7. Vodík, kyslík

- pevné skupenství = led (dojde-li k ochlazení kapaliny)

- každá molekula H2O se váže s dalšími 4mi molekulami vodíkovými vazbami O – H⋅⋅⋅O

- molekuly se váží pravidelně vodíkovými vazbami - 1 molekula s dalšími 4 molekulami → útvary jako včelí plástve

Chemické vlastnosti

- molekuly vody jsou lomené, kovalentní vazby O-H jsou silně polární

- 2 volné e- páry + polarita vazby ⇒ mol. H2O jsou polární (víc se e- přitahují k O2, lze zapsat i jako vektor)

- patří mezi nejstálejší sloučeniny → na vodík a kyslík se rozkládá až za velmi vysokých t

- H2O vystupuje jako: reaktant (reakční produkt):

2Na + 2H2O → 2NaOH + H2 (reaguje s alkalickými kovy [viz. rce] a s kovy alkal. zemin za běžné t)

3Fe (s) + 4H2O (g) → Fe3O4 (s) + 4H2 (g) ( za vysokých t vzniká rcí vod. páry s určit. kovy H2 a oxid (korozivní účinky))

H2O + H+ → H3O+ / H2O → OH- + H+

- význ. jsou acidobazické vlastnosti H2O, přijme-li mol. vody proton, vznikne hydroxoniový kation, uvolní-li proton, vznikne hydroxidový anion

2H2O ↔ H3O+ + OH- disociace kapalné vody = protolýza vody KV = 1 x 10-14

SO3 (nekov) + H2O → H2SO4; CO2 (nekov) + H2O → H2CO3 (s kyselinotvornými oxidy voda reaguje za vzniku kyselin)

CaO (kov) + 2H2O → Ca(OH)2 (se zásadotvornými oxidy voda reaguje za vzniku hydroxidů)

produkt:

HCl + NaOH → NaCl + H2O (neutralizace kyseliny hydroxidem → vzniká voda a sůl) – kyselina + zásada – organická rce

Voda jako rozpouštědlo

- chová se jako polární rozpouštědlo

- ve vodě se dobře rozpouští polární a iontové látky (polární – př. HCl a iontové vazby - př. NaCl)

→ ty vytváří v H2O hydratované ionty (ionty obklopené molekulami vody)

→ rozštěpení látky na ionty vlivem rozpouštědla = elektrolytická disociace (= roztok s hydrat. ionty je roztok elektrolytu) př. ionty NaCl → Na+ + Cl-

- rozpouští-li se ve vodě látky s málo polárními či nepolárními molekulami (ethanol, glukosa, močovina), jednotl. látky jsou obklopeny mol. H2O, ale neštěpí se na ionty (nedisociují) → roztok = neelektrolyt

Voda jako prostředí

- v H2O probíhá snadno mnoho chem. rcí mezi rozpuštěnými reaktanty, které by jinak neproběhly

NaCl + AgNO3 → AgCl + NaNO3 (smíšením suchých krystalů rce neproběhne, ve vodném prostředí ale ano)

Tvrdost vody → způsobují ji rozpuštěné soli vápenaté a hořečnaté

- v přírodě není H2O nikdy čistá; čistá voda se získává: 1. Destilací

2. Pomocí ionexů

- ionexy = přír. křemičitany (zeolity) nebo syntetické pryskyřice, jež mají schopnost zachycovat z roztoků kationty (katexy) a anionty (anexy) a uvolňovat do roztoků ionty H3O+ (popř. Na+ a OH-)

1. Přechodná tvrdost

- způsobena hydrogenuhličitanem vápenatým Ca(HCO3)2 a hydrogenuhličitanem hořečnatým Mg(HCO3)2

- dobře rozpustné ve vodě (sloučeniny)

- je odstranitelná (povařením)

Ca(HCO3)2 → (var) CaCO3 (pevná látka - kotelní, vodní kámen, sraženina) + CO2 + H2O