02 października 2012

Woda- nie tylko najbardziej powszechna, ale także najbardziej niesamowita substancja w przyrodzie. To stwierdzenie opiera się na jego nieodłącznych właściwościach fizykochemicznych i unikalnych właściwościach, które zapewniają wyjątkową pozycję, jaką zajmuje w biosferze.

W wyniku licznych eksperymentów naukowych naukowcy udowodnili, że to woda odgrywa wiodącą rolę w ewolucji. procesy geologiczne i pochodzenia życia na planecie. Ogromna ilość wody w stanie związanym występuje w trzewiach Ziemi, w szczególności w niektórych minerałach i skałach. Jego główne zasoby są skoncentrowane w płaszczu skorupy ziemskiej - około 15 miliardów km2.

Woda w stanie wolnym zawarta jest w płynnych ośrodkach naszego organizmu - krwi, limfie, sokach trawiennych i przestrzeni międzykomórkowej. W tkankach występuje w postaci związanej, dlatego jeśli narząd jest uszkodzony lub rozcięty, nie jest wydalany. Woda jest głównym środowiskiem organizmu człowieka, w którym przeprowadzane są wszystkie rodzaje metabolizmu i zachodzą enzymatyczne procesy biochemiczne. reakcje chemiczne.

Woda(tlenek wodoru, H2O) jest związkiem wodoru z tlenem, stabilnym w normalnych warunkach. Ten płyn nie ma koloru, zapachu ani smaku. Ma niebieskawy kolor tylko w warstwach o dużej grubości, na przykład w oceanach i morzach. Masa cząsteczkowa wody (18,016 amu) rozkłada się następująco: wodór - 11,9%, tlen - 88,81%.

Właściwości wody określony przez cechy jego struktury. cząsteczka wody ma 3 rdzenie, które tworzą trójkąt równoramienny. U podstawy znajdują się protony wodoru, a u góry atom tlenu.

Elektrony w cząsteczce wody są ułożone w taki sposób, że tworzą 2 sparowane bieguny o przeciwnych ładunkach: atomy wodoru tworzą 2 bieguny dodatnie, a atomy tlenu 2 bieguny ujemne.

Wysoka polarność cząsteczki wody pozwala atomom tlenu przyciągać atomy wodoru sąsiednich cząsteczek i tworzyć 4 wiązania wodorowe, co jest wyraźnie widoczne w kryształkach lodu. Struktura tego ostatniego ma sześciokątną siatkę, w której znajduje się wiele pustek. Kiedy lód się topi, sąsiednie cząsteczki H2O wypełniają puste przestrzenie, co prowadzi do wzrostu gęstości. Dalsze ogrzewanie zwiększa ruch cząsteczek. Występuje ekspansja pustych przestrzeni i spadek gęstości.

Woda w przyrodzie występuje w stanie ciekłym, stałym (lód) i gazowym (para). Przy przejściu ze stanu stałego do ciekłego gęstość cząsteczki wody, wbrew oczekiwanemu efektowi, raczej wzrasta niż maleje. Maksymalny gęstość wody osiąga przy 4 ℃, gdy ciężar na jednostkę objętości wody przekracza ten przy 0 ℃. Przy dalszym ogrzewaniu gęstość wody maleje. Jeśli temperatura spada, woda powoli opada na dno, a na jej powierzchni tworzy się lód. Ponieważ jego gęstość jest mniejsza, podnosi się, ale za jego dolną linią zawsze jest woda.

Inną wyjątkową właściwością wody jest jej duża pojemność cieplna. Ma najwyższą pojemność cieplną ze wszystkich cieczy. To wyjaśnia powolne ochładzanie wody jesienią i przedłużające się nagrzewanie wiosną. Ta właściwość wody wiąże się z jej inną funkcją - regulacją temperatury na planecie.

Naukowcy to odkryli pojemność cieplna wody zmniejsza się po podgrzaniu od 0 do 37 ℃, a następnie ten parametr wręcz przeciwnie wzrasta. Dlatego najbardziej optymalna temperatura, w której woda szybko się nagrzewa i stygnie, to 37℃, czyli prawie tyle samo, co normalna temperatura ciała człowieka. Nie ma jeszcze wyjaśnienia tego faktu, ale związek z termoregulacją organizmu człowieka jest oczywisty. Przyjmuje się, że jest to funkcja ochronna wody, która ma na celu eliminację skutków wysokiej temperatury.

