Вода и ее свойства физические и химические. Структура воды
Физические свойства воды
Структура воды
Под свойствами воды понимают совокупность биохимических, органолептических, физико-химических, физических, химических и других свойств воды. Многие свойства воды аномальны, это вызвано особенностями строения молекулы воды. Вода Н 2 О — это окись водорода, она является наиболее важным и распространенным веществом, в природе не существует чистой воды, в ней обязательно содержатся какие-либо примеси, чистая вода не имеет вкуса и запаха, прозрачна, ее получают в процессе перегонки, после этого она называется дистиллированной. Среди всех жидкостей вода имеет самое высокое поверхностное натяжение, исключение составляет только ртуть. Дистиллированная вода не проводит электрический ток, так как она слабый электролит и диссоциирует в малой степени. Тяжелой водой D 2 О называется та вода, в состав которой входит изотоп водорода дейтерий, химические реакции с такой водой протекают медленнее, чем с обычной. Физические свойства воды аномальны, вода является единственным веществом на Земле, существующим в жидком, твердом и газообразном состояниях. Ещё в ХХ веке человечество считало воду простым химическим элементом и даже не подозревало о ее сложном составе. Состав отдельно взятой капли воды, при условии полного ее очищения от примесей минеральных и органических веществ, всегда уникален, а ее свойства меняются в зависимости от физической природы составляющих ее атомов, способа формирования молекулы, и от объединения этих молекул в химическое соединение. Одним из самых замечательных и в то же время затрудняющим изучение воды свойством, является способность воды выступать в качестве универсального растворителя. Любое вещество, будь оно в твердом, жидком или газообразном состоянии, обязательно в какой-то степени растворяется в воде, поэтому вода всегда является раствором, имеющим очень сложный химический состав. И даже когда химический состав воды, взятой в различных местах, полностью идентичен, оказывается, что вода оказывает совершенно различное влияние на организм, так как условия формирования воды также определяют ее свойства. Следует отметить, что в природе не существует абсолютно чистой воды, а наиболее близкой к этому понятию является дождевая вода, хотя даже она в своем составе имеет некоторое количество примесей, которые попадают в нее из воздуха. А наиболее характерным растворителем является морская вода, так как она может растворить практически любое вещество, а ее состав может включать до 70 элементов периодической системы Менделеева, начиная с хлора, магния, натрия, серы, кальция и калия, брома, углерода, стронция и бора, которые содержатся в морской воде в больших количествах, и заканчивая редчайшими радиоактивными элементами в очень небольших долях. В зависимости от содержания в воде различных примесей ее можно разделить на несколько классов: От этого зависит и цвет воды. На первый взгляд, любая вода — прозрачная бесцветная жидкость, не имеющая ни вкуса, ни запаха, однако глубокие воды моря или океана выглядят голубыми, а вода горных рек кажется зеленой, именно присутствие различных примесей в воде придает ей различный цвет. Казалось бы, при современном оборудовании и технологиях на сегодняшний день мы знаем о воде все, но открываются новые и новые факты, которые показывают, что вода обладает нераскрытым потенциалом, который еще только предстоит узнать человечеству. Оказывается, что вода не только с древнейших времен служит для удовлетворения бытовых и промышленных нужд человека, но и защищает Землю летом от перегревания, а зимой, отдавая ей свое тепло, от перемерзания. Избыток углекислого газа, вырабатываемый в процессе жизнедеятельности человека, мог бы привести к катастрофическим последствиям, если бы не был поглощен водами мирового океана. Вода обладает специфическими свойствами, которые не присущи не одному химическому соединению, так, к примеру, при переходе воды из жидкого состояния в твердое, она не увеличивает свою плотность, а увеличивает объем. Это связано с молекулярным строением льда: Не обладай вода этим свойством, возникновение жизни на Земле не было бы возможно, так как возникший на поверхности водоема лед сразу же тонул и реки, моря и даже океаны промерзли бы до самого дна. Итак, одним из факторов, определяющих свойства воды, является ее молекулярный состав. Молекула воды имеет слабые водородные связи, что позволяет воде испаряться, то есть если поместить воду в открытый сосуд, то постепенно все молекулы воды переместятся в воздух. Если же сосуд закрыть, то вода будет испаряться до тех пор, пока не будет достигнуто некое равновесие, которое объясняется давлением, оказываемым молекулами водяного пара, скопившегося между крышкой сосуда и