2. října 2012

Voda- nejen nejběžnější, ale také nejúžasnější látka v přírodě. Toto tvrzení je založeno na jeho inherentních fyzikálně chemických a jedinečných vlastnostech, které poskytují výjimečné postavení, které zaujímá v biosféře.

V důsledku četných vědeckých experimentů vědci dokázali, že hlavní roli v evoluci hraje voda. geologické procesy a původ života na planetě. Obrovské množství vody ve vázaném stavu je přítomno v útrobách Země, zejména v některých minerálech a horninách. Jeho hlavní zásoby jsou soustředěny v plášti zemské kůry – asi 15 miliard km2.

Voda ve volném stavu je obsažena v tekutých médiích našeho těla – krvi, lymfě, trávicích šťávách a mezibuněčném prostoru. Ve tkáních je přítomen ve vázané formě, proto se při poškození nebo disekci orgánu nevylučuje. Voda je hlavním prostředím lidského těla, ve kterém probíhají všechny druhy metabolismu a probíhají enzymatické biochemické procesy. chemické reakce.

Voda(oxid vodíku, H2O) je sloučenina vodíku s kyslíkem, stabilní za normálních podmínek. Tato tekutina nemá žádnou barvu, žádnou vůni, žádnou chuť. Namodralou barvu má pouze ve vrstvách velké tloušťky, například v oceánech a mořích. Molekulová hmotnost vody (18,016 amu) je rozdělena následovně: vodík - 11,9 %, kyslík - 88,81 %.

Vlastnosti vody určeno vlastnostmi jeho struktury. molekula vody má 3 jádra, která tvoří rovnoramenný trojúhelník. Na jeho základně jsou protony vodíku a nahoře je atom kyslíku.

Elektrony v molekule vody jsou uspořádány tak, že tvoří 2 párové póly s opačným nábojem: atomy vodíku vytvářejí 2 kladné póly a atomy kyslíku 2 záporné.

Vysoká polarita molekuly vody umožňuje atomům kyslíku přitahovat atomy vodíku sousedních molekul a vytvářet 4 vodíkové vazby, což je jasně vidět na ledových krystalech. Jeho struktura má šestiúhelníkovou mřížku, ve které je mnoho dutin. Když led taje, sousední molekuly H2O vyplňují dutiny, což vede ke zvýšení hustoty. Další zahřívání zvyšuje pohyb molekul. Dochází k expanzi dutin a poklesu hustoty.

Voda v přírodě existuje v kapalném, pevném (led) a plynném (pára) skupenství. Při přechodu z pevné formy do kapalné se hustota molekuly vody oproti očekávanému efektu spíše zvyšuje než snižuje. Maximum hustota vody dosáhne při 4 ℃, když hmotnost na jednotku objemu vody překročí při 0 ℃. S dalším ohřevem hustota vody klesá. Pokud teplota klesne, voda pomalu klesá ke dnu a na jejím povrchu se tvoří led. Jelikož je jeho hustota nižší, stoupá, ale za jeho spodní linií je vždy voda.

Další unikátní vlastností vody je její vysoká tepelná kapacita. Má nejvyšší tepelnou kapacitu ze všech kapalin. To vysvětluje pomalé ochlazování vody na podzim a prodloužené zahřívání na jaře. S touto vlastností vody souvisí její další funkce – regulace teploty na planetě.

Vědci to zjistili tepelná kapacita vody klesá při zahřátí z 0 na 37 ℃ a pak se tento parametr naopak zvyšuje. Proto je nejoptimálnější teplota, při které se voda rychle ohřívá a ochlazuje, 37℃, což je téměř stejná teplota jako normální teplota lidského těla. Pro tuto skutečnost zatím neexistuje vysvětlení, ale souvislost s termoregulací lidského těla je zřejmá. Předpokládá se, že se jedná o ochrannou funkci vody, která je zaměřena na eliminaci účinků vysoké teploty.

Podle původu, molekulárního složení nebo aplikačních znaků se rozlišují základní a speciální druhy vod. Mezi první patří podzemní a odpadní voda, roztavená voda, sladká voda, mořská voda, minerální voda, těžká voda, lehká voda, destilovaná voda, dešťová voda a další.A zvláštní druhy vody jsou obklopeny aurou tajemství a jsou způsobeny přítomností některých jedinečných vlastností. Mluvíme o svaté a strukturované, živé a mrtvé vodě.

opravdu úžasné. Tato sloučenina sama o sobě nemá žádné analogy, protože voda je oxid vodíku.