W zależności od pochodzenia, składu molekularnego czy cech zastosowania wyróżnia się wody podstawowe i specjalne. Te pierwsze obejmują wodę podziemną i ścieki, wodę stopioną, wodę słodką, wodę morską, wodę mineralną, wodę ciężką, wodę lekką, wodę destylowaną, woda deszczowa i inne, a szczególne rodzaje wody otoczone są aurą tajemniczości i wynikają z obecności pewnych wyjątkowych właściwości. Mówimy o wodzie świętej i uporządkowanej, żywej i martwej.

naprawdę niesamowite. Ten związek sam w sobie nie ma analogów, ponieważ woda to tlenek wodoru.

Woda nigdy nie jest absolutnie czysta - koniecznie zawiera zanieczyszczenia innymi chemikaliami. Najczęściej są to metale lub ich związki. Dlatego jesteśmy przyzwyczajeni wierzyć, że woda dobrze przewodzi Elektryczność. W rzeczywistości przewodność elektryczna wody zależy bezpośrednio od jej czystości. Absolutnie czystą wodę można uzyskać w laboratorium. Ten proces nazywa się destylacją. Woda destylowana nie ma smaku, zapachu iw ogóle nie przewodzi prądu.

fizjo- Właściwości chemiczne wody są nie tylko interesujące, ale także bardzo ważne dla zapewnienia normalnego funkcjonowania wszelkiego życia na Ziemi. Wielokrotnie słyszeliśmy zdanie: woda jest kolebką życia. Tymczasem to nie tylko kołyska, ale i naturalny termostat. Dzięki zadziwiająco dużej pojemności cieplnej (4,1868 kJ/kg) woda powoli się ochładza i powoli nagrzewa. Dlatego przejścia od zimy do lata, od nocy do dnia dla wszystkich żywych istot są bardziej miękkie. Na tym nie kończą się niesamowite właściwości wody w przyrodzie. Zamiast tracić gęstość podczas przejścia ze stanu stałego do ciekłego, woda wręcz przeciwnie, zyskuje ją. Woda ma największą gęstość w temperaturze od 0 do 4 stopni Celsjusza. Jak wiadomo woda zamarza w temperaturze zera. Ale być może nie słyszałeś, że woda ma najwyższe napięcie powierzchniowe. Według tego wskaźnika ustępuje tylko rtęci. Więc wyobraź sobie: jeśli spadłeś płasko z wysokości 10 metrów, byłoby lepiej, gdyby pod tobą był lód, a nie tylko stopiona woda.

Właściwości chemiczne wody określony przez jego skład. Woda to 88,81% tlenu i tylko 11,19% wodoru. Jak wspomnieliśmy powyżej, woda zamarza w temperaturze zera stopni Celsjusza, ale wrze w temperaturze stu. Woda destylowana ma bardzo niskie stężenie dodatnio naładowanych jonów hydroniowych HO i H3O+ (zaledwie 0,1 µmol/l), dzięki czemu można ją nazwać doskonałym izolatorem. Jednak właściwości wody w przyrodzie nie byłyby właściwie realizowane, gdyby nie była ona dobrym rozpuszczalnikiem. Cząsteczka wody jest bardzo mała. Kiedy inna substancja dostaje się do wody, jej jony dodatnie są przyciągane do atomów tlenu tworzących cząsteczkę wody, a jony ujemne są przyciągane do atomów wodoru. Woda niejako otacza ze wszystkich stron rozpuszczone w niej pierwiastki chemiczne. Dlatego woda prawie zawsze zawiera różne substancje, w szczególności sole metali, które zapewniają przewodzenie prądu elektrycznego.

Właściwości fizyczne woda„dała” nam takie zjawiska jak efekt cieplarniany i kuchenka mikrofalowa. Około 60% efektu cieplarnianego tworzy para wodna, która doskonale pochłania promienie podczerwone. W tym przypadku optyczny współczynnik załamania światła wody n=1,33. Ponadto woda pochłania również mikrofale ze względu na wysoki moment dipolowy jej cząsteczek. Te właściwości wody w naturze skłoniły naukowców do zastanowienia się nad wynalezieniem kuchenki mikrofalowej.

