02. oktobar 2012

Voda- ne samo najčešća, već i najnevjerovatnija supstanca u prirodi. Ova izjava se zasniva na svojim inherentnim fizičko-hemijskim i jedinstvenim svojstvima koja obezbeđuju izuzetan položaj koji zauzima u biosferi.

Kao rezultat brojnih naučnih eksperimenata, naučnici su dokazali da je voda ta koja ima vodeću ulogu u evoluciji. geološki procesi i nastanak života na planeti. Ogromna količina vode u vezanom stanju prisutna je u utrobi Zemlje, posebno u nekim mineralima i stijenama. Njegove glavne rezerve koncentrisane su u omotaču zemljine kore - oko 15 milijardi km2.

Voda u slobodnom stanju sadržan je u tekućim medijima našeg tijela - krvi, limfi, probavnim sokovima i međućelijskom prostoru. U tkivima je prisutan u vezanom obliku, stoga, ako je organ oštećen ili seciran, ne izlučuje se. Voda je glavna sredina ljudskog tijela, u kojoj se odvijaju sve vrste metabolizma i odvijaju enzimski biohemijski procesi. hemijske reakcije.

Voda(vodonik oksid, H2O) je spoj vodonika sa kiseonikom, stabilan u normalnim uslovima. Ova tečnost nema boju, miris, ukus. Ima plavkastu boju samo u slojevima velike debljine, na primjer, u okeanima i morima. Molekularna težina vode (18,016 amu) je raspoređena na sljedeći način: vodonik - 11,9%, kisik - 88,81%.

Svojstva vode određena karakteristikama njegove strukture. molekula vode ima 3 jezgra koja čine jednakokraki trokut. U njegovoj osnovi su protoni vodonika, a na vrhu atom kisika.

Elektroni u molekuli vode raspoređeni su na takav način da formiraju 2 uparena pola suprotnih naboja: atomi vodika stvaraju 2 pozitivna pola, a atomi kisika 2 negativna.

Visok polaritet molekula vode omogućava atomima kisika da privlače atome vodika susjednih molekula i formiraju 4 vodikove veze, što se jasno vidi u kristalima leda. Struktura potonjeg ima heksagonalnu rešetku, u kojoj ima mnogo praznina. Kada se led topi, susjedni molekuli H2O popunjavaju praznine, što dovodi do povećanja gustoće. Dalje zagrijavanje povećava kretanje molekula. Dolazi do širenja praznina i smanjenja gustoće.

Voda u prirodi postoji u tečnom, čvrstom (led) i gasovitom (para) stanju. U prijelazu iz čvrstog oblika u tekući, gustoća molekula vode, suprotno očekivanom efektu, raste, a ne smanjuje. Maksimum gustina vode dostiže temperaturu od 4℃ kada težina po jedinici zapremine vode prelazi onu na 0℃. Daljnjim zagrijavanjem gustoća vode se smanjuje. Ako temperatura padne, voda polako tone na dno, a na njenoj površini se formira led. Pošto je njegova gustina manja, on se diže, ali iza njegove donje linije uvijek ima vode.

Još jedno jedinstveno svojstvo vode je njen veliki toplotni kapacitet. Ima najveći toplotni kapacitet od svih tečnosti. Ovo objašnjava sporo hlađenje vode tokom jeseni i produženo zagrevanje u proleće. Ovo svojstvo vode povezano je s njenom drugom funkcijom - regulacijom temperature na planeti.

Naučnici su to otkrili toplotni kapacitet vode smanjuje se kada se zagrije od 0 do 37 ℃, a zatim se ovaj parametar, naprotiv, povećava. Stoga je najoptimalnija temperatura na kojoj se voda brzo zagrijava i hladi je 37℃, što je skoro isto kao i normalna temperatura ljudskog tijela. Za ovu činjenicu još nema objašnjenja, ali veza s termoregulacijom ljudskog tijela je očigledna. Pretpostavlja se da je to zaštitna funkcija vode koja je usmjerena na otklanjanje utjecaja visoke temperature.

U zavisnosti od porekla, molekularnog sastava ili karakteristika primene, razlikuju se osnovne i posebne vrste vode. Prvi uključuju podzemne i otpadne vode, otopljene vode, slatku vodu, morsku vodu, mineralnu vodu, tešku vodu, laku vodu, destilovanu vodu, kišnica i dr. A posebne vrste vode su okružene aurom misterije i zbog prisustva nekih jedinstvenih svojstava. Govorimo o svetoj i strukturiranoj, živoj i mrtvoj vodi.

zaista neverovatno. Ovo jedinjenje samo po sebi nema analoga, jer je voda vodonik oksid.