Voda není nikdy absolutně čistá - nutně obsahuje nečistoty jiných chemikálií. Nejčastěji se jedná o kovy nebo jejich sloučeniny. Proto jsme zvyklí věřit, že voda dobře vede elektřina. Ve skutečnosti elektrická vodivost vody přímo závisí na její čistotě. V laboratoři lze získat naprosto čistou vodu. Tento proces se nazývá destilace. Destilovaná voda je bez chuti, bez zápachu a vůbec nevede elektrický proud.

Fyzikální- Chemické vlastnosti vody jsou nejen zajímavé, ale také velmi důležité pro zajištění normálního fungování veškerého života na Zemi. Opakovaně jsme slyšeli větu: voda je kolébkou života. Mezitím to není jen kolébka, ale také přirozený termostat. S úžasně vysokou tepelnou kapacitou (4,1868 kJ/kg) se voda pomalu ochlazuje a pomalu ohřívá. Proto jsou přechody ze zimy do léta, z noci do dne u všeho živého jemnější. Tím úžasné vlastnosti vody v přírodě nekončí. Voda místo ztráty hustoty při přechodu z pevného do kapalného skupenství ji naopak získává. Voda má největší hustotu při teplotě 0 až 4 stupně Celsia. Jak víte, voda mrzne při nule. Možná jste ale ještě neslyšeli, že nejvyšší povrchové napětí má voda. Podle tohoto ukazatele je na druhém místě po rtuti. Takže si představte: pokud byste spadli naplocho z výšky 10 metrů, bylo by lepší, kdyby pod vámi byl led, a ne jen roztátá voda.

Chemické vlastnosti vody určuje jeho složení. Voda obsahuje 88,81 % kyslíku a pouze 11,19 % vodíku. Jak jsme zmínili výše, voda zamrzne při nule stupňů Celsia, ale při stovce se vaří. Destilovaná voda má velmi nízkou koncentraci kladně nabitých hydroniových iontů HO a H3O+ (pouze 0,1 µmol/l), lze ji tedy označit za vynikající izolant. Vlastnosti vody v přírodě by však nebyly správně realizovány, kdyby nebyla dobrým rozpouštědlem. Molekula vody je velmi malá. Když do vody vstoupí jiná látka, její kladné ionty jsou přitahovány k atomům kyslíku, které tvoří molekulu vody, a záporné ionty jsou přitahovány k atomům vodíku. Voda jakoby obklopuje chemické prvky v ní rozpuštěné ze všech stran. Voda proto téměř vždy obsahuje různé látky, zejména kovové soli, které zajišťují vedení elektrického proudu.

Fyzikální vlastnosti voda nám „dal“ takové jevy, jako je skleníkový efekt a mikrovlnná trouba. Asi 60 % skleníkového efektu vytváří vodní pára, která dokonale pohlcuje infračervené paprsky. V tomto případě je optický index lomu vody n=1,33. Kromě toho voda také absorbuje mikrovlny díky vysokému dipólovému momentu jejích molekul. Tyto vlastnosti vody v přírodě přiměly vědce k zamyšlení nad vynálezem mikrovlnné trouby.

Pokud nejste silní ve fyzice nebo chemii, ale máte velkou touhu porozumět těmto těžkým vědám, pak je vždy možnost najmout si lektora. V naší době informačních technologií to lze skutečně provést, aniž byste vstali ze židle, protože lektoři jsou nyní k dispozici na internetu. Stačí jít na správnou stránku a vybrat si správného učitele pro vás.

Látkou, která má molekulární strukturu, je voda. Molekuly vody mají mezi sebou silnou vazbu, bez ohledu na to, zda je v pevném nebo kapalném stavu. Z tohoto důvodu má voda poměrně velké množství fyzikálních vlastností. Pojďme se podívat na úžasné fyzikální vlastnosti vody.

V podmínkách pokojová teplota voda je v kapalném stavu, bez zápachu a průhledné barvy. Voda v tenké vrstvě nemá barvu, ale pokud je vrstva vody silná několik metrů, získá modrý odstín. Čistá voda má špatnou elektrickou vodivost. Proto je možné určit čistotu vody podle průchodnosti proudu – čím nižší úroveň elektrické vodivosti, tím čistší voda bude. Většina látek, které jsou v pevném skupenství, má vyšší hustotu než ve skupenství kapalném. Ale na rozdíl od všech těchto látek má voda, která je v pevném skupenství (led), nižší hustotu než ve skupenství kapalném.

