cấu trúc và tính chất của nước đá

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM
NGÀNH CÔNG NGHỆ HÓA THỰC PHẨM




GVCN: Tôn Nữ Minh Nguyệt

Họ vàTên:
 Phạm Thò Phương Thảo_60402378
 Nguyễn Thò Thanh Nga_60401621

CẤU TRÚC VÀ TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC ĐÁ
  
I. CẤU TẠO PHÂN TỬ NƯỚC.
1.DẠNG ĐƠN PHÂN.

2.DẠNG LIÊN HP.
3.TRẠNG THÁI TỒN TẠI CỦA NƯỚC.
II. CẤU TẠO PHÂN TỬ NƯỚC ĐÁ.
III. TÍNH CHẤT VẬT LÝ CỦA NƯỚC ĐÁ.
IV. ĐẶC ĐIỂM CỦA NƯỚC ĐÁ:

1.ĐẶC TÍNH .

2.CHẾ TẠO ĐÁ.
V.PHÂN LOẠI.
I. CẤU TẠO PHÂN TỬ NƯỚC:
1-DẠNG ĐƠN PHÂN:
Nước có công thức phân tư ûlà H

2
0 (M=18) ,nguyên tử Oxy và 2 nguyên
tử Hydro tạo thành 1 tam giác cân có đỉnh là O.
Sáu điện tử linh động của oxy trong phân tử nước tạo thành bốn đám mây
điện tử sp³ hướng về bốn đỉnh của 1 tứ diện .Hai trong bốn đám mây điện tử
đó xen lẫn với đám mây điện tử của 2 nguyên tử tạo thành liên kết đồng hoá
trò O-H với góc đỉnh H-O-H là 104,5º ,khoảng cách liên kết O-H là 0,96Aº
trong khi 2 đám mây còn lại chứa 2 điện tử chưa cặp đôi .Do độ âm điện cao
của oxy nên liên kết đồng hoá trò O-H có 1 phần tính chất của ion.
Liên kết hydro là liên kết yếu nhưng sự tồn tại với số lượng lớn của
liên kết hydro đã làm cho nó có vai trò quan trọng trong các quá trình chế
biến và bảo quản thực phẩm. Năng lượng cắt đứt liên kết hydro là
25Kj/mol.Liên kết hydro là liên kết của 2 phân tử bất kì qua nguyên tử H.
Mỗi phân tử nước và các chất khác phần lớn là do những điểm đặc biệt
trong cấu tạo của nó. Một trong những điểm khác biệt đó là sự tồn tại của
trạng thái liên hợp giữa các phân tử nước. Công thức chung của 1 liên hợp
nước là [H
2
O]n ,với n=1,2,3,4,…
2- LIÊN HP NƯỚC
Được tạo thành do liên kết hydro giữa các phân tử nước, số lượng các
phân tử nước tham gia vào liên hợp nước rất khác nhau.Qúa trình tạo liên
hợp nước được gọi là quá trình hydrat hoá nước, ngược lại, quá trình phân ly
liên hợp nước thành các phân tử nước đơn phân được gọi là quá trình
dehydrat hoá nước. Hai quá trình này luôn xảy ra đồng thời và tuỳ thuộc
trạng thái của nước mà lúc này hay lúc khác một trong hai quá trình sẽ
chiếâm ưu thế .
n H
2
O↔ [H

2
O]n
Như trên đã trình bày, do cấu tạo có 4 vò trí có thể cho hay nhận điện
tử để tạo liên kết hydro mà 1 phân tử nước có thể gắn với tối đa 4 phân tử
nước khác tạo nên cấu trúc tứ diện ,phân tử đó ở tại tâm và 4 phân tử còn lại
tạo thành bốn đỉnh .Nếu số phân tử nước tăng lên nữa ,thì cấu trúc của 1 liên
hợp nước sẽ là 1 mạng không gian 3 chiều tạo thành từ các liên kết hydro.
3- TRẠNG THÁI TỒN TẠI CỦA NƯỚC:
Cũng như các hợp chất hoá học khác ,nước trong tự nhiên tồn tại ở cả
3 dạng :rắn ,lỏng và hơi.Nước ở trạng thái lỏng trong khoảng nhiệt độ từ 0ºC
đến 100ºC .Ở trạbg thái này ,cả 2 quá trình hydrat hoá và dehydrat hoá nước
cùng diễn ra đồng thời.Nhiệt độ càng thấp ,nhiệt năng cung cấp ít. Phân tử
chuyển động chậm nên mức độ hydrat hoá càng cao.
Khi nhiệt độ hạ thấp dần ,dao động nhiệt của các phân tử nước cũng
giảm dần, tạo điều kiện cho quá trinh hydrat hoá nước sảy ra, liên hợp nước
càng lớn. Tại điểm đông đặc (0ºC) nước đông đặc lại ,chuyển sang trạng
thái rắn gọi là nước đá. Lúc này ,dao đông nhiệt giảm tối đa nên mức độ
hydrat hoá cũng đạt đến tối đa.Mỗi phân tử nước đều liên kết với 4 phân tử
nước khác tạo nên cấu trúc tinh thể đặc biệt của nước đá:tứ diện đều và cấu
trúc rỗng. Thực nghiệm cho thấy ở 0ºC thì chỉ có khoảng 50% tổng số phân
tử nước tham gia liên hợp nước, ở -183ºCtất cả các phân tử nước đều tham
gia liên hợp nước.
I.CẤU TẠO PHÂN TỬ NƯỚC ĐÁ:
Trong nước đá, toàn bộ các liên kết đều là mạch cực đại và do đó các
phân tử đều phân bố trong 1 cấu trúc mạng lưới chuẩn. Sự sắp xếp ngẫu
nhiên các phân tử H
2
O tự do trong nước lỏng làm cho chúng xếp gần nhau
hơn so với trong cấu trúc mạng. Do đó nước đá có cấu trúc thưa hơn và nó
nổi trên mặt nước lỏng.Hay tỉ trọng của nước đá nhỏ hơn của nước

- Tỉ trọng của nước lỏng ở 0ºC : 0,9998 g/ml
-Tỉ trọng của nước đá ở 0ºC : 0,9168 g/ml
Hình 1: Caáu truùc nöôùc ñaù