оставшейся водой. Испарение происходит даже в твердом состоянии воды, то есть с поверхности льда или снега. При этом вязкость воды напрямую зависит от ее температуры, чем выше температура, тем меньше вязкость, при достижении точки кипения воды вязкость уменьшается в 8 раз, нежели при ее точке замерзания. Давайте вспомним все уже известные нам реакции, в которых участвует вода. Для этого напишем уравнения и систематизируем их. Оказывается, вода — весьма активное в химическом отношении вещество. Наиболее легко реагируют щелочные и щелочноземельные металлы I и II групп. Из неметаллов с водой реагируют, например, углерод и его водородное соединение метан. Эти вещества гораздо менее активны, чем металлы, но все же способны реагировать с водой при высокой температуре: В отличие от предыдущих, эти реакции не окислительно-восстановительные, а реакции соединения: Примеры таких реакций мы уже встречали: Часть из них практически не растворима в воде и поэтому с водой не реагирует. Мы уже встречались с такими оксидами. Это ZnO, TiO 2 , Cr 2 O 3 , из которых приготовляют, например, стойкие к воде краски. Оксиды железа также не растворимы в воде и не реагируют с ней. Это так называемые гидраты. Если гидрат кристаллический, то он называется кристаллогидратом. Приведем другие примеры образования гидратов: H 2 O гидрат едкого натра Соединения, связывающие воду в гидраты и кристаллогидраты, используют в качестве осушителей. С их помощью, например, удаляют водяные пары из влажного атмосферного воздуха. Достаточно часто встречаются упоминания о том, что вода может запоминать, хранить и передавать информацию о воздействиях. То есть, обладает памятью. Считается также, что, негативное воздействие например, плохие мысли , записавшись в воде, передаются с водой человеку. Также и положительные мысли записываются и передаются человеку с водой. Особый ужас вызывает упоминание о том, что вода в городском водопроводе проходит по трубам под прямым углом и попадает в квартиры не только с искажённой структурой, но и полная негативной информации, которую несёт город. Что можно сказать об этом? Что из возможно правильных предпосылок сделаны неправильные выводы. Потому что вода не обладает способностью запоминать в прямом значении этого слова. Прямое значение относится к людям и другим живым организмам, которые обладают нервной системой и памятью. Организмы, обладающие нервной системой, способны запомнить определённое воздействие и игнорировать другие воздействия, которые происходят одновременно. Это важное свойство предназначено для того, чтобы живые организмы могли запомнить атаку тигра и отличить её от простого шума ветра в траве. Если живые организмы не могут этого делать не запоминают то, что надо , то они долго не живут. Или живут долго, но несчастливо — без лап и хвостов. За память живых организмов отвечает в частности нервная система. В зависимости от воздействия меняется структура воды и сохраняется некоторое время. Эта сохранившаяся структура и воздействует на человека. Представьте себе стакан воды на столе посреди кухни. Предположим, вода запоминает информацию. Что она запомнит за пять минут стояния? Приятную беседу других соседей. Тепло от холодильника и батареи. Излучение от телевизора в квартире и от телевизоров в соседних квартирах. И многое, многое другое. Все эти воздействия отражаются на структуре воды. Какова будет результирующая структура? Воде нечем отличить один раздражитель от другого. Далее, интенсивность изменения структуры воды зависит от интенсивности информационного потока к ней на данный момент. То есть, если за пять минут стояния стакана воды более сильным был шум от ругани соседей, то структура воды в большей степени изменится под воздействием этого фактора, а не хороших мыслей испытателя. То есть, в короткий промежуток времени возможно доминирование структуры воды как результата более активного информационного потока. Но это доминирование накладывается на уже существовавшую структуру. Какая именно — неизвестно. А на шестой минуте за окном проедет трактор и своей шумовой вибрацией уничтожит всю предыдущую структуру. Когда люди заявляют, что они своими мыслями превратили воду в красивую снежинку, то они не указывают массу важных данных: Шёл ли где-нибудь поблизости ремонт? Работал ли рядом телевизор или радиоприёмник? Иными словами, результаты замораживания воды для проверки её структуры являются неверными и неполными настолько, насколько не были исключены любые посторонние воздействия, включая микроволновые, длинноволновые, ультрафиолетовые, инфракрасные, шумовые, мысленные и т. Только правильная, продуманная организация эксперимента позволяет получить корректные результаты, на которых можно делать правильные выводы. Электронные учебные материалы по экологии.