Voda nikada nije apsolutno čista - ona nužno sadrži nečistoće drugih hemikalija. Najčešće su to metali ili njihovi spojevi. Stoga smo navikli vjerovati da voda dobro provodi struja. U stvari, električna provodljivost vode direktno zavisi od njene čistoće. Apsolutno čista voda se može dobiti u laboratoriji. Ovaj proces se zove destilacija. Destilirana voda nema okus, miris i uopće ne provodi struju.

fiziko- Hemijska svojstva vode su ne samo zanimljive, već i veoma važne za osiguranje normalnog funkcionisanja cijelog života na Zemlji. Više puta smo čuli frazu: voda je kolevka života. U međuvremenu, to nije samo kolevka, već i prirodni termostat. Sa neverovatno visokim toplotnim kapacitetom (4,1868 kJ/kg), voda se polako hladi i polako zagreva. Stoga su prijelazi iz zime u ljeto, iz noći u dan za sva živa bića blaži. Nevjerovatna svojstva vode u prirodi tu se ne završavaju. Umesto da gubi gustinu tokom prelaska iz čvrstog u tečno stanje, voda je, naprotiv, dobija. Voda ima najveću gustinu na temperaturi od 0 do 4 stepena Celzijusa. Kao što znate, voda se smrzava na nuli. Ali možda niste čuli da voda ima najveću površinsku napetost. Po ovom pokazatelju je na drugom mjestu nakon žive. Dakle, zamislite: ako ste pali ravno sa visine od 10 metara, bilo bi bolje da je ispod vas led, a ne samo otopljena voda.

Hemijska svojstva vode određena njegovim sastavom. Voda je 88,81% kiseonika i samo 11,19% vodonika. Kao što smo već spomenuli, voda se smrzava na nula stepeni Celzijusa, ali ključa na sto. Destilirana voda ima vrlo nisku koncentraciju pozitivno nabijenih hidronijevih jona HO i H3O+ (samo 0,1 µmol/l), pa se može nazvati odličnim izolatorom. Međutim, svojstva vode u prirodi ne bi bila ispravno ostvarena da nije dobar rastvarač. Molekul vode je vrlo male veličine. Kada druga tvar uđe u vodu, njeni pozitivni ioni privlače se atomima kisika koji čine molekulu vode, a negativni ioni privlače atome vodika. Voda, takoreći, sa svih strana okružuje hemijske elemente rastvorene u njoj. Stoga voda gotovo uvijek sadrži različite tvari, posebno metalne soli, koje osiguravaju provođenje električne struje.

Fizička svojstva vode"dao" nam fenomene kao što su efekat staklene bašte i mikrotalasna pećnica. Oko 60% efekta staklene bašte stvara vodena para, koja savršeno upija infracrvene zrake. U ovom slučaju, optički indeks loma vode n=1,33. Osim toga, voda također apsorbira mikrovalove zbog visokog dipolnog momenta svojih molekula. Ova svojstva vode u prirodi navela su naučnike da razmišljaju o pronalasku mikrotalasne pećnice.

Ako niste jaki u fizici ili hemiji, ali imate veliku želju da razumete ove teške nauke, onda uvek postoji mogućnost da angažujete mentora. Zaista, u naše doba informatičke tehnologije, to se može učiniti bez ustajanja sa stolice, budući da su tutori sada dostupni na internetu. Vi samo trebate otići na pravu stranicu i odabrati pravog učitelja za vas.

Supstanca koja ima molekularnu strukturu je voda. Molekuli vode imaju snažnu vezu jedni s drugima, bez obzira da li je u čvrstom ili tekućem stanju. Zbog toga voda ima prilično veliki broj fizičkih svojstava. Hajde da pogledamo neverovatna fizička svojstva vode.

U uslovima sobnoj temperaturi voda je u tečnom stanju, bez mirisa i providne boje. Voda nema boju u tankom sloju, ali ako je sloj vode debeo nekoliko metara, poprima plavu nijansu. Čista voda ima slabu električnu provodljivost. Stoga je moguće odrediti čistoću vode po prohodnosti struje - što je niži nivo električne provodljivosti, voda će biti čišća. Većina tvari koje su u čvrstom stanju imaju veću gustoću nego u tekućem stanju. Ali za razliku od svih ovih supstanci, voda, koja je u čvrstom stanju (led), ima manju gustinu nego u tekućem stanju.