Voda se ohřívá pomalu díky své vysoké tepelné kapacitě, ale přesto je proces chlazení mnohem pomalejší. To umožňuje v létě akumulovat teplo v oceánech a mořích, v zimě se teplo uvolňuje, a proto nedochází na území naší planety k prudkému poklesu teploty vzduchu po celý rok. Oceány a moře jsou originálním a přirozeným akumulátorem tepla na území naší planety.

Hlavní fyzikální vlastnosti vody jsou- vůně, barva, průhlednost, chuť, hustota, teplota, viskozita, stlačitelnost, elektrická vodivost a také radioaktivita.

Barva podzemní voda bude přímo záviset na jejím chemickém složení a také na mechanických nečistotách, které jsou ve vodě. Podzemní voda nejčastěji nemá barvu. Vody bažinného původu mají nažloutlý nádech a obsahují i ​​huminové látky. V sirovodíkových vodách je přítomen smaragdový odstín. Barva vody by měla být hodnocena pomocí standardní platino-kobaltové stupnice ve stupních.

V podzemních vodách ve většině případů není vůně. Pokud je ve vodě zápach, znamená to, že se ve vodě nacházejí plyny biochemického původu a může to být také známka toho, že se ve vodě nachází hnijící organická hmota. Charakter zápachu se určuje popisně - sirovodík, bez zápachu, hnilobný, bažinatý, plesnivý atd. Na stupnici v kuličkách se posuzuje intenzita pachů.

Složení látek rozpuštěných ve vodě bude záviset na jeho chuť. Vzhledem k přítomnosti chloridu sodného ve vodě, slaná chuť, kvůli síranu hořečnatému - hořký a kvůli solím železa - rezavá chuť. Vody, ve kterých velký počet organická hmota mají nasládlou chuť a osvěžující chuť se získá díky přítomnosti volného oxidu uhličitého. Podle speciální tabulky v bodech se posuzuje chuť vody.

Množství minerálních látek, koloidů, organických látek rozpuštěných ve vodě, jakož i obsah mechanických nečistot bude záviset na jeho průhlednost. Pro stanovení stupně průhlednosti podzemní vody se používá následující názvosloví - mírně neprůhledná, průhledná, mírně zakalená, opalescentní, vysoce zakalená, zakalená. Nejčastěji je podzemní voda průhledná. Podle standardní stupnice v mg / l se posuzuje zákal vody.

V závislosti na geotermálních vlastnostech oblasti, změna teploty vody. Je odrazem tektonických, věkových, hydrodynamických a litologických vlastností zvodnělých vrstev. Teplota vody má přímý vliv na viskozitu, filtrační koeficient a také na chemické složení.

Podzemní voda, což je vivo může být podchlazený, studený, tepelný a také přehřátý.

Stanoví se poměr hmotnosti k objemu hustota vody při určité teplotě. Jednotkou hustoty vody je hustota destilované vody, jejíž teplota jsou čtyři stupně. Hustota vody závisí na teplotě, plynech, solích v ní rozpuštěných a také na suspendovaných částicích.

Sotva kdy stlačitelnost vody a určuje se pomocí faktoru stlačitelnosti. Vzhledem k vnitřnímu odporu částic tekutiny vůči jejímu pohybu se určuje viskozita vody, vyjadřuje se kinematickou viskozitou a dynamickými koeficienty viskozity.

Množství solí rozpuštěných ve vodě bude záviset na elektrická vodivost podzemní vody. Ve sladkých vodách je pozorována nevýznamná elektrická vodivost. Izolátorem je destilovaná voda. Vzhledem ke specifickému elektrickému odporu se odhaduje elektrická vodivost vody.

Zjišťuje se množství radonu ve vodě radioaktivita vody. Radioaktivní podzemní voda je poměrně vzácná.

Voda je nejunikátnější látkou, základem všech živých organismů na planetě. Může získat jiný tvar a být ve třech stavech. Jaké jsou hlavní fyzikální a chemické vlastnosti vody? Právě o nich budeme diskutovat v našem článku.

Voda je...

Voda je nejběžnější anorganická sloučenina na naší planetě. Fyzikální a chemické vlastnosti vody jsou dány složením jejích molekul.

Struktura molekuly vody tedy obsahuje dva atomy vodíku (H) a jeden atom kyslíku (O). Za normálních podmínek vnější prostředí Je to bezbarvá kapalina bez chuti, zápachu. Voda může být i v jiných skupenstvích: ve formě páry nebo ve formě ledu.