В твёрдом состоянии называется льдом или снегом, а в газообразном — водяным паром. Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества соли, газы. Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Из общего количества воды на Земле, равного 1 млрд. Всего количества океанической воды хватило бы на то, чтобы покрыть ею земной шар слоем более 2,5 километров. На каждого жителя Земли приблизительно приходится 0,33 кубических километров морской воды и 0, кубических километров пресной воды. Но трудность в том, что подавляющая часть пресной воды на Земле находится в таком состоянии, которое делает её труднодоступной для человека. Молекулы воды обнаружены в межзвёздном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет солнечной системы и их спутников. Состав воды по массе: Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед всплывает на поверхность. Она плохо проводит теплоту и очень плохо проводит электричество. Вода — хороший растворитель. Поэтому молекула воды — диполь: Благодаря полярности молекул воды электролиты в ней диссоциируют на ионы. В жидкой воде наряду с обычными молекулами Н20 содержатся ассоциированные молекулы, т. Наличием водородных связей между молекулами воды объясняются аномалии ее физических свойств: С повышением температуры водородные связи разрываются, и полный разрыв наступает при переходе воды в пар. Вода — весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочно-земельными металлами. Вода образует многочисленные соединения - кристаллогидраты. Очевидно, соединения, связывающие воду, могут служить в качестве осушителей. Из других осушающих веществ можно указать Р, СаО, ВаО, металлический Ма они тоже химически взаимодействуют с водой , а также силикагель. К важным химическим свойствам воды относится ее способность вступать в реакции гидролитического разложения. Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается. Соответственно, при остывании - плотность падает. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: Все эти особенности связаны с наличием водородных связей. Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По причине этого, а также того, что ион водорода протон не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома соседней молекулы. Благодаря этому, каждый атом кислорода притягивается к атомам водорода других молекул и наоборот. Определенную роль играет протонное обменное взаимодействие между молекулами и внутри молекул воды. Каждая молекула воды может участвовать максимум в четырёх водородных связях: При испарении рвутся все оставшиеся связи. Разрыв связей требует много энергии, отсюда высокая температура и удельная теплота плавления и кипения и высокая теплоёмкость. Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями. По сходным причинам вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества. Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле. Чистая не содержащая примесей вода — хороший изолятор. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи. При снижении давления температура плавления воды медленно растёт, а температура кипения — падает. Такое давление и температура называются тройной точкой воды. При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар. Температура возгонки льда падает со снижением давления. При росте давления температура кипения воды растёт, плотность водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды — падает. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, следовательно, нет и кипения или испарения. Так же возможны метастабильные состояния — пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивой фазой происходит переход. И кислород, и водород имеют природные и искусственные изотопы. В зависимости от типа изотопов, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды:. Вода является наиболее распространённым растворителем на Земле, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Сама по себе вода относительно инертна в обычных условиях, но её сильно полярные молекулы сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз, и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности. Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях — жидком, газообразном и твёрдом и в свою очередь приобретать самые разные формы, которые зачастую соседствуют друг с другом. Водный пар и облака в небе, морская вода и айсберги, горные ледники и горные же реки, водоносные слои в земле. Вода способна растворять в себе много веществ, приобретая тот или иной вкус. Огромный слой соленой воды, покрывающий большую часть Земли, представляет собой единое целое и имеет примерно постоянный состав. Его объем достигает 1,35 миллиардов кубических километров. Появились города-гиганты с населением более ти млн. Развитие промышленности, транспорта, энергетики, индустриализация сельского хозяйства привели к тому, что антропогенное воздействие на окружающую среду приняло глобальный характер. Повышение эффективности мер по охране окружающей среды связано прежде всего с широким внедрением ресурсосберегающих, малоотходных и безотходных технологических процессов, уменьшением загрязнения воздушной среды и водоемов. Охрана окружающей среды представляет собой весьма многогранную проблему, решением которой занимаются, в частности, инженерно-технические работники практически всех специальностей, которые связаны с хозяйственной деятельностью в населенных пунктах и на промышленных