Судың химиялық және физикалық қасиеттері

Су сыры

Атырау қаласы,облыстық арнаулы мектеп-интернаты

Садихова Разила Абужановна,биология-химия пәні мұғалімі.

Табиғаттың тамаша туындыларының ең қарапайымы да, ең күрделісі де су.Миллиардтаған жылдар бойы ағып жатқан су мен тасты бұзып,жер бетінің бедерін өзгертіп,біздің планетамызды осы күнгі қалыпқа келтірген.Су мен тіршілік бірігіп,органикалық және бейорганикалық заттардың алуан түрін тудырды.Сондықтан біз су мен тіршілік үздіксіз байланыста болады дейміз.Бидай дәні су болмаса жылдар бойы жер қойнауында жата беретін еді.Бір тамаша су оған «жан» бітіріп,ол өсе бастайды.Тіршілік судан басталады.

Сусыз жер-өлі жер. Судың физикалық және химиялық қасиеттерінің ерекшеліктерін білеміз бе? Су дегеніміз не? Ол оттек пен сутектің қосылысы,химиялық формуласы Н₂О.Бірақ бұл формула табиғаттағы судың барлық құрамына сай келе бермейді.Оның себебі оттек пен сутектің әр түрлі табиғи изотоптарының болуында.Сутектің 3 изотопы бар,оның ең жеңілі және қарапайымы изотопы протий-¹Н,ауыры дейтерий- ²Н,D әріпімен белгіленеді.Өте ауыр сутек изотопы тритий- ³Н,Т радиоактивті,оның жартылай ыдырау мерзімі шамамен 12 жыл.Табиғатта жеңіл изотоп-протий ең көп таралғаны,ал дейтерий протийге қарағанда 6700 еседей аз кездеседі.Жартылай ыдырау мерзімі аз болғанына қарамастан,аса ауыр сутек-тритий аз мөлшерде болса да табиғатта кездеседі Соған қарамастан,оны әр тамшы судан табуға болады.

Оттекте 3 изотоп: ¹⁶О, ¹⁷О, ¹⁸О бар.Тыныс алатын оттектің 600 атомының біреуі- ¹⁷О,бесеуі - ¹⁸О, қалғандары - ¹⁶О изотопы болып табылады.

Сутек пен оттектің осы изотоптарының барлығы өзара әрекеттесіп,су түзе алады.Осыған байланысты химия ғылымы судың 9 тұрақты түрі бар деп есептейді.Олар:Н₂О¹⁶, Н₂О¹⁷, Н₂О¹⁸, НDO¹⁶, НDO¹⁷, НDO¹⁸, D₂O¹⁶, D₂O¹⁷, D₂O¹⁸. Кәдімгі су-Н₂О ең жеңіл су.Ол табиғатта едәуір көп таралған.Бірақ осы формулаға сай келетін таза су табиғатта кездеспейді.Кәдімгі судың құрамы үнемі өзгеріп тұрады,ол судың басқа түрімен қосылыс түрінде кездеседі.Тау суында дейтерий көл суына қарағанда едәуір аз. Су буында протий мөлшері артады,буды конденсациялау арқылы алынған су «таза» болады.Қыста өзендер мен көлдердің суы қатқанда мұздың изотоптық құрамы өзгеріп сала береді. Онда ауыр сутек мөлшері азайып,керісінше,ауыр оттек мөлшері артады.Сөйтіп, мұз бен еріген судың құрамының ерекшелігі анықталады.

Жасанды жолмен алынған,кәдімгі су Н₂О дүние жүзіндегі бірнеше ірі лабораторияларда ғана бар. Сондықтан таза судың құны алтыннан да қымбат.

Ауыр суда таза күйінде сирек кездеседі.Таза ауыр суға деген қажеттілікте жоқ.Ауыр су деп құрамында дейтерий мөлшері көп суларды атайды. Мұндай су ғылыми мақсатта және ядролық техникада қолданылады.

Судың физикалық-химиялық қасиеттерімен танысып,бірқатар таңғажайып ерекшеліктерге тап боламыз. Суға тән қасиеттер басқа бірде-бір затта кездеспейді деуге болады.

Ең әуелі,судың қайнауы мен қатуын қарастырайық.Судың қайнауы мен қатуында ешқандай ерекшелік жоқ деп ойлауға болады. Су 100⁰С-та қайнап,0⁰С-та қататыны белгілі.Бұл температуралар дүние жүзінде қабылданған және қолданылатын Цельсийдің температуралық шкаласының реперлік нүктесі болып табылады.Судың ерекшеліктерінің бірі-оның химиялық және физикалық қасиеттері өзіне ұқсас қосылыстардан-Н₂S, Н₂Se, Н₂Те күрт ерекшеленеді.Д.И.Менделеевтің периодтық заңы тұрғысынан бұл қосылыстардың температураларын салыстыра отырып,теория жүзінде судың қайнау температурасын табуға болады. Өйткені периодтық заң бойынша бір топ элементтері сутектік қосылыстарының қайнау температураларының өзгеруі белгілі бір заңдылыққа бағынады.Осылай табылған судың қайнау температурасы+80⁰С-қа тең,яғни су нөлден 80⁰градус төмен температурада қайнауы қажет.Ал іс жүзінде су 100⁰С-та қайнайды.

Топ бойынша элемент қосылыстарының қату температурасының өзгеруіне сәйкес 0⁰С-тан төмен температурада қатуы керек.Бірақ судың температурасы 0⁰С-қа тең.Сонымен,судың қасиеті табиғат заңына қайшы келіп тұрғандай.