sredstvo protiv zaleđivanja.

Natrijev karbonat

Na2CO 3 često se naziva soda pepeo ili jednostavno soda. U prirodi se pojavljuje u obliku mljevene slane vode, slane vode u jezerima i natron minerala. Na 2 CO 3 10 H 2 O, termonatrij Na 2 CO 3 H 2 O, prijestolja Na 2 CO 3 NaHCO 3 2 H 2 O . Natrij također tvori razne druge hidratizirane karbonate, bikarbonate, miješane i dvostruke karbonate, na primjer Na 2 CO 3 7 H 2 O, Na 2 CO 3 3 NaHCO 3, aKCO 3 nH20, K2CO3NaHCO32H20 .

Među solima alkalnih elemenata dobivenim u industriji najveću važnost ima natrijev karbonat. Najčešće se za njegovu proizvodnju koristi metoda koju je razvio belgijski kemičar-tehnolog Ernst Solvay 1863. godine.

Koncentrirana vodena otopina natrijeva klorida i amonijaka zasiti se ugljičnim dioksidom pod blagim pritiskom. U tom slučaju nastaje talog relativno slabo topljivog natrijevog bikarbonata (topljivost

NaHCO 3 je 9,6 g na 100 g vode na 20°C):NaCl + NH3 + H2O + CO2 = NaHCO3Í + NH 4 Cl Za dobivanje sode, natrijev bikarbonat se kalcinira: NaHCO3 \u003d Na2CO3 + CO2 + H2O

Oslobođeni ugljikov dioksid vraća se u prvi proces. Kalciniranjem kalcijevog karbonata (vapnenca) dobiva se dodatna količina ugljičnog dioksida:

CaCO 3 \u003d CaO + CO 2

Drugi proizvod ove reakcije, kalcijev oksid (vapno), koristi se za regeneraciju amonijaka iz amonijevog klorida:

CaO + 2 NH 4 Cl \u003d CaCl 2 + 2 NH 3 + H 2 O

Dakle, jedini nusprodukt proizvodnje sode po Solvay metodi je kalcijev klorid.

Ukupna jednadžba procesa:

NaCl + CaCO 3 \u003d Na 2 CO 3 + CaCl 2

Očito je da se u normalnim uvjetima obrnuta reakcija događa u vodenoj otopini, budući da je ravnoteža u ovom sustavu potpuno pomaknuta s desna na lijevo zbog netopljivosti kalcijevog karbonata.

Soda pepela, dobivena iz prirodnih sirovina (natural soda ash), ima najbolja kvaliteta u usporedbi sa sodom dobivenom metodom amonijaka (sadržaj klorida manji od 0,2%). Osim toga, specifičan kapitalna ulaganja a cijena sode iz prirodnih sirovina je 40-45% niža od one dobivene sintetičkim putem. Otprilike trećina svjetske proizvodnje sode sada dolazi iz prirodnih nalazišta.

Svjetska proizvodnja

Na2CO 3 u 1999. raspoređen je na sljedeći način:
Ukupno
Sev. Amerika
Azija/Oceanija
Zap. Europa
Vost. Europa
Afrika
Lat. Amerika
Najveći svjetski proizvođač prirodne sode je Sjedinjene Države, gdje su koncentrirane najveće dokazane rezerve trone i slane vode jezera sode. Polje u Wyomingu čini sloj debljine 3 m i površine 2300 km 2 . Njegove rezerve prelaze 10 10 t. U SAD-u je industrija sode orijentirana na prirodne sirovine; posljednje postrojenje za sintezu sode zatvoreno je 1985. Proizvodnja sode u SAD-u u posljednjih godina stabilizirao na razini od 10,3–10,7 milijuna tona.

Za razliku od SAD-a, većina zemalja u svijetu gotovo u potpunosti ovisi o proizvodnji sintetičke sode. Drugo mjesto u svijetu u proizvodnji sode nakon Sjedinjenih Država je Kina. Proizvodnja ove kemikalije u Kini 1999. dosegla je približno 7,2 milijuna tona, a proizvodnja natrijevog pepela u Rusiji iste je godine iznosila oko 1,9 milijuna tona.

U mnogim slučajevima, natrijev karbonat je zamjenjiv s natrijevim hidroksidom (npr. u papirnoj pulpi, sapunu, proizvodima za čišćenje). Otprilike polovica natrijeva karbonata koristi se u industriji stakla. Jedno novo područje primjene je uklanjanje sumpornih kontaminanata u emisijama plinova iz elektrana i velikih peći. Prah natrijevog karbonata dodaje se gorivu, koje reagira sa sumpornim dioksidom u čvrste produkte, posebice natrijev sulfit, koji se može filtrirati ili istaložiti.

