Что задерживает очистка воды
Выбирай ступень. Крупные частицы и растворённые примеси показаны разными значками: следи, какие из них остаются.
Схема объясняет принципы очистки. Она не является схемой получения питьевой воды в домашних условиях.
Вода переносит вещества и теплоту
Водная среда позволяет растворённым частицам перемещаться и встречаться. Поэтому многие превращения в живых организмах и технологических установках идут именно в растворах. Вода участвует и в самих химических реакциях, а не только служит растворителем.
Большая теплоёмкость воды означает, что для заметного изменения её температуры требуется сравнительно много теплоты. Это помогает сглаживать температурные изменения. Однако растворимость каждого вещества ограничена его взаимодействием с водой: универсального растворителя нет.
Растворитель
Среда для молекул и ионов
Перенос
Перемещение растворённых веществ
Теплообмен
Поглощение и отдача теплоты
Реагент
Участие в химических превращениях
Вода выполняет несколько взаимосвязанных функций. Растворение и химическое участие воды нужно различать.
Природная вода уже содержит примеси
Вода контактирует с воздухом, почвой и породами, поэтому содержит растворённые газы и соли. Подземная вода также не является автоматически чистым веществом. Некоторые примеси видны как взвесь, другие обнаруживаются только анализом.
Внешне прозрачные образцы могут сильно различаться по составу. Обычная фильтрация задерживает взвешенные частицы, но не гарантирует удаления растворённых ионов. Отсутствие запаха, цвета или осадка не является полным доказательством качества воды.
| Компонент | Как присутствует | Что показывает наблюдение |
|---|---|---|
| Песок и ил | Взвешенные частицы | Мутность или осадок |
| Соли | Растворённые ионы | Часто внешне незаметны |
| Кислород | Растворённые молекулы | Прозрачность не определяет количество |
Состав природной воды сложнее формулы H₂O. Прозрачность не заменяет анализ растворённых веществ.
Модель молекулы воды H₂O
В модели молекулы воды два атома H соединены с одним O; цвета и размеры условны.
Ben Mills · Wikimedia Commons · Public domain. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Установка для перегонки
Лабораторная перегонка: испарение и последующая конденсация позволяют разделять вещества.
Lazar.zenit · Wikimedia Commons · CC BY-SA 4.0. Без изменений.
Не удалось загрузить изображение. Открыть источник
Метод очистки выбирают по примеси
Отстаивание и механическая фильтрация отделяют достаточно крупные частицы. Другие методы используют различия в летучести, способности удерживаться сорбентом или проходить через мембрану. Ни один простой приём не одинаково эффективен против всех примесей.
Очистка обычно включает последовательность стадий и контроль результата. В промышленности воду можно возвращать в технологический цикл после подходящей обработки. Это сокращает забор новой воды, но требует учёта накапливающихся примесей.
Определяем состав
Какие примеси нужно удалить
Подбираем методы
Разделение по нужным свойствам
Последовательная обработка
Несколько взаимодополняющих стадий
Контроль
Сравниваем состав до и после
Метод очистки должен соответствовать виду примеси. Результат подтверждают измерениями состава и качества.
Растворы работают и вне водной среды
Вода удобна для многих электролитов, но плохо растворяет ряд неполярных веществ. Поэтому для красок, покрытий и химических процессов применяют и другие растворители. Выбор определяется взаимодействиями частиц и условиями использования.
Испарение растворителя оставляет растворённое вещество, если оно нелетуче и не разлагается. Так формируются некоторые покрытия и кристаллы. При этом цвет и запах раствора не позволяют надёжно определить его состав: нужна маркировка и сведения о компонентах.
Водные растворы
Соли, кислоты и многие другие вещества
Неводные растворы
Иной растворитель для подходящих компонентов
При испарении
Нелетучий компонент остаётся
Растворитель выбирают по свойствам компонентов и назначению. Растворы могут быть как водными, так и неводными.
Шесть выводов
Тест по параграфу10 вопросов · 4 варианта · один правильный · 0,5 балла за ответ · максимум 5
Учебный источник и иллюстрации
Основа: предоставленный учебник «Химия, 9 класс», § 11. Материал переработан для объяснения; источник: 9 класс. Химия — § 11. Вода и растворы в жизнедеятельности человека.pdf. Научные уточнения учитывают различие молекулярного и немолекулярного строения и границы учебных моделей.
Иллюстрации загружаются непосредственно с Wikimedia Commons; авторы и лицензии указаны под изображениями. Схемы и обучающие модели созданы для этого конспекта.
Royal Society of Chemistry: данные о химических элементах