Jeśli nie jesteś mocny z fizyki lub chemii, ale masz wielką chęć zrozumienia tych trudnych nauk, to zawsze istnieje możliwość zatrudnienia korepetytora. Rzeczywiście, w naszej epoce technologii informatycznych można to zrobić bez wstawania z krzesła, ponieważ korepetytorzy są teraz dostępni w Internecie. Wystarczy wejść na odpowiednią stronę i wybrać odpowiedniego dla siebie nauczyciela.

Substancją o budowie molekularnej jest woda. Cząsteczki wody mają ze sobą silne wiązanie, niezależnie od tego, czy jest w stanie stałym, czy ciekłym. Z tego powodu woda ma dość dużą liczbę właściwości fizycznych. Przyjrzyjmy się niesamowitym właściwościom fizycznym wody.

W warunkach temperatura pokojowa woda jest w stanie ciekłym, bezwonna i przezroczysta. Woda nie ma koloru w cienkiej warstwie, ale jeśli warstwa wody ma grubość kilku metrów, przybiera niebieski odcień. Czysta woda ma słabą przewodność elektryczną. Dlatego można określić czystość wody na podstawie przepuszczalności prądu - im niższy poziom przewodności elektrycznej, tym czystsza będzie woda. Większość substancji w stanie stałym ma większą gęstość niż w stanie ciekłym. Ale w przeciwieństwie do wszystkich tych substancji woda, która jest w stanie stałym (lód), ma mniejszą gęstość niż w stanie ciekłym.

Woda nagrzewa się powoli ze względu na dużą pojemność cieplną, ale mimo to proces chłodzenia jest znacznie wolniejszy. Dzięki temu latem w oceanach i morzach może gromadzić się ciepło, a zimą ciepło jest oddawane, dlatego na terenie naszej planety nie ma gwałtownych spadków temperatury powietrza przez cały rok. Oceany i morza są oryginalnym i naturalnym akumulatorem ciepła na terenie naszej planety.

Główne właściwości fizyczne wody to- zapach, kolor, przezroczystość, smak, gęstość, temperatura, lepkość, ściśliwość, przewodnictwo elektryczne, a także radioaktywność.

Kolor woda gruntowa będzie bezpośrednio zależała od jej składu chemicznego, a także od zanieczyszczeń mechanicznych znajdujących się w wodzie. Najczęściej wody gruntowe nie mają koloru. Wody pochodzenia bagiennego mają żółtawy odcień, zawierają również substancje humusowe. Szmaragdowy odcień występuje w wodach siarkowodoru. Barwę wody należy ocenić za pomocą standardowej skali platynowo-kobaltowej w stopniach.

W wodach podziemnych w większości przypadków nie ma zapach. Jeśli w wodzie wyczuwalny jest zapach, oznacza to, że w wodzie znajdują się gazy pochodzenia biochemicznego, może to również oznaczać, że w wodzie znajduje się gnijąca materia organiczna. Charakter zapachu określa się opisowo - siarkowodór, bezwonny, zgniły, bagienny, spleśniały itp. Na skali w kulach ocenia się intensywność zapachów.

Skład substancji rozpuszczonych w wodzie będzie zależał od jej smak. Ze względu na obecność chlorku sodu w wodzie, słony smak, ze względu na siarczan magnezu - gorzki, a ze względu na sole żelaza - rdzawy smak. Wody, w których duża liczba materia organiczna mają słodkawy smak, a orzeźwiający smak uzyskuje się dzięki obecności wolnego dwutlenku węgla. Według specjalnej tabeli w punktach ocenia się smak wody.

Ilość substancji mineralnych, koloidów, substancji organicznych rozpuszczonych w wodzie, a także zawartość zanieczyszczeń mechanicznych będzie zależała od jej przezroczystość. Do określenia stopnia przezroczystości wód podziemnych stosuje się następującą nomenklaturę - lekko nieprzezroczysta, przezroczysta, lekko mętna, opalizująca, silnie mętna, mętna. Najczęściej wody gruntowe są przezroczyste. Zgodnie ze standardową skalą w mg / l ocenia się zmętnienie wody.