Ranije se natrijev karbonat naširoko koristio kao "soda za pranje rublja", no ta je upotreba sada nestala zbog upotrebe drugih deterdženata za kućanstvo.

natrijev bikarbonat

NaHCO 3 (soda bikarbona), uglavnom se koristi kao izvor ugljičnog dioksida u pečenju kruha, slastica, proizvodnji gaziranih pića i umjetne mineralne vode, kao komponenta sredstava za gašenje požara i lijek. To je zbog lakoće njegove razgradnje pri 50–100° IZ.

Natrijev sulfat

Na2SO 4 prirodno se javlja u bezvodnom obliku (tenardit) i kao dekahidrat (mirabilit, Glauberova sol). Dio je astrahonita Na 2 Mg (SO 4) 2 4 H 2 O, vantofit Na 2 Mg (SO 4) 2, glauberit Na 2 Ca (SO 4) 2 . Najveće rezerve natrijevog sulfata nalaze se u zemljama ZND-a, kao iu SAD-u, Čileu i Španjolskoj. Mirabilite, izoliran iz prirodnih naslaga ili salamure slanih jezera, dehidrira se na 100 ° C. Natrijev sulfat je također nusproizvod proizvodnje klorovodika pomoću sumporne kiseline, kao i krajnji proizvod stotina industrijskih postrojenja koja koriste neutralizacija sumporne kiseline natrijevim hidroksidom.

Podaci o ekstrakciji natrijevog sulfata nisu objavljeni, ali se procjenjuje da je svjetska proizvodnja prirodnih sirovina oko 4 milijuna tona godišnje. Ekstrakcija natrijevog sulfata kao nusproizvoda procjenjuje se u cijelom svijetu na 1,5-2,0 milijuna tona.

Dugo se vremena natrijev sulfat malo koristio. Sada je ova tvar osnova industrije papira, jer

Na2SO 4 je glavni reagens u proizvodnji kraft celuloze za pripremu smeđeg omotnog papira i valovitog kartona. Drvene strugotine ili piljevina obrađuju se u vrućoj alkalnoj otopini natrijevog sulfata. Otapa lignin (komponentu drva koja veže vlakna) i oslobađa celulozna vlakna koja se zatim šalju u strojeve za izradu papira. Preostala otopina se isparava dok ne postane zapaljiva, osiguravajući paru za biljku i toplinu za isparavanje. Otopljeni sulfat i natrijev hidroksid otporni su na plamen i mogu se ponovno koristiti.

Manji dio natrijevog sulfata koristi se u proizvodnji stakla i deterdženata. hidratizirani oblik

Na 2 SO 4 10 H 2 O (Glauberova sol) je laksativ. Sada se koristi manje nego prije.

natrijev nitrat

NaNO 3 zove se natrijev ili čileanski nitrat. Čini se da su velike naslage natrijeva nitrata pronađene u Čileu nastale biokemijskom razgradnjom organskih ostataka. Na početku oslobođeni amonijak vjerojatno je oksidirao u nitratnu i nitratnu kiselinu, koje su zatim reagirale s otopljenim natrijevim kloridom.

Natrijev nitrat dobiva se apsorpcijom dušikovih plinova (smjesa dušikovih oksida) otopinom natrijevog karbonata ili hidroksida ili izmjenjivačkom interakcijom kalcijevog nitrata s natrijevim sulfatom.

Natrijev nitrat se koristi kao gnojivo. Sastojak je tekućih solnih rashladnih sredstava, kupki za stvrdnjavanje u metaloprerađivačkoj industriji, spojeva za skladištenje topline. Trostruka mješavina od 40%

NaNO2, 7% NaNO3 i 53% KNO 3 može se koristiti od tališta (142 ° C) do ~600 ° C. Natrijev nitrat se koristi kao oksidacijsko sredstvo u eksplozivima, raketnim gorivima i pirotehničkim smjesama. Koristi se u proizvodnji stakla i natrijevih soli, uključujući nitrit, koji služi kao konzervans za hranu.

natrijev nitrit

NaNO 2 može se dobiti toplinskom razgradnjom natrijeva nitrata ili njegovom redukcijom: NaNO 3 + Pb = NaNO 2 + PbO

Za industrijsku proizvodnju natrijevog nitrita, dušikovi oksidi se apsorbiraju vodenom otopinom natrijevog karbonata.

natrijev nitrit

NaNO 2, osim što se koristi s nitratima kao talinama koje provode toplinu, široko se koristi u proizvodnji azo boja, za inhibiciju korozije i konzerviranje mesa.

