Sinteza calitativa a apei folosind material de stand
Experimentul Sinteza calitativa a apei folosind material de stand se axeaza pe sinteza calitativa a apei. In cadrul acestei experimentari, hidrogenul este ars, iar apa rezultata, oxidul de hidrogen, este colectata intr-un tub in forma de U. Pentru a confirma prezenta apei, se utilizeaza hartie de test pentru apa sau sulfat de cupru(II) alb.
Obiectivele experimentului includ:
Arderea hidrogenului.
Intelegerea unei reactii cu un gaz.
Furnizarea de dovezi ca apa este, de fapt, oxid de hidrogen.
Descrierea reactiilor redox ale gazelor.
Principiile acestei experimentari sunt legate de faptul ca apa reprezinta un oxid de hidrogen, format din doi atomi de hidrogen si un atom de oxigen. O amestecare gazoasa a acestor doua elemente poate fi stocata pentru o perioada nedeterminata. Cu toate acestea, daca se introduce energie din exterior, se produce o reactie exotermica puternica (denumita reactie de detonare a gazului).
In aceasta situatie avem de-a face cu o reactie de transfer de electroni, numita si reactie redox. In cadrul acesteia, hidrogenul este oxidat si elibereaza electroni, in timp ce oxigenul este redus si accepta acesti electroni.
Deoarece ecuatiile de reactie sunt formulate astfel incat coeficientii stoichiometrici sa apara sub forma de numere intregi si nu sub forma de fractii, fiecare termen al ecuatiei este inmultit cu doi.
Molecula de apa este asimetrica. Ambii atomi de hidrogen sunt aranjati sub un unghi de aproximativ 105° in jurul atomului central de oxigen. In plus, atomii din molecula au sarcini partiale distincte. Oxigenul este partial incarcat negativ datorita unei electronegativitati de 3.5, iar hidrogenul este partial incarcat pozitiv din cauza unei electronegativitati de 2.1. Astfel, molecula de apa este un dipol.
Dipolul permite formarea legaturilor de hidrogen. Aici, se formeaza legaturi intermoleculare intre atomii de oxigen si hidrogen vecini. Datorita acestor legaturi de hidrogen, apa este lichida in conditii normale. De asemenea, coeziunea (tensiunea superficiala), punctul de fierbere relativ ridicat si anomalia densitatii apei pot fi explicate, printre altele, de acest dipol.