Voda se zbog velikog toplotnog kapaciteta zagrijava sporo, ali je ipak proces hlađenja mnogo sporiji. To omogućava akumulaciju topline u okeanima i morima ljeti, a toplina se oslobađa zimi, zbog čega na teritoriji naše planete tokom cijele godine nema naglog pada temperature zraka. Okeani i mora su originalni i prirodni akumulatori topline na teritoriji naše planete.

Glavna fizička svojstva vode su- miris, boja, prozirnost, ukus, gustina, temperatura, viskozitet, kompresibilnost, električna provodljivost, kao i radioaktivnost.

Boja podzemne vode će direktno zavisiti od njenog hemijskog sastava, kao i od mehaničkih nečistoća koje se nalaze u vodi. Najčešće podzemne vode nemaju boju. Vode močvarnog porijekla imaju žućkastu nijansu, a sadrže i humusne tvari. Smaragdna nijansa prisutna je u vodi sumporovodonik. Boju vode treba proceniti korišćenjem standardne platina-kobaltne skale u stepenima.

U podzemnim vodama, u većini slučajeva, nema miris. Ako u vodi ima mirisa, to ukazuje da se u vodi nalaze gasovi biohemijskog porekla, a može biti i znak da se u vodi nalaze trule organske materije. Priroda mirisa se određuje deskriptivno - sumporovodik, bez mirisa, truo, močvaran, pljesniv itd. Na skali u kuglicama procjenjuje se intenzitet mirisa.

Sastav tvari otopljenih u vodi ovisit će o tome ukus. Zbog prisustva natrijum hlorida u vodi, slanog ukusa, zbog magnezijum sulfata - gorak, a zbog soli gvožđa - rđav ukus. Vode u kojima veliki broj organska materija imaju slatkast okus, a osvježavajući okus dobija se zbog prisustva slobodnog ugljičnog dioksida. Prema posebnoj tabeli u bodovima, ocjenjuje se ukus vode.

Količina mineralnih materija, koloida, organskih materija rastvorenih u vodi, kao i sadržaj mehaničkih nečistoća zavisiće od njegove transparentnost. Za određivanje stepena prozirnosti podzemnih voda koristi se sljedeća nomenklatura - slabo neprozirna, prozirna, blago zamućena, opalescentna, jako zamućena, zamućena. Najčešće su podzemne vode prozirne. Prema standardnoj skali u mg/l, procjenjuje se zamućenost vode.

U zavisnosti od geotermalnih karakteristika područja, promjena temperature vode. Reflektor je tektonskih, starosnih, hidrodinamičkih i litoloških karakteristika vodonosnih slojeva. Temperatura vode direktno utiče na viskozitet, koeficijent filtracije, a takođe i na hemijski sastav.

Podzemne vode, što je vivo mogu biti prehlađeni, hladni, termički, ali i pregrijani.

Određuje se odnos mase i zapremine gustina vode na određenoj temperaturi. Jedinica za gustinu vode je gustina destilovane vode, čija je temperatura četiri stepena. Gustoća vode zavisi od temperature, gasova, soli rastvorenih u njoj, kao i od suspendovanih čestica.

Skoro nikad kompresibilnost vode, a određuje se korištenjem faktora kompresibilnosti. Zbog unutrašnjeg otpora čestica fluida njegovom kretanju, određuje se viskozitet vode, koji se izražava kinematičkim viskozitetnim i dinamičkim koeficijentima viskoznosti.

Količina soli rastvorenih u vodi zavisi od toga električna provodljivost podzemne vode. U slatkim vodama uočena je neznatna električna provodljivost. Izolator je destilovana voda. Zbog specifičnog električnog otpora procjenjuje se električna provodljivost vode.

Određuje se količina radona u vodi radioaktivnost vode. Radioaktivne podzemne vode su prilično rijetke.

Voda je najjedinstvenija supstanca, osnova svih živih organizama na planeti. Ona može steći različit oblik i biti u tri stanja. Koja su glavna fizička i hemijska svojstva vode? O njima ćemo razgovarati u našem članku.

Voda je...

Voda je najčešće neorgansko jedinjenje na našoj planeti. Fizička i hemijska svojstva vode određena su sastavom njenih molekula.

Dakle, struktura molekula vode sadrži dva atoma vodika (H) i jedan atom kisika (O). U normalnim uslovima spoljašnje okruženje To je tečnost bez ukusa, mirisa i boje. Voda može biti i u drugim stanjima: u obliku pare ili u obliku leda.

Više od 70% naše planete prekriveno je vodom. Štaviše, oko 97% otpada na mora i okeane, tako da većina nije pogodna za ljudsku ishranu. O tome koja su glavna hemijska svojstva vode za piće - saznat ćete dalje.