Elena

Savinkina KNJIŽEVNOST Popularna biblioteka kemijskih elemenata. M., Nauka, 1977
Greenwood N.N., Earnshaw A. Kemija elemenata, Oxford: Butterworth, 1997

Tko zna formulu vode još od školskih dana? Naravno, sve. Vjerojatno je od cjelokupnog tečaja kemije za mnoge koji je tada ne proučavaju specijalizirano ostalo samo znanje o tome što znači formula H 2 O. Ali sada ćemo pokušati dokučiti što detaljnije i dublje što je moguće koja su njegova glavna svojstva i zašto život bez njega na planeti Zemlji nije moguć.

Voda kao tvar

Molekula vode, kao što znamo, sastoji se od jednog atoma kisika i dva atoma vodika. Njegova formula je napisana na sljedeći način: H 2 O. Ova tvar može imati tri stanja: kruto - u obliku leda, plinovito - u obliku pare i tekuće - kao tvar bez boje, okusa i mirisa. Usput, ovo je jedina tvar na planetu koja može postojati u sva tri stanja istovremeno u prirodnim uvjetima. Na primjer: na polovima Zemlje - led, u oceanima - voda, a isparavanje pod sunčevim zrakama je para. U tom smislu, voda je anomalna.

Voda je također najčešća tvar na našem planetu. Pokriva površinu planete Zemlje gotovo sedamdeset posto - to su oceani, brojne rijeke s jezerima i ledenjaci. Većina vode na planetu je slana. Nije za piće i za rad Poljoprivreda. Svježa vodačini samo dva i pol posto ukupne količine vode na planetu.

Voda je vrlo jako i kvalitetno otapalo. Time kemijske reakcije kretati se kroz vodu velikom brzinom. Ovo isto svojstvo utječe na metabolizam u ljudskom tijelu. da je tijelo odrasle osobe sedamdeset posto voda. Kod djeteta je taj postotak još veći. Do starosti ta brojka pada sa sedamdeset na šezdeset posto. Usput, ova osobina vode jasno pokazuje da je ona osnova ljudskog života. Što više vode u tijelu - to je ono zdravije, aktivnije i mlađe. Stoga znanstvenici i liječnici svih zemalja neumorno ponavljaju da morate puno piti. To je voda u čistom obliku, a ne zamjene u obliku čaja, kave ili drugih napitaka.

Voda oblikuje klimu na planetu i to nije pretjerivanje. Topla strujanja u oceanu zagrijavaju cijele kontinente. To je zbog činjenice da voda apsorbira mnogo sunčeve topline, a zatim je predaje kada se počne hladiti. Tako regulira temperaturu na planetu. Mnogi znanstvenici kažu da bi se Zemlja davno ohladila i pretvorila u kamen da nije bilo toliko vode na zelenom planetu.

Svojstva vode

Voda ima mnogo vrlo zanimljivih svojstava.

Na primjer, voda je najpokretljivija tvar nakon zraka. Iz školski tečaj Mnogi se sigurno sjećaju takve stvari kao što je ciklus vode u prirodi. Na primjer: potok isparava pod utjecajem izravne sunčeve svjetlosti, pretvara se u vodenu paru. Nadalje, tu paru vjetar nosi negdje, skuplja se u oblake, pa čak pada u planine u obliku snijega, tuče ili kiše. Dalje, s planina, potok opet teče, djelomično isparavajući. I tako – u krug – ciklus se ponavlja milijune puta.

Voda također ima vrlo visok toplinski kapacitet. Zbog toga se vodena tijela, posebno oceani, vrlo sporo hlade tijekom prijelaza iz toplog godišnjeg doba ili doba dana u hladno. Obrnuto, kad temperatura zraka raste, voda se vrlo sporo zagrijava. Zbog toga, kao što je gore spomenuto, voda stabilizira temperaturu zraka na cijelom našem planetu.

Nakon žive, voda ima najveću površinsku napetost. Nemoguće je ne primijetiti da se slučajno prolio ravna površina kap ponekad postaje impresivna mrlja. Ovo pokazuje duktilnost vode. Još jedno svojstvo očituje se kada temperatura padne na četiri stupnja. Čim se voda ohladi do ove oznake, postaje svjetlija. Stoga led uvijek pluta na površini vode i smrzava se u koru, prekrivajući rijeke i jezera. Zahvaljujući tome, u ribnjacima koji se zimi zalede, riba se ne smrzava.

