Лабораторный опыт №10, страница 210 - гдз по химии 8 класс учебник Усманова, Сакарьянова

Лабораторный опыт №10

Определение жесткости воды

Цель: знать понятие «жесткость воды» и способы ее устранения.

Реактивы

Вода, раствор карбоната натрия

Оборудование, химическая посуда

Пробирки

Возьмите две пробирки с жесткой водой (с ионами $Ca^{2+}$). Одну пробирку начинайте кипятить. Что произошло? В другую налить раствор карбоната натрия. Проведите наблюдение, сделайте вывод.

Вопросы и задания

1. Какую жесткость устраняют кипячением воды?

2. Почему добавили соду во вторую пробирку? Какую жесткость устраняют с помощью этого реактива?

3. Напишите свои наблюдения и уравнения проделанных опытов в лабораторный журнал. Сделайте соответствующие выводы.

Что вы знаете о воде?

Вода — это уникальное и самое распространенное на Земле химическое вещество. Её химическая формула — $H_2O$, что означает, что каждая молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Вода может существовать в трёх агрегатных состояниях: твёрдом (лёд), жидком (вода) и газообразном (водяной пар).

Ключевые свойства воды:

• Универсальный растворитель: вода способна растворять в себе множество веществ, за что её называют универсальным растворителем. Это свойство играет огромную роль в биологических и химических процессах.
• Высокая теплоёмкость: вода может поглощать и удерживать большое количество тепла, медленно нагреваясь и остывая. Это помогает регулировать климат на планете и поддерживать температуру тела живых организмов.
• Аномалия плотности: в отличие от большинства веществ, твёрдая форма воды (лёд) имеет меньшую плотность, чем жидкая. Поэтому лёд плавает на поверхности воды, что защищает водоёмы от полного промерзания и сохраняет жизнь их обитателям.
• Высокое поверхностное натяжение: молекулы воды сильно притягиваются друг к другу, создавая на поверхности плёнку. Это явление позволяет некоторым насекомым ходить по воде.

В чистом виде вода не имеет цвета, вкуса и запаха.

Ответ: Вода — это химическое соединение ($H_2O$), существующее в трёх состояниях (жидкое, твёрдое, газообразное) и обладающее уникальными свойствами, такими как способность растворять многие вещества, высокая теплоёмкость и аномальная плотность (лёд легче воды), которые делают её основой жизни на Земле.

Где она встречается?

Вода покрывает около 71% поверхности Земли и является одним из самых распространённых веществ в природе. Её можно найти практически везде:

• Гидросфера: океаны, моря, реки, озёра, пруды и болота. Это основная масса воды на планете, причём большая её часть (около 97%) — солёная.
• Криосфера: ледники, айсберги, ледяные покровы на полюсах и в горах, вечная мерзлота. Здесь сосредоточены основные запасы пресной воды в твёрдом виде.
• Атмосфера: в виде водяного пара, облаков, тумана, а также осадков (дождь, снег, град).
• Литосфера: под землёй в виде грунтовых и артезианских вод, а также в составе минералов.
• Биосфера: вода является неотъемлемой частью всех живых организмов. Тело человека, например, состоит из воды примерно на 60-70%. Она содержится во всех растениях и животных.

Ответ: Вода встречается в океанах и морях, реках и озёрах, в ледниках и вечной мерзлоте, под землёй (грунтовые воды), в атмосфере (пар, облака, осадки) и является составной частью всех живых организмов.

Для чего нужна вода?

Вода имеет жизненно важное значение для всех живых существ и для человеческой цивилизации. Её роль многогранна:

• Основа жизни: вода необходима для всех биологических процессов. Она служит средой для протекания химических реакций в клетках, транспортирует питательные вещества, выводит токсины и регулирует температуру тела. Человек и животные нуждаются в воде для питья.
• Бытовое использование: в повседневной жизни вода используется для приготовления пищи, личной гигиены (умывание, душ), уборки помещений, стирки.
• Сельское хозяйство: является ключевым ресурсом для полива сельскохозяйственных культур (орошение) и для питья сельскохозяйственных животных. Без воды невозможно вырастить урожай.
• Промышленность и энергетика: вода используется как растворитель, охладитель на заводах и электростанциях, сырьё в химическом производстве. Гидроэлектростанции используют энергию движущейся воды для выработки электричества, а на тепловых и атомных станциях вода в виде пара вращает турбины.
• Транспорт: реки, моря и океаны являются важными транспортными путями для перевозки грузов и пассажиров.
• Отдых и рекреация: водоёмы используются для плавания, рыбалки, парусного спорта и других видов отдыха.

Ответ: Вода нужна для поддержания жизни всех организмов (питьё, обмен веществ), для бытовых нужд (гигиена, приготовление пищи), для сельского хозяйства (полив), в промышленности (производство, охлаждение), для выработки электроэнергии, а также как транспортный путь и место для отдыха.

Как можно получить чистую воду?

Существует несколько способов очистки воды от примесей, взвешенных частиц и микроорганизмов. Выбор метода зависит от степени загрязнения и требуемого качества воды.

• Фильтрование: механический способ удаления нерастворимых частиц (песка, ила, ржавчины) путём пропускания воды через фильтр. Бытовые фильтры (например, кувшинные или насадки на кран) часто используют активированный уголь для удаления хлора и органических соединений, улучшая вкус и запах воды.
• Кипячение: простой и надёжный способ обеззараживания воды. При кипячении в течение 1-3 минут погибает большинство бактерий, вирусов и простейших микроорганизмов. Однако этот метод не удаляет химические примеси и соли.
• Отстаивание: простой метод, при котором тяжёлые примеси со временем оседают на дно ёмкости. После этого верхний, более чистый слой воды, можно аккуратно слить.
• Дистилляция: наиболее эффективный способ получения химически чистой воды. Воду нагревают до кипения, пар собирают и охлаждают (конденсируют). Все нелетучие примеси (соли, минералы, тяжёлые металлы) остаются в исходной ёмкости. Полученная дистиллированная вода практически не содержит примесей.
• Химическая очистка (хлорирование, иодирование): добавление в воду специальных реагентов (например, хлора), которые убивают микроорганизмы. Этот метод широко используется на станциях водоподготовки для обеззараживания водопроводной воды.
• Обратный осмос: современная технология, при которой вода под давлением проходит через полупроницаемую мембрану, задерживающую до 99% всех примесей, включая соли, бактерии и вирусы.

Ответ: Чистую воду можно получить с помощью таких методов, как фильтрование (удаление механических примесей), кипячение (обеззараживание), отстаивание (осаждение тяжёлых частиц), дистилляция (получение химически чистой воды путём испарения и конденсации) и обратный осмос (глубокая очистка с помощью мембраны).