34667 Podstawy chemii, ćwiczenia laboratoryjne2

Natomiast mniej aktywne od nich żelazo reaguje dopiero z przegrzaną parą wodną.

3Fe + 4 H₂0    Fe_;,0₄ + 4H₂^T

Woda jest substancją trwałą, podlega dysocjacji termicznej dopiero w wysokich temperaturach. Rozkład wody na drodze chemicznej przebiega efektywnie wtedy, gdy tlen jest wiązany za pomocą silnych reduktorów np.:

n₂o+c< ^l200° >co + h₂

Według ogólnych teorii kwasowo-zasadowych (Brónsteda) wodę można traktu wać jako kwas lub zasadę (donor i akceptor protonu).

7.2. Występowanie wody w przyrodzie

Woda idealnie czysta jako zbiór cząsteczek H>0 prawie nie istnieje. Woda występująca w przyrodzie zawiera prawie wszystkie substancje naturalne wystę pujące w skorupie ziemskiej oraz substancje wytwarzane przez człowieka, które się w niej rozpuszczają lub występują w postaci zawiesiny. Część z nich to sub stancje oddziałujące toksycznie na organizmy żywe, stąd leż ich dopuszczalne stężenia w wodzie (szczególnie do picia) są określone odpowiednimi normami Stężenie substancji występujących w wodach powierzchniowych przeciętnie wa hają się od kilku ng/nv do kilkuset mg/m. Wody powierzchniowe słodkie ora/ słone zawierają rozpuszczone gazy oraz jony np.: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺, NH4 , Al", Fe²⁺, CP, NO3 , SO^~, HCOJ, CO3", SiOf'.

Woda wchodzi w skład związków nieorganicznych występujących w przym dzie w postaci minerałów.

Rodzaje wody w związkach nieorganicznych

W związkach nieorganicznych mogą występować cząsteczki wody, związano w różny sposób:

I. Woda higroskopiina (wilgotność) - jest to woda, którą substancje zatrzymują na powierzchni wskutek higroskopijności. Jej zawartość zależy od wielkości

ogólnej powierzchni, od właściwości tej powierzchni i od wilgotności powietrza. Wodę tę można usunąć przez wysuszenie w temperaturze I I0-130°C.

2. Woda krysłalizacyjna - występuje ona w określonych stechiometrycznych stosunkach w uwodnionych związkach, zwanych hydratami, np. MgNH4p0₄ ■ 6 HjO, Na₂S04- 10 H₂0. Związki te tworzą na ogół dobrze uformowane kryształy. Woda ta zajmuje określone położenie w sieci krystalicznej i jest na ogół związana bezpośrednio z kationem (woda koordynacyjna kationowa) lub anionem (woda anionowa).

2.1.    Woda koordynacyjna kationowa - jest związana z kationem za pomocą wiązań koordynacyjnych, np. w akwakompleksach [Cr(H₂0)_h]³⁺, (Zn(H₂0)6r⁺, lub za pomocą wiązań kowalencyjnych (rzadziej), np. CuCI₂ • H₂0.

2.2.    Woda anionowa - rzadko spotykana jest związana z anionem wiązaniami wodorowymi. Występuje zazwyczaj w uwodnionych siarczanach, w których liczba cząsteczek wody jest większa od liczby koordynacyjnej jonu metalu, np. Cu(NH,)₄S0₄- H₂0.

Oba rodzaje wody krystalizacyjnej występują w pięciowodnym siarcza-nie(VI) miedzi(II) CuS0₄- 5 H₂0. Cztery cząsteczki wody są związane z jonem miedzi, a piąta połączona jest z anionem SO4* za pomocą dwóch wiązań wodorowych. Równocześnie jest ona związana wiązaniami wodorowymi z dwiema skoordynowanymi przez jon miedzi(ll) cząsteczkami wody.

H    H

I    I

H-O    O — H    ^

X

H-0 ^    - H .

'O

/

I

Ił

H

O

O

2.3. Woda sieciowa - jest to woda występująca w ilościach stechiometrycznych w hydratach. Zajmuje ona określone miejsca w sieci krystalicznej, lecz nie jest związana bezpośrednio z żadnym poszczególnym kationem lub anionem (kation lub anion nie wykazuje skłonności do przyciągania cząsteczek wody), np. BaCl₂ ■ 2 H₂0.

3. Woda zeolityczna - cząsteczki wody zajmują mniej lub bardziej przypadkowe miejsca w sieci krystalicznej. Woda zeolityczna zajmuje miejsce poniię

225