предприятиях, которые могут являться источником загрязнения в основном воздушной и водной среды. Поверхностные воды в основном сосредоточены в океане, содержанием 1 млрд. Поверхность океана акватория составляет млн. Она примерно в 2,4 раза больше площади суши территории, занимающей млн. Вода в океане соленая, причем большая ее часть более 1 млрд. Заметные различия в солености и температуре наблюдаются почти исключительно в поверхностном слое воды, а также в окраинных и особенно в средиземных морях. Содержание растворенного кислорода в воде существенно уменьшается на глубине метров. Большая часть пресной воды содержится в снегах и пресноводных айсбергах, находящихся в районах в основном Южного полярного круга. Годовой мировой речной сток пресной воды составляет 37,3 тыс. Кроме того, может использоваться часть подземных вод, равная 13 тыс. К сожалению, большая часть речного стока в России, составляющая около кубических километров, приходится на малоплодородные и малозаселенные северные территории. При отсутствии пресной воды используют соленую поверхностную или подземную воду, производя ее опреснение или гиперфильтрацию: Оба эти процесса весьма энергоемки, поэтому представляет интерес предложение, состоящее в использовании в качестве источника пресной воды пресноводных айсбергов или их части , которые с этой целью буксируют по воде к берегам, не имеющим пресной воды, где организуют их таяние. По предварительным расчетам разработчиков этого предложения, получение пресной воды будет примерно вдвое менее энергоемки по сравнению с опреснением и гиперфильтрацией. Впрочем, некоторые из них, например коклюш, ветрянка, туберкулез передаются и через воздушную среду. С целью борьбы с распространением заболеваний через водную среду Всемирная организация здраво охранения ВОЗ объявила текущее десятилетие десятилетием питьевой воды. Пресные водные ресурсы существуют благодаря вечному круговороту воды. В результате испарения образуется гигантский объем воды, достигающий тыс. Каждый год испаряется слой воды толщиной примерно мм. Часть ее вновь выпадает с осадками в океан, а часть переносится ветрами на сушу и здесь питает реки и озера, ледники и подземные воды. Скорость возобновления и определяет доступные человечеству ресурсы. Скорость водообмена здесь меньше, чем в океане, и составляет лет. Поверхностные воды суши обновляются примерно в раз быстрее, чем в океане. Еще быстрее, примерно за суток, обновляются воды рек. Наибольшее практическое значение для человечества имеют пресные воды рек. Реки всегда были источником пресной воды. Но в современную эпоху они стали транспортировать отходы. Отходы на водосборной территории по руслам рек стекают в моря и океаны. Большая часть использованной речной воды возвращается в реки и водоемы в виде сточных вод. До сих пор рост очистных сооружений отставал от роста потребления воды. И на первый взгляд в этом заключается корень зла. На самом деле все обстоит гораздо серьезнее. Такая вода вновь может стать пригодной для потребления только после многократного разбавления чистой природной водой. И здесь для человека важно соотношение абсолютного количества сточных вод, хотя бы и очищенных, и водного стока рек. Мировой водохозяйственный баланс показал, что на все виды водопользования тратится км воды в год. Расчеты на г. Это означает, что ресурсы полного мирового речного стока будут близки к исчерпанию, а во многих районах мира они уже исчерпаны. Ведь 1 км очищенной сточной воды "портит" 10 км речной воды, а не очищенной — в раз больше. Количество пресной воды не уменьшается, но ее качество резко падает, она становится не пригодной для потребления. Человечеству придется изменить стратегию водопользования. Необходимость заставляет изолировать антропогенный водный цикл от природного. Практически это означает переход на замкнутое водоснабжение, на маловодную или малоотходную, а затем на "сухую" или безотходную технологию, сопровождающуюся резким уменьшением объемов потребления воды и очищенных сточных вод. Запасы пресной воды потенциально велики. Однако в любом районе мира они могут истощиться из-за нерационального водопользования или загрязнения. Число таких мест растет, охватывая целые географические районы. Объем потребляемой воды зависят от региона и уровня жизни и составляет от 3 до л в сутки на одного человека. Потребление воды промышленностью также зависит от экономического развития данного района. Наиболее водоемкие отрасли промышленности — сталелитейная, химическая, нефтехимическая, целлюлозно-бумажная и пищевая. Главный же потребитель пресной воды — сельское хозяйство: Суммарный сток рек СНГ СССР за год составляет км. Но распределены водные ресурсы крайне неравномерно. Многие районы страны недостаточно обеспечены водой. Это юг и юго-восток европейской части СНГ, Прикаспийская низменность, юг Западной Сибири и Казахстана, и некоторые другие районы Средней Азии, юг Забайкалья, Центральная Якутия. Наиболее обеспечены водой северные районы СНГ, Прибалтика, горные районы Кавказа, Средней Азии, Саян и Дальнего Востока. Сток рек изменяется в зависимости от колебаний климата. Вмешательство человека в естественные процессы затронуло уже и речной сток. В сельском хозяйстве большая часть воды не возвращается в реки, а расходуется на испарение и образование растительной массы, так как при фотосинтезе водород из молекул воды переходит в органические соединения. На сток рек