Voda u prirodi i životu čovjeka

Voda je bitna komponenta svakog živog organizma. Konkretno, ljudsko tijelo, kao što je poznato, sastoji se od više od 70% vode. Štaviše, naučnici sugerišu da je život na Zemlji nastao upravo u ovom okruženju.

Voda se nalazi (u obliku vodene pare ili kapljica) u različitim slojevima atmosfere. Na površinu zemlje dolazi iz atmosfere u obliku kiše ili drugih padavina (snijeg, rosa, grad, inje) procesima kondenzacije.

Voda je predmet istraživanja brojnih naučne discipline. Među njima su hidrologija, hidrografija, hidrogeologija, limnologija, glaciologija, oceanologija i drugi. Sve ove nauke, na ovaj ili onaj način, proučavaju fizička i hemijska svojstva vode.

Vodu čovjek aktivno koristi u svojim ekonomskim aktivnostima, a posebno:

• za uzgoj usjeva;
• u industriji (kao rastvarač);
• u energetskom sektoru (kao rashladno sredstvo);
• za gašenje požara;
• u kuvanju;
• u farmaciji i tako dalje.

Naravno, da bi se ova supstanca efikasno koristila u privrednim aktivnostima, potrebno je detaljno proučiti hemijska svojstva vode.

Sorte vode

Kao što je već spomenuto, voda u prirodi može biti u tri stanja: tekuće (zapravo, voda), čvrsto (kristali leda) i plinovito (para). Takođe može poprimiti bilo koji oblik.

Postoji nekoliko vrsta vode. Dakle, u zavisnosti od sadržaja Ca i Na kationa, voda može biti:

• hard;
• soft.

• svježe;
• mineral;
• bočati.

U ezoterizmu i nekim religijama postoji voda:

• smrt;
• live;
• svetac.

U hemiji postoje i koncepti kao što su destilovana i dejonizovana voda.

Formula vode i njen biološki značaj

Hemičari ovu supstancu zovu vodikov oksid. Formula za vodu je: H 2 O. To znači da se ovo jedinjenje sastoji od jednog atoma kiseonika i dva atoma vodonika.

Jedinstvena hemijska svojstva vode odredila su njenu izuzetnu ulogu za život živih organizama. Zahvaljujući vodi postoji biološki život na našoj planeti.

Najviše jedinstvena karakteristika voda je u tome što se savršeno rastvara u sebi velika količina druge supstance (i organskog i neorganskog porekla). Važna posljedica ove karakteristike je da se sve kemijske reakcije u živim organizmima odvijaju prilično brzo.

Osim toga, zbog jedinstvenih svojstava vode, ona je u tečnom stanju, sa izuzetno širokim temperaturnim rasponom.

Fizička svojstva vode

Zahvaljujući jedinstvenim vodoničnim vezama, voda je u standardnim uslovima okoline u tečnom stanju. Ovo objašnjava izuzetno visoku tačku ključanja vode. Ako molekuli supstance nisu povezani ovim vodoničnim vezama, tada bi voda ključala na +80 stepeni, a smrznula se - čak -100 stepeni.

Voda ključa na +100 stepeni Celzijusa, a smrzava se na nula stepeni. Istina, pod određenim, specifičnim uvjetima, može početi smrzavati čak i na pozitivnim temperaturama. Kada se voda zamrzne, širi se u volumenu (zbog smanjenja gustoće). Inače, ovo je gotovo jedina tvar u prirodi koja ima slična fizička svojstva. Osim vode, samo bizmut, antimon, germanijum i galijum ekspandiraju se smrzavanjem.

Supstancu također karakterizira visoka viskoznost, kao i prilično jaka površinska napetost. Voda je odličan rastvarač za polarne supstance. Također treba znati da voda vrlo dobro provodi struju kroz sebe. Ova karakteristika se objašnjava činjenicom da voda gotovo uvijek sadrži veliki broj iona soli otopljenih u njoj.

Hemijska svojstva vode (ocena 8)

Molekuli vode imaju izuzetno visok polaritet. Dakle, ova supstanca se u stvarnosti sastoji ne samo od jednostavnih molekula H 2 O, već i od složenih agregata (formula - (H 2 O) n).

Hemijski, voda je vrlo aktivna, reagira s mnogim drugim supstancama, čak i na uobičajenim temperaturama. U interakciji sa oksidima alkalnih i zemnoalkalnih metala stvara baze.

