Онлайн калькуляторы

На нашем сайте собрано более 100 бесплатных онлайн калькуляторов по математике, геометрии и физике.

Справочник

Основные формулы, таблицы и теоремы для учащихся. Все что нужно, чтобы сделать домашнее задание!

Заказать решение

Не можете решить контрольную?!
Мы поможем! Более 20 000 авторов выполнят вашу работу от 100 руб!

Формула воды

ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Вода (оксид водорода) – бинарное неорганическое соединение.

Химическая и структурная формула воды

Химическая формула: Н2O

Структурная формула:

Химическая и структурная формула воды

Молярная масса: 18,01528 г/моль.

Альтернативные названия: оксид водорода, гидроксид водорода, гидроксильная кислота, монооксид дигидрогена, оксидан, дигидромонооксид.

В молекуле воды атом кислорода находится в состоянии sp3–гибридизации, поскольку в образовании гибридных орбиталей участвуют не только валентные электроны, но и неподеленные электронные пары. Гибридные орбитали направлены к вершинам тетраэдра:

Гибридные орбитали воды

Вследствие большой разницы электроотрицательностей кислорода и водорода связи в молекуле сильно поляризованы, и происходит смещение электрон ной плотности в сторону кислорода. Молекула воды обладает большим дипольным моментом, поскольку полярные связи расположены несимметрично.

С сильной поляризацией связи О – Н связано образование водородных связей между молекулами воды. Каждая молекула воды может образовывать до четырёх водородных связей – две из них образует атом кислорода, а еще две – атомы водорода:

Водородные связи между молекулами воды

Образование водородных связей определяет более высокую температуру кипения, вязкость и поверхностное натяжение воды по сравнению с гидридами аналогов (серы селена и теллура).

Изотопные модификации воды

В зависимости от типа изотопов водорода, входящих в состав молекулы, выделяют следующие изотопные модификации воды:

Название Формула

Легкая вода (основной компонент природной воды)

H2O

Тяжёлая вода (дейтериевая)

D2O

Сверхтяжёлая вода (тритиевая)

T2O

Тритий-дейтериевая вода

TDO

Тритий-протиевая вода

THO

Дейтерий-протиевая вода

DHO

С учетом того, что у кислорода три стабильных изотопа (16O, 17O и 18O), можно составить 18 формул молекул воды, различающихся изотопным составом. Как правило, природная вода содержит все эти разновидности молекул.

Примеры решения задач по теме «формула воды»

ПРИМЕР 1
Задание В радиатор автомобиля залили 9 л воды и добавили 2 л метилового спирта с плотностью 0,8 г/мл. При какой минимальной температуре можно теперь оставить автомобиль на открытом воздухе, не опасаясь, что вода в радиаторе замерзнет (криоскопическая константа воды равна 1,86 К • кг/моль)?
Решение По закону Рауля понижение температуры кристаллизации разбавленных растворов неэлектролитов равно:

где: \Delta t_{cr} – понижение температуры замерзания раствора; Кcr – криоскопическая постоянная растворителя; Cm– моляльная концентрация раствора; mB – масса растворенного вещества; mA – масса растворителя; MB – молярная масса растворенного вещества.

Масса метилового спирта равна:

m(CH_{3}OH) = \rho \cdot V = 0,8 \cdot 2000 = 1600 г

Масса воды равна:

m(H_{2}O) = \rho \cdot V = 1 \cdot 9000 = 9000 г

Молярная масса метилового спирта равна 32г/моль

Рассчитаем изменение температуры замерзания:

Tзам. = 0 - \Delta t = -10,3

Ответ Автомобиль можно оставлять на улице при температуре выше –10,3°С
ПРИМЕР 2
Задание Сколько граммов Na2SO4 • 10H2O следует растворить в 250 г воды для получения раствора, содержащего 5% безводной соли?
Решение Молярная масса Na2SO4 равна:

M(Na_{2}SO_{4}) = 142 г/моль

Молярная масса кристаллогидрата:

M(Na_{2}SO_{4} \cdot 10H_{2}O) = 322 г/моль

Обозначим количество (моль) растворенной соли как х.

Тогда масса раствора будет равна:

    \[    m(p-pa) = m(Na_{2}SO_{4} \cdot 10H_{2}O) + m(H_{2}O) = x \cdot 322 + 250 \]

Масса безводной соли в готовом растворе будет равна:

    \[    m(Na_{2}SO_{4}) = x \cdot 142 \]

Массовая доля сульфата натрия в растворе:

Отсюда х будет равен:

    \[    14200x = 5 \cdot (322x + 250) \]

    \[    12590x = 1250 \]

x = 0,0993 моль

Масса кристаллогидрата будет равна:

m(Na_{2}SO_{4} \cdot 10H_{2}O) = 0,0993 \cdot 322 = 31,97 г

Ответ Масса Na_{2}SO_{4} \cdot 10H_{2}O будет равна 31,97 г.