Voda kao vodič električne energije

Prvo biste trebali naučiti što je električna vodljivost (uključujući vodu). Električna vodljivost je sposobnost tvari da kroz sebe provodi električnu struju. Prema tome, električna vodljivost vode je sposobnost vode da provodi struju. Ova sposobnost izravno ovisi o količini soli i drugih nečistoća u tekućini. Na primjer, električna vodljivost destilirane vode je gotovo minimizirana zbog činjenice da je takva voda pročišćena od raznih aditiva koji su toliko potrebni za dobru električnu vodljivost. Odličan vodič struje je morska voda, u kojoj je koncentracija soli vrlo visoka. Električna vodljivost ovisi i o temperaturi vode. Što je viša temperatura, veća je električna vodljivost vode. Ova pravilnost otkrivena je zahvaljujući višestrukim eksperimentima fizičara.

Mjerenje vodljivosti vode

Postoji takav pojam - konduktometrija. Ovo je naziv jedne od metoda elektrokemijske analize koja se temelji na električnoj vodljivosti otopina. Ova metoda se koristi za određivanje koncentracije u otopinama soli ili kiselina, kao i za kontrolu sastava nekih industrijskih otopina. Voda ima amfoterna svojstva. Odnosno, ovisno o uvjetima, može pokazivati ​​i kisela i bazična svojstva - djelovati i kao kiselina i kao baza.

Instrument koji se koristi za ovu analizu ima vrlo sličan naziv - konduktometar. Konduktometrom se mjeri električna vodljivost elektrolita u otopini čija je analiza u tijeku. Možda je vrijedno objasniti još jedan pojam - elektrolit. To je tvar koja se, kada se otopi ili rastali, raspada na ione, zbog čega se naknadno provodi električna struja. Ion je električki nabijena čestica. Zapravo, konduktometar, uzimajući kao osnovu određene jedinice električne vodljivosti vode, određuje njenu električnu vodljivost. To jest, određuje električnu vodljivost određenog volumena vode, uzetu kao početnu jedinicu.

Čak i prije početka sedamdesetih godina prošlog stoljeća, mjerna jedinica "mo" se koristila za označavanje vodljivosti električne energije, bila je izvedenica druge veličine - Ohma, koja je glavna jedinica za otpor. Električna vodljivost je veličina koja je obrnuto proporcionalna otporu. Sada se mjeri u Siemensu. Ova je vrijednost dobila ime u čast njemačkog fizičara - Wernera von Siemensa.

Siemens

Siemens (može se označiti i sa Cm i sa S) je recipročna vrijednost Ohma, što je mjerna jedinica električne vodljivosti. Jedan cm je jednak bilo kojem vodiču čiji je otpor 1 ohm. Siemens se izražava formulom:

  • 1 Sm \u003d 1: Ohm \u003d A: B \u003d kg −1 m −2 s³A², gdje
    A - amper,
    V - volt.

Toplinska vodljivost vode

Sada razgovarajmo o tome - to je sposobnost tvari da se prenosi Termalna energija. Bit fenomena leži u činjenici da se kinetička energija atoma i molekula, koji određuju temperaturu određenog tijela ili tvari, prenosi na drugo tijelo ili tvar tijekom njihove interakcije. Drugim riječima, toplinska vodljivost je izmjena topline između tijela, tvari, kao i između tijela i tvari.

Toplinska vodljivost vode također je vrlo visoka. Ljudi svakodnevno koriste ovo svojstvo vode, a da to ne primjećuju. Na primjer, sipanje hladne vode u posudu i hlađenje pića ili hrane u njoj. Hladna voda uzima toplinu iz boce, posude, umjesto da daje hladnoću, moguća je i obrnuta reakcija.

Sada se isti fenomen može lako zamisliti na planetarnoj razini. Ocean se ljeti zagrijava, a zatim - s početkom hladnog vremena, polako se hladi i predaje svoju toplinu zraku, zagrijavajući tako kontinente. Ohladivši se tijekom zime, ocean se počinje vrlo sporo zagrijavati u odnosu na kopno i prepušta svoju hladnoću kontinentima koji klonu od ljetnog sunca.

Gustoća vode

Gore je rečeno da ribe zimi žive u akumulaciji zbog činjenice da se voda smrzava s korom po cijeloj površini. Znamo da se voda počinje pretvarati u led na temperaturi od nula stupnjeva. Zbog činjenice da je gustoća vode veća od gustoće, voda pluta i smrzava se na površini.

svojstva vode

Također voda na različitim uvjetima može biti i oksidacijsko i redukcijsko sredstvo. To jest, voda se, odustajući od svojih elektrona, pozitivno nabije i oksidira. Ili dobiva elektrone i nabije se negativno, što znači da se obnavlja. U prvom slučaju voda oksidira i naziva se mrtvom. Ima vrlo snažna baktericidna svojstva, ali ne morate ga piti. U drugom slučaju voda je živa. Okrepljuje, potiče tijelo na oporavak, unosi energiju u stanice. Razlika između ova dva svojstva vode izražena je pojmom "redoks potencijal".