Více než 70 % naší planety je pokryto vodou. Navíc asi 97 % připadá na moře a oceány, takže většina z nich není vhodná pro lidskou spotřebu. O tom, jaké jsou hlavní chemické vlastnosti pitné vody - se dozvíte dále.

Voda v přírodě a lidském životě

Voda je nezbytnou součástí každého živého organismu. Zejména lidské tělo, jak známo, se skládá z více než 70 % z vody. Vědci navíc naznačují, že právě v tomto prostředí vznikl život na Zemi.

Voda je obsažena (ve formě vodní páry nebo kapiček) v různých vrstvách atmosféry. Na zemský povrch se dostává z atmosféry ve formě deště nebo jiných srážek (sníh, rosa, kroupy, jinovatka) prostřednictvím kondenzačních procesů.

Voda je předmětem výzkumu pro řadu vědních oborů. Patří mezi ně hydrologie, hydrografie, hydrogeologie, limnologie, glaciologie, oceánologie a další. Všechny tyto vědy tak či onak studují fyzikální a chemické vlastnosti vody.

Voda je aktivně využívána člověkem ve svých ekonomických činnostech, zejména:

• pro pěstování plodin;
• v průmyslu (jako rozpouštědlo);
• v energetickém sektoru (jako chladicí kapalina);
• k hašení požárů;
• ve vaření;
• ve farmacii a pod.

Pro efektivní využití této látky v hospodářské činnosti je samozřejmě nutné podrobně studovat chemické vlastnosti vody.

Odrůdy vody

Jak bylo uvedeno výše, voda v přírodě může být ve třech skupenstvích: kapalné (ve skutečnosti voda), pevné (krystalky ledu) a plynné (pára). Může mít také jakoukoli podobu.

Existuje několik druhů vody. Takže v závislosti na obsahu kationtů Ca a Na může být voda:

• tvrdý;
• měkký.

• čerstvý;
• minerální;
• brakický.

V esoterice a některých náboženstvích je voda:

• mrtví;
• žít;
• svatý.

V chemii existují i ​​takové pojmy jako destilovaná a deionizovaná voda.

Vzorec vody a její biologický význam

Oxid vodíku je to, co chemici nazývají tuto látku. Vzorec pro vodu je: H 2 O. To znamená, že tato sloučenina se skládá z jednoho atomu kyslíku a dvou atomů vodíku.

Jedinečné chemické vlastnosti vody předurčily její výjimečnou roli pro život živých organismů. Právě díky vodě existuje na naší planetě biologický život.

Nejvíc unikátní vlastnost voda spočívá v tom, že se v sobě dokonale rozpouští velké množství další látky (organického i anorganického původu). Důležitým důsledkem této vlastnosti je, že všechny chemické reakce v živých organismech probíhají poměrně rychle.

Navíc je díky unikátním vlastnostem vody v kapalném stavu, s extrémně širokým teplotním rozsahem.

Fyzikální vlastnosti vody

Díky unikátním vodíkovým můstkům je voda za standardních podmínek prostředí v kapalném stavu. To vysvětluje extrémně vysoký bod varu vody. Pokud by molekuly látky nebyly spojeny těmito vodíkovými vazbami, pak by se voda vařila při +80 stupních a zmrzla - až -100 stupňů.

Voda se vaří při +100 stupních Celsia a mrzne při nule. Pravda, za určitých, specifických podmínek může začít mrznout i při plusových teplotách. Když voda zamrzne, zvětší svůj objem (v důsledku snížení hustoty). To je mimochodem téměř jediná látka v přírodě, která má podobnou fyzikální vlastnost. Kromě vody expanduje při zmrazování pouze vizmut, antimon, germanium a galium.

Látka se také vyznačuje vysokou viskozitou a poměrně silným povrchovým napětím. Voda je vynikajícím rozpouštědlem pro polární látky. Měli byste také vědět, že voda sama o sobě velmi dobře vede elektřinu. Tato vlastnost je vysvětlena skutečností, že voda téměř vždy obsahuje velké množství iontů solí rozpuštěných v ní.

Chemické vlastnosti vody (stupeň 8)

Molekuly vody mají extrémně vysokou polaritu. Proto se tato látka ve skutečnosti skládá nejen z jednoduchých molekul H 2 O, ale také ze složitých agregátů (vzorec - (H 2 O) n).

Chemicky je voda velmi aktivní, reaguje s mnoha dalšími látkami i za běžných teplot. Při interakci s oxidy alkalických kovů a kovů alkalických zemin tvoří báze.