W zależności od cech geotermalnych obszaru, zmiana temperatury wody. Jest odzwierciedleniem cech tektonicznych, wiekowych, hydrodynamicznych i litologicznych warstw wodonośnych. Temperatura wody ma bezpośredni wpływ na lepkość, współczynnik filtracji, a także na skład chemiczny.

Wody podziemne, tj żywy może być przechłodzony, zimny, termiczny, a także przegrzany.

Określa się stosunek masy do objętości gęstość wody w określonej temperaturze. Jednostką gęstości wody jest gęstość wody destylowanej, której temperatura wynosi cztery stopnie. Gęstość wody zależy od temperatury, rozpuszczonych w niej gazów, soli, a także od zawieszonych cząstek.

Prawie nigdy ściśliwość wody i jest określany za pomocą współczynnika ściśliwości. Ze względu na wewnętrzny opór cząstek płynu na jego ruch określa się lepkość wody, wyraża się ją za pomocą lepkości kinematycznej i współczynników lepkości dynamicznej.

Ilość soli rozpuszczonych w wodzie będzie zależeć od przewodnictwo elektryczne wody gruntowe. Nieznaczne przewodnictwo elektryczne obserwuje się w wodach słodkich. Izolatorem jest woda destylowana. Ze względu na określony opór elektryczny szacuje się przewodność elektryczną wody.

Określa się ilość radonu w wodzie radioaktywność wody. Radioaktywna woda gruntowa jest dość rzadka.

Woda jest najbardziej wyjątkową substancją, podstawą wszystkich żywych organizmów na planecie. Ona może nabywać inny kształt i być w trzech stanach. Jakie są główne właściwości fizyczne i chemiczne wody? To o nich omówimy w naszym artykule.

Woda jest...

Woda jest najpowszechniejszym związkiem nieorganicznym na naszej planecie. Fizyczne i chemiczne właściwości wody są określone przez skład jej cząsteczek.

Zatem struktura cząsteczki wody zawiera dwa atomy wodoru (H) i jeden atom tlenu (O). W normalnych warunkach otoczenie zewnętrzne Jest to bezsmakowa, bezwonna, bezbarwna ciecz. Woda może występować także w innych stanach: w postaci pary lub lodu.

Ponad 70% powierzchni naszej planety pokrywa woda. Co więcej, około 97% przypada na morza i oceany, więc większość z nich nie nadaje się do spożycia przez ludzi. O tym, jakie są główne właściwości chemiczne wody pitnej - dowiesz się dalej.

Woda w przyrodzie i życiu człowieka

Woda jest niezbędnym składnikiem każdego żywego organizmu. W szczególności ciało ludzkie, jak wiadomo, składa się w ponad 70% z wody. Co więcej, naukowcy sugerują, że to właśnie w tym środowisku powstało życie na Ziemi.

Woda jest zawarta (w postaci pary wodnej lub kropelek) w różnych warstwach atmosfery. Na powierzchnię ziemi przedostaje się z atmosfery w postaci deszczu lub innych opadów atmosferycznych (śniegu, rosy, gradu, szronu) poprzez procesy kondensacji.

Woda jest przedmiotem badań wielu dyscypliny naukowe. Należą do nich hydrologia, hydrografia, hydrogeologia, limnologia, glacjologia, oceanologia i inne. Wszystkie te nauki, w taki czy inny sposób, badają fizyczne i chemiczne właściwości wody.

Woda jest aktywnie wykorzystywana przez człowieka w jego działalności gospodarczej, w szczególności:

• do uprawy roślin;
• w przemyśle (jako rozpuszczalnik);
• w energetyce (jako chłodziwo);
• gasić pożary;
• w gotowaniu;
• w aptece i tak dalej.

Oczywiście, aby skutecznie wykorzystać tę substancję w działalności gospodarczej, konieczne jest szczegółowe zbadanie właściwości chemicznych wody.

Odmiany wody

Jak wspomniano powyżej, woda w przyrodzie może występować w trzech stanach: ciekłym (właściwie woda), stałym (kryształki lodu) i gazowym (para). Może też przybrać dowolną formę.