S čime voda može reagirati?

Voda može reagirati s gotovo svim tvarima koje postoje na Zemlji. Jedino što je za nastanak ovih reakcija potrebno osigurati odgovarajuću temperaturu i mikroklimu.

Na primjer, na sobnoj temperaturi voda dobro reagira s metalima kao što su natrij, kalij, barij - oni se nazivaju aktivnim. Halogeni su fluor i klor. Kada se zagrije, voda dobro reagira sa željezom, magnezijem, ugljenom, metanom.

Voda uz pomoć raznih katalizatora reagira s amidima, esterima karboksilnih kiselina. Katalizator je tvar koja kao da gura komponente na međusobnu reakciju, ubrzavajući je.

Ima li vode još negdje osim Zemlje?

Za sada ni na jednoj planeti Sunčev sustav, osim Zemlje, nije pronađena nikakva voda. Da, pretpostavljaju njegovu prisutnost na satelitima takvih divovskih planeta kao što su Jupiter, Saturn, Neptun i Uran, ali za sada znanstvenici nemaju točne podatke. Postoji još jedna hipoteza, koja još nije u potpunosti ispitana podzemne vode na planet Mars i na Zemljin satelit – Mjesec. Što se tiče Marsa, iznesene su brojne teorije da je na ovom planetu nekada postojao ocean, a njegov mogući model osmislili su čak i znanstvenici.

Izvan Sunčevog sustava postoji mnogo velikih i malih planeta na kojima, prema znanstvenicima, može biti vode. Ali zasad ne postoji ni najmanji način da se u to sa sigurnošću uvjerimo.

Kako iskoristiti toplinsku i električnu vodljivost vode u praktične svrhe

Zbog činjenice da voda ima visok toplinski kapacitet, koristi se u toplinskim mrežama kao nosač topline. Omogućuje prijenos topline od proizvođača do potrošača. Mnoge nuklearne elektrane također koriste vodu kao izvrsno rashladno sredstvo.

U medicini se led koristi za hlađenje, a para za dezinfekciju. Led se također koristi u ugostiteljskom sustavu.

U mnogim nuklearnim reaktorima voda se koristi kao moderator za uspjeh nuklearne lančane reakcije.

Voda pod pritiskom koristi se za cijepanje, probijanje pa čak i rezanje stijena. Ovo se aktivno koristi u izgradnji tunela, podzemnih objekata, skladišta, podzemnih željeznica.

Zaključak

Iz članka proizlazi da je voda po svojim svojstvima i funkcijama najnezamjenjivija i najčudesnija tvar na Zemlji. Ovisi li život čovjeka ili bilo kojeg drugog živog bića na Zemlji o vodi? Svakako da. Doprinosi li ova tvar upravljanju znanstvena djelatnost ljudski? Da. Ima li voda električnu vodljivost, toplinsku vodljivost i drugo korisna svojstva? Odgovor je također da. Druga je stvar što je vode na Zemlji sve manje, a još više čiste vode. A naša je zadaća očuvati ga i zaštititi (a time i sve nas) od izumiranja.

A možda i ranije. Vađen je iz soda jezera i izvađen iz nekoliko naslaga u obliku minerala. Prvi podaci o dobivanju sode isparavanjem vode soda jezera datiraju iz 64. godine. Sve do 18. stoljeća alkemičari svih zemalja činili su se kao vrsta tvari koja je siktala uz oslobađanje neke vrste plina pod djelovanjem kiselina poznatih do tada - octene i sumporne. U vrijeme rimskog liječnika Dioskorida Pedanija nitko nije imao pojma o sastavu sode. Godine 1736. francuski kemičar, liječnik i botaničar Henri Louis Duhamel de Monceau prvi je put uspio dobiti vrlo čistu sodu iz vode soda jezera. Uspio je utvrditi da soda sadrži kemijski element "Natr". U Rusiji, još u vrijeme Petra Velikog, soda se zvala "zoda" ili "svrbež" i sve do 1860. uvozila se iz inozemstva. Godine 1864. u Rusiji se pojavila prva tvornica sode po tehnologiji Francuza Leblanca. Upravo zahvaljujući pojavi svojih tvornica soda je postala dostupnija i započela svoj pobjednički put kao kemikalija, kulinarstvo i čak medicinski proizvod.

