Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию.. Однако при температурах выше 1000 оС водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород: 2H2O→2H2+O2 Процесс разложения вещества в результате его нагревания, называется термической диссоциацией. Термическая диссоциация воды протекает с поглощением теплоты.
Вода — весьма реакционноспособное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой образуя основания и кислоты; некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты, наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода.
2Na+2H2O→ 2NaOH+H2
Оксиды щелочных металлов бурно реагируют с водой с образованием гидроксидов и выделением большого количества теплоты.
Na2O+H2O→2NaOH
При осторожном растворении пероксида натрия в холодной воде получается раствор, содержащий гидроксид натрия и пероксид водорода.
Na2O2+2H2O→H2O2+2NaOH
Сульфиды, как соли очень слабой кислоты в присутствии воды подвергаются гидролизу.
Na2S+H2O→NaHS+NaOH
Гидриды металлов, например, гидрид кальция, реагирует с водой согласно уравнению:
CaH2+2H2O→2H2+Ca(OH)2
Эта реакция используется для определения следов влаги и для их удаления.
Взаимодействие аммиака с водой приводит к образованию не только гидратов аммиака, но и частично и иона аммония:
NH3+H2O→NH4++OH-
Именно поэтому водные растворы аммиака обладают щелочной реакцией.
В отсутствие следов влаги практически не протекают некоторые обычные реакции; например, хлор не взаимодействует с металлами, фтороводород не разъедает стекло, натрий не окисляется в атмосфере воздуха.
Вода способна соединяться с рядом веществ, находящихся при обычных условиях в газообразном состоянии, образуя при этом так называемые гидраты газов. Примерами могут служить соединения Хе∙6Н2O, С12∙8Н2O, С2Н6∙6Н2O, которые выпадают в виде кристаллов при температурах от 0 до 24 °С (обычно при повышенном давлении соответствующего газа). Подобные соединения возникают в результате заполнения молекулами газа («гостя») межмолекулярных полостей, имеющихся в структуре воды («хозяина»); они называются соединениями включения или к л а т р а т а м .
В клатратных соединениях между молекулами «гостя» и «хозяина» образуются лишь слабые межмолекулярные связи: включенная молекула не может покинуть своего места в полости кристалла преимущественно из-за пространственных затруднений. Поэтому клатраты — неустойчивые соединения, которые могут существовать лишь при сравнительно низких температурах.
Клатраты используют для. разделения углеводородов и благородных газов. В последнее время образование и разрушение клатратов газов (пропана и некоторых других) успешно применяется для обессоливания воды. Нагнетая в соленую воду при повышенном давлении соответствующий газ, получают льдоподобные кристаллы клатратов, а соли остаются в растворе. Похожую на снег массу кристаллов отделяют от маточного раствора и промывают. Затем при некотором повышении температуры или уменьшении давления клатраты разлагаются, образуя пресную воду и исходный газ, который вновь используется для получения клатрата. Высокая экономичность и сравнительно мягкие условия осуществления этого процесса делают его перспективным в качестве промышленного метода опреснения морской воды.