Istnieje kilka rodzajów wody. Tak więc, w zależności od zawartości kationów Ca i Na, woda może być:

• twardy;
• miękki.

• świeży;
• minerał;
• półsłony.

W ezoteryzmie i niektórych religiach występuje woda:

• martwy;
• na żywo;
• święty.

W chemii istnieją również takie pojęcia jak woda destylowana i dejonizowana.

Formuła wody i jej znaczenie biologiczne

Tlenek wodoru jest tym, co chemicy nazywają tą substancją. Wzór na wodę to: H 2 O. Oznacza to, że związek ten składa się z jednego atomu tlenu i dwóch atomów wodoru.

Wyjątkowe właściwości chemiczne wody zadecydowały o jej wyjątkowej roli w życiu organizmów żywych. To dzięki wodzie na naszej planecie istnieje życie biologiczne.

Najbardziej Cecha wyróżniająca woda jest taka, że ​​doskonale rozpuszcza się sama w sobie świetna ilość inne substancje (zarówno pochodzenia organicznego, jak i nieorganicznego). Ważną konsekwencją tej cechy jest to, że wszystkie reakcje chemiczne w organizmach żywych przebiegają dość szybko.

Ponadto, ze względu na wyjątkowe właściwości wody, występuje ona w stanie ciekłym, o niezwykle szerokim zakresie temperatur.

Właściwości fizyczne wody

Dzięki unikalnym wiązaniom wodorowym woda w normalnych warunkach środowiskowych jest w stanie ciekłym. To wyjaśnia wyjątkowo wysoką temperaturę wrzenia wody. Gdyby cząsteczki substancji nie były połączone tymi wiązaniami wodorowymi, woda gotowałaby się w temperaturze +80 stopni, a zamarzała - aż -100 stopni.

Woda wrze w temperaturze +100 stopni Celsjusza, a zamarza w temperaturze zera stopni. To prawda, że ​​\u200b\u200bw pewnych, określonych warunkach może zacząć zamarzać nawet w dodatnich temperaturach. Gdy woda zamarza, zwiększa swoją objętość (z powodu zmniejszenia gęstości). Nawiasem mówiąc, jest to prawie jedyna substancja w naturze, która ma podobne właściwości fizyczne. Oprócz wody tylko bizmut, antymon, german i gal rozszerzają się po zamrożeniu.

Substancja charakteryzuje się również dużą lepkością, a także dość silnym napięciem powierzchniowym. Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem substancji polarnych. Powinieneś również wiedzieć, że woda bardzo dobrze przewodzi przez siebie prąd. Cechę tę tłumaczy fakt, że woda prawie zawsze zawiera dużą liczbę rozpuszczonych w niej jonów soli.

Właściwości chemiczne wody (klasa 8)

Cząsteczki wody mają wyjątkowo wysoką polarność. Dlatego substancja ta w rzeczywistości składa się nie tylko z prostych cząsteczek H 2 O, ale także ze złożonych agregatów (wzór - (H 2 O) n).

Chemicznie woda jest bardzo aktywna, reaguje z wieloma innymi substancjami, nawet w zwykłych temperaturach. Podczas interakcji z tlenkami metali alkalicznych i metali ziem alkalicznych tworzy zasady.

Woda jest również w stanie rozpuszczać szeroką gamę chemikaliów - sole, kwasy, zasady, niektóre gazy. W przypadku tej właściwości jest często nazywany Rozpuszczalnik uniwersalny. Wszystkie substancje, w zależności od tego, czy rozpuszczają się w wodzie, czy nie, dzielą się zwykle na dwie grupy:

• hydrofilowy (dobrze rozpuszczalny w wodzie) - sole, kwasy, tlen, dwutlenek węgla itp.;
• hydrofobowy (słabo rozpuszczalny w wodzie) - tłuszcze i oleje.

Woda wchodzi również w reakcje chemiczne z niektórymi metalami (np. sodem), a także bierze udział w procesie fotosyntezy roślin.

Wreszcie...