U industriji, trgovini i svakodnevnom životu pod nazivom soda postoji nekoliko proizvoda: soda pepeo - bezvodni natrijev karbonat Na 2 CO 3, soda bikarbona - natrijev bikarbonat NaHCO 3, često se naziva i soda bikarbona, kristalna soda Na 2 CO 3 10H 2 O i Na 2 CO 3 H 2 O i kaustična soda, ili natrijev hidroksid, NaOH.
Moderna soda bikarbona tipičan je industrijski proizvod

Trenutno se u svijetu proizvodi nekoliko milijuna tona sode godišnje za različite namjene.

Soda je višestrana tvar, njena upotreba je različita. Koristi se soda Industrija hrane na metalurgiju. Zainteresirao sam se za ovu tvar koju svatko ima u kući i odlučio sam proučiti kako se manifestiraju različita svojstva Vodena otopina soda ovisno o temperaturi i koncentraciji otopine.

Dakle, naš cilj je bio:

Istražite ovisnost električne vodljivosti vodene otopine sode za piće o temperaturi i koncentraciji vodene otopine.

Zadaci:


  • Proučiti literaturu o temi istraživanja.

  • Provedite ispitivanje znanja o različitim aplikacijama soda bikarbona.

  • Naučite pripremiti otopinu sode bikarbone različitih koncentracija.

  • Istražite ovisnost električne vodljivosti o koncentraciji otopine i temperaturi.
Relevantnost istraživanja:

Soda je svestrana tvar, njena upotreba je različita. Soda se koristi od prehrambene industrije do metalurgije. Poznavanje njegovih svojstava uvijek je važno.

Slajd prikazuje glavne namjene sode bikarbone.


  • kemijska industrija

  • laka industrija

  • tekstilna industrija

  • industrija hrane

  • medicinska industrija

  • metalurgija
Dakle, u kemijskoj industriji - za proizvodnju boja, pjena i drugih organskih proizvoda, fluornih reagensa, kemikalija za kućanstvo.

  • U metalurgiji - tijekom taloženja metala rijetkih zemalja i flotacije ruda.

  • U tekstilnoj industriji (dorada svilenih i pamučnih tkanina).

  • U lakoj industriji - u proizvodnji potplata od gume i umjetne kože, proizvodnji kože (štavljenje i neutralizacija kože).

  • U prehrambenoj industriji - pekarstvo, slastičarstvo, proizvodnja pića.

  • U medicinskoj industriji - za pripremu otopina za injekcije, lijekova protiv tuberkuloze i antibiotika
Nakon proučavanja teoretskog gradiva, odlučio sam pitati kolege iz razreda znaju li u kojim se industrijama koristi soda bikarbona:

  • Kod kuće

  • industrija hrane

  • Lijek

  • Kemijska industrija

  • Metalurgija

  • Laka industrija
Evo rezultata ankete: najveći broj ispitanika je odgovorio:

  • Kod kuće -63%

  • Prehrambena industrija-71%

  • Kemijska industrija - 57%, najmanji iznos ispitanici su istaknuli korištenje sode u metalurgiji i lakoj industriji.
Za daljnja istraživanja trebalo je pripremiti vodenu otopinu različitih koncentracija.

Hipoteza

Dakle, ako povećate koncentraciju vodene otopine sode bikarbone, tada će se povećati njena električna vodljivost.

II. eksperimentalni dio

"Ispitivanje električne vodljivosti vodene otopine sode bikarbone"

Cilj: uvjeriti se da u vodenoj otopini natrija ima nositelja elektriciteta – iona koji provodi struju.

Oprema: soda bikarbona, kemijske čaše od termootpornog stakla, elektrode, spojne žice, napajanje, ampermetar, voltmetar, ključ, laboratorijska vaga, utezi, termometar, električni štednjak.

Iskustvo 1. "Priprema vodene otopine sode bikarbone"

Cilj: Naučite pripremiti vodenu otopinu sode bikarbone različitih koncentracija.

Oprema: kemijske čaše od termootpornog stakla, filtrirana voda, vage, utezi, soda bikarbona.

Izvedba iskustva:


  1. Na vagi izvažite 4 g sode bikarbone;

  2. Ulijte 96 ml u čašu. filtrirana voda;

  3. Ulijte sodu u čašu vode i dobro promiješajte;

  4. Ponovite eksperiment kako biste pripremili otopinu od 8% i 12%

Zaključak: Eksperimentalno naučio pripremati vodenu otopinu sode bikarbone različitih koncentracija.

Iskustvo 2. "Proučavanje električne vodljivosti otopine sode bikarbone"

Cilj: dokazati da s povećanjem koncentracije otopine sode raste njezina električna vodljivost.

Oprema: tri čaše s otopinom sode bikarbone različite koncentracije, izvor struje, ampermetar, voltmetar, spojne žice, ključ, elektrode.

