Су
Оқулық: Оспанова М.Қ., Аухадиева Қ.С., Белоусова Т.Г. Химия: 8-сынып. — Алматы: Мектеп, 2018. Мәтін — оқулық тақырыптары бойынша өз сөзімізбен жазылған конспект. Жақшадағы бет — параграфтың басталатын беті.
§54. Табиғаттағы су. Судың құрамы мен қасиеттері (8-сынып, 198-б.)
Су — Жердегі ең көп таралған күрделі зат: Жер бетінің шамамен 71%-ын алып жатыр. Судың 97%-дан астамы — мұхиттар мен теңіздердің тұзды суы; тұщы судың басым бөлігі мұздықтарда. Адам ағзасының шамамен 60–70%-ы су.
Судың құрамы: H₂O, ω(H) = 11,1%, ω(O) = 88,9%. Құрамы анализ (электролиз: 2H₂O → 2H₂ + O₂, көлемдер қатынасы 2 : 1) және синтез (2H₂ + O₂ → 2H₂O) арқылы дәлелденеді. Молекуладағы байланыстар — коваленттік полюсті, молекула бұрышты пішінді (≈104,5°), сондықтан су — полюсті молекула (диполь). Су молекулалары арасында сутектік байланыстар түзіледі.
Физикалық қасиеттері: таза су — түссіз, иіссіз, дәмсіз сұйықтық; 0 °C-та қатады, 101,3 кПа-да 100 °C-та қайнайды; тығыздығы 4 °C-та ең үлкен (1 г/мл). Мұздың тығыздығы судан аз, сондықтан мұз су бетінде қалқып жүреді — су қоймаларының түбіне дейін қатпауының және тіршіліктің сақталуының себебі. Жылу сыйымдылығы өте жоғары — климатты жұмсартады. Су — ең жақсы еріткіштердің бірі.
Химиялық қасиеттері: белсенді металдармен: 2Na + 2H₂O → 2NaOH + H₂↑; қыздырылған темірмен (бу): 3Fe + 4H₂O → Fe₃O₄ + 4H₂; негіздік оксидтермен: CaO + H₂O → Ca(OH)₂; қышқылдық оксидтермен: SO₃ + H₂O → H₂SO₄; кристаллогидраттар түзеді: CuSO₄ (ақ) + 5H₂O → CuSO₄·5H₂O (көк) — сусыз мыс сульфаты судың бар-жоғын анықтауға қолданылады; электр тогымен айырылады.
Табиғаттағы су айналымы: булану → конденсация (бұлттар) → жауын-шашын → жер асты және жер беті ағындары → мұхит. Бұл процесс тұщы су қорын үнемі жаңартып отырады.
§55. Судың кермектігі. Суды ластау себептері және тазарту (8-сынып, 202-б.)
Кермек су — құрамында кальций (Ca²⁺) және магний (Mg²⁺) иондары көп су. Белгілері: сабын нашар көпіршиді, оның орнына ерімейтін ұлпа тәрізді тұнба түзіледі; шәйнек пен қазандықта қақ тұрады; көкөніс нашар піседі.
Уақытша (карбонатты) кермектік — Ca(HCO₃)₂ және Mg(HCO₃)₂ тұздарына байланысты. Оны қайнату арқылы жоюға болады: Ca(HCO₃)₂ → CaCO₃↓ + H₂O + CO₂↑ (қақ осылай түзіледі). Сондай-ақ әк немесе сода қосып жояды: Ca(HCO₃)₂ + Ca(OH)₂ → 2CaCO₃↓ + 2H₂O.
Тұрақты кермектік — кальций мен магнийдің сульфаттары мен хлоридтеріне (CaSO₄, MgCl₂) байланысты. Қайнатқанда жойылмайды; оны сода қосып немесе ион алмастырғыш сүзгілер арқылы жояды: CaSO₄ + Na₂CO₃ → CaCO₃↓ + Na₂SO₄.
Жалпы кермектік — уақытша және тұрақты кермектіктің қосындысы. Ион алмастырғыш шайырлар (катиониттер) Ca²⁺ мен Mg²⁺ иондарын Na⁺ немесе H⁺ иондарына алмастырады — тұрмыстық сүзгілер мен жылу станцияларында қолданылады.
Суды ластау көздері: өнеркәсіптік ағындар (ауыр металдар, мұнай өнімдері, қышқылдар), ауыл шаруашылығы (тыңайтқыштар мен пестицидтер — нитраттар мен фосфаттар су қоймаларының «гүлденуіне» әкеледі), тұрмыстық ағындар (жуғыш заттар, қоқыс), қышқыл жаңбырлар, кемелер апаты. Қазақстанда Арал теңізінің тартылуы — су ресурстарын тиімсіз пайдаланудың ауыр экологиялық салдары.
Ауыз суды тазарту кезеңдері: тұндыру, коагуляция (ашудас немесе Al₂(SO₄)₃ қосып, ұсақ бөлшектерді ұлпаға жинау), құм мен көмір сүзгілерінен өткізу, зарарсыздандыру (хлорлау, озондау, ультракүлгін сәуле). Зертханада таза су айдау (дистилдеу) арқылы алынады.
10-зертханалық тәжірибе. Судың кермектігін анықтау (8-сынып, 207-б.)
Сабын ерітіндісімен сапалық анықтау: үш сынауыққа 10 мл-ден құбыр суы, қайнатылған құбыр суы және дистилденген су құйылады. Әрқайсысына бірдей кішкентай кір сабын кесегі салынып, 1–2 минут қатты шайқалады, содан кейін көбік биіктігі, ерітіндінің мөлдірлігі және ұлпа тәрізді тұнба мөлшері салыстырылып, кестеге жазылады.
Күтілетін нәтиже: дистилденген суда көбік ең биік, тұнба жоқ; құбыр суында көбік аз, ұлпа тәрізді тұнба көп; қайнатылған суда аралық нәтиже — қайнату уақытша кермектікті жояды.
Жабдықтар тізімінде метилоранж бен тұз қышқылы да берілген: олармен карбонатты кермектікті сандық бағалауға болады — гидрокарбонат иондары қышқылмен әрекеттеседі (HCO₃⁻ + H⁺ → H₂O + CO₂↑), метилоранждың түсі сарыдан қызғылтқа ауысқанша жұмсалған қышқыл көлемі кермектікке пропорционал.
Талқылау сұрақтары: сабын қай суда жақсы ериді; кермек суда сабын неге нашар көпіршиді (Ca²⁺ мен Mg²⁺ сабынмен ерімейтін тұздар түзеді); сабынды кермектіктің «табиғи индикаторы» деп санауға бола ма.
Қорытынды: жуыну мен кір жууға жұмсақ су тиімді; кермек су сабынды көп жұмсатады және қақ түзеді.