Voda je také schopna rozpouštět širokou škálu chemikálií – soli, kyseliny, zásady, některé plyny. Pro tuto vlastnost je často tzv univerzální rozpouštědlo. Všechny látky, v závislosti na tom, zda se rozpouštějí ve vodě nebo ne, jsou obvykle rozděleny do dvou skupin:

• hydrofilní (dobře rozpustné ve vodě) - soli, kyseliny, kyslík, oxid uhličitý atd.;
• hydrofobní (špatně rozpustné ve vodě) - tuky a oleje.

Voda také vstupuje do chemických reakcí s některými kovy (například sodíkem) a účastní se také procesu fotosyntézy rostlin.

Konečně...

Voda je nejrozšířenější anorganickou látkou na naší planetě. Nachází se téměř všude: na zemském povrchu i v jejích hloubkách, v plášti i v horninách, ve vysokých vrstvách atmosféry a dokonce i ve vesmíru.

Chemické vlastnosti vody jsou určeny jejím chemické složení. Patří do skupiny chemických látek účinné látky. S mnoha látkami vstupuje voda

Voda hraje v přírodě nesmírně důležitou roli. Vytváří příznivé podmínky pro život rostlin, živočichů, mikroorganismů. Voda zůstává kapalinou v teplotním rozmezí nejpříznivějším pro jejich životní procesy, pro obrovskou masu organismů je biotopem. Jedinečné vlastnosti vody mají jedinečnou hodnotu pro život organismů. V nádržích voda zamrzá shora dolů, což má velký význam pro organismy v nich žijící.

Abnormálně vysoká měrná tepelná kapacita vody podporuje akumulaci enormního množství tepla, přispívá k pomalému ohřevu a chlazení. Organismy žijící ve vodě jsou chráněny před prudkými samovolnými výkyvy teploty a složení, protože se neustále přizpůsobují pomalým rytmickým výkyvům – denním, sezónním, ročním a tak dále. Voda má změkčující účinek na povětrnostní a klimatické podmínky. Neustále se pohybuje ve všech sférách Země spolu s cirkulačními proudy atmosféry - na velké vzdálenosti. Cirkulace vody v oceánu (mořské proudy) vede k planetární výměně tepla a vlhkosti. Role vody jako silného geologického faktoru je známá. Exogenní geologické procesy na Zemi jsou spojeny s činností vody jako erodujícího činidla. Eroze a destrukce hornin, půdní eroze, transport a ukládání látek jsou důležité geologické procesy spojené s vodou.

Většina organických látek v biosféře jsou produkty fotosyntézy, v jejímž důsledku vznikají organické látky z oxidu uhličitého a vody v rostlinách, které využívají světelnou energii slunce. Voda je jediným zdrojem kyslíku uvolněného do atmosféry během fotosyntézy. Voda je nezbytná pro biochemické a fyziologické procesy v těle. Živé organismy, včetně člověka, tvořené z 80 % vodou, se bez něj neobejdou. Ztráta 10-20% vody vede k jejich smrti.

Voda hraje obrovskou roli v podpoře lidského života. Používá se jím přímo k pitné a domácí potřebě, jako dopravní prostředek a surovina pro průmyslové a zemědělské produkty, má rekreační hodnotu, jeho estetický význam je velký. To není zdaleka úplný výčet role vody v přírodě a lidském životě.

V přírodě se voda nevyskytuje v chemicky čisté formě. Jedná se o roztok komplexního složení, který zahrnuje plyny (O 2, CO 2, H 2 S, CH 4 a další), organické a minerální látky. V pohybujících se vodních tocích jsou suspendované částice. Naprostá většina se nachází v přírodních vodách. chemické prvky. Vody oceánů obsahují v průměru 35 g/dm 3 (34,6-35,0 ‰) solí. Jejich hlavní část tvoří chloridy (88,7 %), sírany (10,8 %) a uhličitany (0,3 %). Nejméně mineralizované jsou vody atmosférických srážek, ultrasladké vody horských potoků a sladkých jezer.

Podle obsahu rozpuštěných minerálních látek se rozlišují vody: čerstvé s obsahem rozpuštěných solí do 1 g / dm 3, brakické - do 1-25 g / dm 3, slané - nad 25 g / dm 3. Hranice mezi sladkými a brakickými vodami se bere podle průměrné spodní hranice lidského chuťového vnímání. Hranice mezi brakickými a slanými vodami byla stanovena na základě toho, že při mineralizaci 25 g/dm3 se bod tuhnutí a maximální hustota kvantitativně shodují.