Otpor je skalarna veličina numerički jednaka otporu homogenog cilindričnog vodiča jedinične duljine i jedinične površine. Što je veći otpor materijala vodiča, to je veći njegov električni otpor.

Jedinica otpora je ohmmetar (1 Ohm m).

Izvedba iskustva:


  1. Skupljati strujni krug prema shemi;

  2. Stavite elektrode u čašu s koncentracijom 4%, 8% i 12% otopine sode bikarbone;

  3. Izmjerite očitanja ampermetra i voltmetra;

  4. Izračunajte otpor otopine;

  5. Izračunajte električnu vodljivost otopine.

Tablica 2.




Koncentracija sode

I(A)

U(B)

R (om)

1

4

1,0

6

6

0,17

2

8

1,4

6

4,9

0,23

3

12

1,7

6

3,53

0,28

Za eksperiment je sastavljen električni krug prema shemi. Promjenom koncentracije vodene otopine bilježimo očitanja ampermetra i voltmetra.

Mjerenja su provedena pri temperaturi od 18 0 C i atmosferskom tlaku od 757 mm Hg.

Zaključak: Eksperimentalno sam naučio odrediti električnu vodljivost sode bikarbone i uvjerio se da što je veća koncentracija otopine, veća je električna vodljivost otopine sode bikarbone. I otpor otopine, s povećanjem koncentracije, opada. Stoga će kod 12% otopine sode bikarbone električna vodljivost biti najveća, a otpor najmanji.

Iskustvo 3. "Istraživanje ovisnosti električne vodljivosti o temperaturi otopine"

Cilj: Provjerite mijenja li se električna vodljivost s temperaturom.

Oprema: tri čaše s otopinom sode bikarbone različite koncentracije, izvor struje, ampermetar, voltmetar, spojne žice, ključ, elektrode, termometar, električni štednjak.

Izvedba iskustva:


  1. Sastavite instalaciju prema shemi;

  2. Stavite 4% otopinu sode bikarbone na pločicu;

  3. Omogući pločicu;

  4. Zabilježite temperaturu otopine;

  5. Izmjerite očitanja ampermetra i voltmetra kroz svaki stupanj otopine;

  6. Izračunajte otpor i električnu vodljivost pomoću formula.
Za proučavanje ove ovisnosti 4% postotna otopina soda bikarbona se zagrijavala fiksiranjem temperature termometrom.

Tablica 3


% riješenje

t o C otopina

I(A)

U(B)

R (om)

λ (cm)

4

18

1

6

6

0,17

19

1,03

6

5,83

0,172

20

1,05

6

5,71

0,175

21

1,08

6

5,56

0,180

22

1,1

6

5,45

0,183

Zaključak: Iz iskustva je očito da električna vodljivost raste s porastom temperature. Kada se zagrijava, brzina iona se povećava, čime se ubrzava proces prijenosa naboja s jedne točke na drugu.

Grafikon 1. Ovisnost otpora otopine o temperaturi.

Grafikon 2. Ovisnost električne vodljivosti o temperaturi

Zaključak

Proučavajući literaturu o svojstvima sode bikarbone, njenoj upotrebi u medicini, prehrambenoj industriji i svakodnevnom životu, napravivši niz eksperimenata, uvjerili smo se da:


  • Soda je višestruka tvar s različitim svojstvima.

  • Otpor otopine sode ovisi o njezinoj koncentraciji.

  • O koncentraciji ovisi i električna vodljivost otopine.

  • Električna vodljivost raste s porastom temperature.
Književnost

  • Opća kemijska tehnologija. ur. I. P. Muhlenova. Udžbenik za kemijsko-tehnološke specijalnosti sveučilišta. - M.: postdiplomske studije.

  • Osnove opće kemije, v. 3, B. V. Nekrasov. - M.: Kemija, 1970.

  • Opća kemijska tehnologija. Furmer I. E., Zaitsev V. N. - M .: Viša škola, 1978.

  • Opća kemijska tehnologija, ur. I. Volfkovich, sv.1, Soda M. - L., 1953, str. 512-54;

  • Benkovsky V., Tehnologija soda proizvoda, M, 1972;

  • Shokin I. N., Krasheninnikov Soda A., Tehnologija sode, M., 1975.

Voda je jedinstvena tvar koja ima složenu molekularnu strukturu koja još nije u potpunosti istražena. Bez obzira na agregacijsko stanje, molekule H2O međusobno su čvrsto vezane, što određuje mnoga fizikalna svojstva vode i njezinih otopina. Hajdemo saznati ima li obična voda toplinska i električna vodljivost.

Glavna fizička svojstva H2O uključuju:

  • gustoća;
  • transparentnost;
  • boja;
  • miris;
  • ukus;
  • temperatura;
  • kompresibilnost;
  • radioaktivnost;
  • toplinska i električna vodljivost.