Voda je takođe u stanju da rastvori širok spektar hemikalija - soli, kiseline, baze, neke gasove. Zbog ove imovine često se naziva univerzalni rastvarač. Sve tvari, ovisno o tome da li se otapaju u vodi ili ne, obično se dijele u dvije grupe:

• hidrofilni (dobro topljivi u vodi) - soli, kiseline, kisik, ugljični dioksid itd.;
• hidrofobni (slabo rastvorljivi u vodi) - masti i ulja.

Voda također ulazi u kemijske reakcije s nekim metalima (na primjer, natrijem), a također sudjeluje u procesu fotosinteze biljaka.

Konačno...

Voda je najzastupljenija anorganska supstanca na našoj planeti. Nalazi se gotovo svuda: na površini zemlje iu njenim dubinama, u plaštu i u stijenama, u visokim slojevima atmosfere, pa čak iu svemiru.

Hemijska svojstva vode određuju se njenim hemijski sastav. Spada u grupu hemikalija aktivne supstance. Sa mnogim supstancama, voda ulazi u

Voda igra izuzetno važnu ulogu u prirodi. Stvara povoljne uslove za život biljaka, životinja, mikroorganizama. Voda ostaje tečnost u temperaturnom rasponu najpovoljnijem za njihove životne procese; za ogromnu masu organizama ona je stanište. Jedinstvena svojstva vode su od jedinstvene vrijednosti za život organizama. U rezervoarima se voda ledi od vrha do dna, što je od velike važnosti za organizme koji žive u njima.

Nenormalno visok specifični toplotni kapacitet vode pogoduje akumulaciji enormne količine toplote, doprinosi sporom zagrevanju i hlađenju. Organizmi koji žive u vodi zaštićeni su od naglih spontanih kolebanja temperature i sastava, jer se stalno prilagođavaju sporim ritmičkim fluktuacijama - dnevnim, sezonskim, godišnjim i tako dalje. Voda omekšava vremenske i klimatske uslove. Neprestano se kreće u svim sferama Zemlje, zajedno sa cirkulacijskim tokovima atmosfere - na velike udaljenosti. Kruženje vode u okeanu (morske struje) dovodi do planetarne razmjene topline i vlage. Poznata je uloga vode kao snažnog geološkog faktora. Egzogeni geološki procesi na Zemlji povezani su s djelovanjem vode kao erodirajućeg agensa. Erozija i uništavanje stijena, erozija tla, transport i taloženje tvari važni su geološki procesi povezani s vodom.

Većina organskih tvari u biosferi su produkti fotosinteze, uslijed koje se organske tvari formiraju iz ugljičnog dioksida i vode u biljkama koje koriste svjetlosnu energiju sunca. Voda je jedini izvor kiseonika koji se oslobađa u atmosferu tokom fotosinteze. Voda je neophodna za biohemijske i fiziološke procese u tijelu. Živi organizmi, uključujući ljude, koji se sastoje od 80% vode, ne mogu bez nje. Gubitak 10-20% vode dovodi do njihove smrti.

Voda igra veliku ulogu u održavanju života ljudi. Koristi se kod njega direktno za piće i kućne potrebe, kao prevozno sredstvo i sirovina za industrijske i poljoprivredne proizvode, ima rekreativnu vrednost, veliki estetski značaj. Ovo je daleko od potpunog nabrajanja uloge vode u prirodi i životu ljudi.

U prirodi se voda ne pojavljuje u hemijski čistom obliku. To je rastvor složenog sastava, koji uključuje gasove (O 2 , CO 2 , H 2 S, CH 4 i druge), organske i mineralne materije. U pokretnim vodenim tokovima postoje suspendirane čestice. Ogromna većina se nalazi u prirodnim vodama. hemijski elementi. Vode okeana sadrže u prosjeku 35 g/dm 3 (34,6-35,0 ‰) soli. Njihov glavni dio su hloridi (88,7%), sulfati (10,8%) i karbonati (0,3%). Najmanje mineralizovane su vode atmosferskih padavina, ultra-slatke vode planinskih potoka i slatkih jezera.

Ovisno o sadržaju otopljenih mineralnih tvari, razlikuju se vode: svježe sa sadržajem otopljenih soli do 1 g / dm 3, boćate - do 1-25 g / dm 3, slane - više od 25 g / dm 3. Granica između slatkih i bočatih voda uzima se prema prosječnoj donjoj granici percepcije ukusa čovjeka. Granica između bočate i slane vode utvrđena je na osnovu toga da se kod mineralizacije od 25 g/dm3, tačka smrzavanja i maksimalna gustina kvantitativno poklapaju.