Дальнего Востока, Сибири и Севера европейской части страны хозяйственная деятельность человека пока почти не повлияла. Заметно уменьшился водный сток в Волге, Сырдарье и Амударье. Уровень Арала упал на 12,5 м. Ограниченные и даже скудные во многих странах запасы пресных вод значительно сокращаются из-за загрязнения. Обычно загрязняющие вещества разделяют на несколько классов в зависимости от их природы, химического строения и происхождения. Пресные водоемы загрязняются в основном в результате спуска в них сточных вод от промышленных предприятий и населенных пунктов. В результате сброса сточных вод изменяются физические свойства воды повышается температура, уменьшается прозрачность, появляются окраска, привкусы, запахи ; на поверхности водоема появляются плавающие вещества, а на дне образуется осадок; изменяется химический состав воды увеличивается содержание органических и неорганических веществ, появляются токсичные вещества, уменьшается содержание кислорода, изменяется активная реакция среды и др. Загрязненные водоемы становятся непригодными для питьевого, а часто и для технического водоснабжения; теряют рыбохозяйственное значение и т. Общие условия выпуска сточных вод любой категории в поверхностные водоемы определяются народнохозяйственной их значимостью и характером водопользования. После выпуска сточных вод допускается некоторое ухудшение качества воды в водоемах, однако это не должно заметно отражаться на его жизни и на возможности дальнейшего использования водоема в качестве источника водоснабжения, для культурных и спортивных мероприятий, рыбохозяйственных целей. Наблюдение за выполнением условий спуска производственных сточных вод в водоемы осуществляется санитарно-эпидемиологическими станциями и бассейновыми управлениями. Нормативы качества воды водоемов хозяйственно-питьевого культурно-бытового водопользования устанавливают качество воды для водоемов по двум видам водопользования: Отнесение водоемов к тому или иному виду водопользования проводится органами Государственного санитарного надзора с учетом перспектив использования водоемов. Приведенные в правилах нормативы качества воды водоемов относятся к створам, расположенным на проточных водоемах на 1 км выше ближайшего по течению пункта водопользования, а на непроточных водоемах и водохранилищах на 1км в обе стороны от пункта водопользования. Большое внимание уделяется вопросам предупреждения и устранения загрязнений прибрежных районов морей. Нормативы качества морской воды, которые должны быть обеспечены при спуске сточных вод, относятся к району водопользования в отведенных границах и к створам на расстоянии м в стороны от этих границ. При использовании прибрежных районов морей в качестве приемника производственных сточных вод содержание вредных веществ в море не должно превышать ПДК, установленные по санитарно-токсикологическому, общесанитарному и рганолептическому лимитирующим показателям вредности. При этом требования к спуску сточных вод дифференцированы применительно к характеру водопользования. Море рассматривается не как источник водоснабжения, а как лечебный оздоровительный, культурно бытовой фактор. Поступающие в реки, озера, водохранилища и моря загрязняющие вещества вносят значительные изменения в установившийся режим и нарушают равновесное состояние водных экологических систем. В результате процессов превращения загрязняющих водоемы веществ, протекающих под воздействием природных факторов, в водных источниках происходит полное или частичное восстановление их первоначальных свойств. При этом могут образовываться вторичные продукты распада загрязнений, оказывающих отрицательно влияние на качество воды. Самоочищение воды водоемов — это совокупность взаимосвязанных гидродинамических, физико-химических, микробиологических и гидробиологических процессов, ведущих к восстановлению первоначального состояния водного объекта. В связи с тем, что в сточных водах промышленных предприятий могут содержаться специфические загрязнения, их спуск в городскую водоотводящую сеть ограничен рядом требований. Выпускаемые в водоотводящую сеть производственные сточные воды не должны: Производственные сточные воды не удовлетворяющие этим требованиям, должны предварительно очищаться и лишь после этого сбрасываться в городскую водоотводящую сеть. Вода - одно из главных богатств на Земле. Трудно представить, что стало бы с нашей планетой, если бы исчезла пресная вода. Человеку нужно выпивать в день около 1,7 литров воды. И примерно в 20 раз больше ежедневно требуется каждому из нас для мытья, приготовления пищи и так далее. Угроза исчезновения пресной воды существует. От загрязнения воды страдает всё живое, она вредна для здоровья человека. Вода — вещество привычное и необычное. Известный советский ученый академик И. А доктор биологических наук Б. Учебное пособие для вузов. Взаимодействие природы и общества: Уникальные свойства воды, из фильма "Вода. Все материалы в разделе "Экология". Содержание Введение 3 Физические свойства воды. Вода обладает рядом необычных особенностей: Необычные свойства обычной воды. Влияние природы воды на прорастание семян. Нагревание воды и … экономический кризис. Гигиенические требования к качеству питьевой воды и её санитарная оценка.
Польза и вред соды для организма
Видео как достать соседку полный гламур
Как делают лекала для одежды
График занятий в домашних условиях
Культура 18 века в россии таблица