Posljednje karakteristike toplinske vodljivosti i električne vodljivosti vode vrlo su nestabilne i ovise o mnogim čimbenicima. Razmotrimo ih detaljnije.

Električna provodljivost

Električna struja je jednosmjerno kretanje negativno nabijenih čestica – elektrona. Neke tvari mogu nositi te čestice, a neke ne. Ova sposobnost se izražava u numeričkom obliku i predstavlja vrijednost električne vodljivosti.

Još se vode rasprave o tome ima li čista voda električnu vodljivost, sposobna je provoditi struju, ali vrlo slabo. Električna vodljivost destilata objašnjava se činjenicom da se molekule H2O djelomično razlažu na ione H+ i OH-. Elektročestice se kreću uz pomoć pozitivno nabijenih iona vodika, koji se mogu kretati u vodenom stupcu.

Što određuje električnu vodljivost tekućine

Električna vodljivost H2O ovisi o čimbenicima kao što su:

  • prisutnost i koncentracija ionskih nečistoća (mineralizacija);
  • priroda iona;
  • temperatura tekućine;
  • viskoznost vode.

Prva dva faktora su odlučujuća. Stoga, izračunavanjem vrijednosti električne vodljivosti tekućine, možemo prosuditi stupanj njezine mineralizacije.

Čista voda ne postoji u prirodi. Čak je i izvorska voda neka vrsta otopine soli, metala i drugih nečistoća elektrolita. Prije svega, to su Na+, K+, Ca2+, Cl-, SO4 2-, HCO3 - ioni. Također, njegov sastav može uključivati ​​slabe elektrolite, koji nisu u stanju značajno promijeniti svojstvo provođenja struje. To uključuje Fe3 +, Fe2 +, Mn2 +, Al3 +, NO3 -, HPO4 - i druge. Oni mogu imati snažan učinak na električnu vodljivost samo u slučaju visoka koncentracija, kao što se, na primjer, događa u kanalizacija s proizvodnim otpadom. Zanimljivo je da prisutnost nečistoća u vodi koja je u stanju leda ne utječe na njezinu sposobnost provođenja struje.

Električna vodljivost morske vode

Morska voda je bolji vodič struje od slatke vode. To je zbog prisutnosti u njemu otopljene soli NaCl, koja je dobar elektrolit. Mehanizam povećanja vodljivosti može se opisati na sljedeći način:

  1. Natrijev klorid se, kada se otopi u vodi, raspada na ione Na + i Cl-, koji imaju različite naboje.
  2. Ioni Na+ privlače elektrone jer imaju suprotan naboj.
  3. Kretanje natrijevih iona u vodenom stupcu dovodi do kretanja elektrona, što zauzvrat dovodi do pojave električne struje.

Dakle, električna vodljivost vode određena je prisutnošću soli i drugih nečistoća u njoj. Što su manji, to je manja sposobnost provođenja električne struje. S destiliranom vodom je praktički nula.

Mjerenje vodljivosti

Mjerenje električne vodljivosti otopina provodi se pomoću konduktometara. To su posebni uređaji, čiji se princip temelji na analizi omjera električne vodljivosti i koncentracije nečistoća elektrolita. Do danas postoje mnogi modeli koji mogu mjeriti električnu vodljivost ne samo visoko koncentriranih otopina, već i čiste destilirane vode.

Toplinska vodljivost

Toplinska vodljivost je sposobnost fizičke tvari da provodi toplinu od zagrijanih dijelova prema hladnijim dijelovima. Voda, kao i druge tvari, ima ovo svojstvo. Prijenos topline događa se ili od molekule do molekule H2O, što je molekularni tip toplinske vodljivosti, ili pri kretanju tekućine - turbulentni tip.

Toplinska vodljivost vode nekoliko je puta veća od ostalih tekuće tvari, s izuzetkom rastaljenih metala - oni imaju ovaj pokazatelj čak i veći.

Sposobnost vode da provodi toplinu ovisi o dva faktora: tlaku i temperaturi. S povećanjem tlaka indeks vodljivosti raste, s porastom temperature do 150 °C raste, zatim počinje padati.

Zašto nam se voda u bazenu čini hladnom?

Toplinska vodljivost vode je nekoliko desetaka puta veća od toplinske vodljivosti zraka. Kada je čovjek uronjen u vodu ili jednostavno poliven njome, gubitak topline se povećava, pa mu je mnogo hladnije nego na zraku iste temperature. To se može vidjeti u primjerima danim u tablici:

Najzanimljivije činjenice o vodi: Video

Slični postovi