Woda jest najbardziej rozpowszechnioną substancją nieorganiczną na naszej planecie. Występuje prawie wszędzie: na powierzchni ziemi iw jej głębinach, w płaszczu iw skałach, w wysokich warstwach atmosfery, a nawet w kosmosie.

Chemiczne właściwości wody są określone przez jej skład chemiczny. Należy do grupy substancji chemicznych substancje czynne. Woda wchodzi do wielu substancji

Woda pełni niezwykle ważną rolę w przyrodzie. Stwarza dogodne warunki do życia roślin, zwierząt, mikroorganizmów. Woda pozostaje cieczą w zakresie temperatur najbardziej sprzyjającym ich procesom życiowym, dla ogromnej masy organizmów jest siedliskiem. Wyjątkowe właściwości wody mają wyjątkową wartość dla życia organizmów. W zbiornikach woda zamarza od góry do dołu, co ma ogromne znaczenie dla żyjących w nich organizmów.

Nienormalnie wysoka pojemność cieplna właściwa wody sprzyja akumulacji ogromnych ilości ciepła, przyczynia się do powolnego nagrzewania i chłodzenia. Organizmy żyjące w wodzie są chronione przed ostrymi spontanicznymi wahaniami temperatury i składu, ponieważ stale dostosowują się do powolnych rytmicznych wahań - dziennych, sezonowych, rocznych i tak dalej. Woda ma zmiękczający wpływ na warunki pogodowe i klimatyczne. Nieustannie porusza się we wszystkich sferach Ziemi, wraz z przepływami cyrkulacyjnymi atmosfery - na duże odległości. Cyrkulacja wody w oceanie (prądy morskie) prowadzi do planetarnej wymiany ciepła i wilgoci. Znana jest rola wody jako potężnego czynnika geologicznego. Egzogeniczne procesy geologiczne na Ziemi związane są z działaniem wody jako czynnika erozyjnego. Erozja i niszczenie skał, erozja gleb, transport i depozycja substancji to ważne procesy geologiczne związane z wodą.

Większość substancji organicznych w biosferze to produkty fotosyntezy, w wyniku której z dwutlenku węgla i wody powstają substancje organiczne w roślinach wykorzystujących energię świetlną słońca. Woda jest jedynym źródłem tlenu uwalnianego do atmosfery podczas fotosyntezy. Woda jest niezbędna do przebiegu procesów biochemicznych i fizjologicznych w organizmie. Organizmy żywe, w tym ludzie, składające się w 80% z wody, nie mogą się bez niej obejść. Utrata 10-20% wody prowadzi do ich śmierci.

Woda odgrywa ogromną rolę w podtrzymywaniu życia ludzkiego. Wykorzystywany jest przez niego bezpośrednio do picia i na potrzeby gospodarstwa domowego, jako środek transportu i surowiec dla produktów przemysłowych i rolniczych, ma wartość rekreacyjną, ma duże znaczenie estetyczne. Jest to dalekie od pełnego wyliczenia roli wody w przyrodzie i życiu człowieka.

W naturze woda nie występuje w chemicznie czystej postaci. Jest to roztwór o złożonym składzie, który zawiera gazy (O 2 , CO 2 , H 2 S, CH 4 i inne), substancje organiczne i mineralne. W poruszających się strumieniach wody znajdują się zawieszone cząsteczki. Zdecydowana większość występuje w wodach naturalnych. pierwiastki chemiczne. Wody oceanów zawierają średnio 35 g/dm 3 (34,6-35,0 ‰) soli. Ich główną część stanowią chlorki (88,7%), siarczany (10,8%) i węglany (0,3%). Najmniej zmineralizowane są wody opadów atmosferycznych, ultrasłodkie wody potoków górskich i świeże jeziora.

W zależności od zawartości rozpuszczonych substancji mineralnych wyróżnia się wody: świeże o zawartości rozpuszczonych soli do 1 g/dm3, słonawe – do 1-25 g/dm3, słone – powyżej 25 g/dm3. Granicę między wodami słodkimi i słonawymi wyznacza średnia dolna granica odczuwania smaku przez człowieka. Granicę między wodami słonawymi i słonawymi wyznaczono na podstawie tego, że przy mineralizacji 25 g/dm3 punkt zamarzania i maksymalna gęstość ilościowo pokrywają się.