(čl. konvencija)
(na 20 °C)
71% površine je voda
Voda je ključna u nastanku i održavanju života na Zemlji, u kemijskoj strukturi živih organizama, u formiranju klime i vremena.
Fizička i kemijska svojstva
Fizička svojstva
Voda ima nekoliko neobičnih svojstava:
Sve te značajke povezane su s prisutnošću vodikovih veza. Zbog velike razlike u elektronegativnosti između atoma vodika i kisika, elektronski oblaci su jako pristrani prema kisiku. Zbog toga, kao i činjenice da vodikov ion nema unutarnjih elektronskih slojeva i male je veličine, može prodrijeti u elektronsku ljusku negativno polariziranog atoma susjedne molekule. Zbog toga se svaki atom kisika privlači prema atomima vodika drugih molekula i obrnuto. Svaka molekula vode može sudjelovati u najviše četiri vodikove veze: 2 atoma vodika - svaki u jednoj, a atom kisika - u dvije; U tom su stanju molekule u kristalu leda. Kada se led otopi, neke od veza pucaju, što omogućuje čvršće pakiranje molekula vode; Kada se voda zagrijava, veze nastavljaju pucati i njezina gustoća raste, ali na temperaturama iznad 4 °C taj učinak postaje slabiji od toplinskog širenja. Tijekom isparavanja, sve preostale veze su prekinute. Za kidanje veza potrebno je mnogo energije, otuda visoka temperatura i specifična toplina taljenja i vrenja te veliki toplinski kapacitet. Viskoznost vode posljedica je činjenice da vodikove veze sprječavaju molekule vode da se kreću različitim brzinama.
Kap koja udara o površinu vode
Iz sličnih razloga, voda je dobro otapalo za polarne tvari. Svaka molekula otopljene tvari okružena je molekulama vode, pri čemu pozitivno nabijeni dijelovi molekule otopljene tvari privlače atome kisika, a negativno nabijeni dijelovi privlače atome vodika. Budući da je molekula vode male veličine, mnoge molekule vode mogu okružiti svaku molekulu otopljene tvari.
Ovo svojstvo vode koriste živa bića. Otopine međusobno djeluju u živoj stanici iu međustaničnom prostoru razne tvari u vodi. Voda je neophodna za život svih jednostaničnih i višestaničnih živih bića na Zemlji bez iznimke.
Čista (bez nečistoća) voda je dobar izolator. U normalnim uvjetima voda je slabo disocirana, a koncentracija protona (točnije hidronijevih 3+ iona) i hidroksilnih iona iznosi 0,1 µmol/l. No kako je voda dobro otapalo, u njoj su gotovo uvijek otopljene određene soli, odnosno u vodi postoje pozitivni i negativni ioni. Zahvaljujući tome voda provodi struju. Električna vodljivost vode može se koristiti za određivanje njezine čistoće.
Agregatna stanja
Kemijska svojstva
Voda je najčešće otapalo na Zemlji, uvelike određujući prirodu zemaljske kemije kao znanosti. Veći dio kemije, na početku kao znanosti, započeo je upravo kao kemija vodenih otopina tvari. Ponekad se smatra amfolitom - istovremeno i kiselinom i bazom (kation H+ anion OH-). U nedostatku stranih tvari u vodi, koncentracija hidroksidnih iona i vodikovih iona (ili hidronijevih iona) je ista, pK a ≈ cca. 16.
Voda je sama po sebi relativno inertna u normalnim uvjetima, ali njezine visoko polarne molekule solvatiraju ione i molekule te tvore hidrate i kristalne hidrate. Solvoliza, a posebno hidroliza, javlja se u živoj i neživoj prirodi, a široko se koristi u kemijskoj industriji.
Voda u prirodi
Istraživanje vode
Hidrologija
Hidrologija se dalje dijeli na oceanologiju, kopnenu hidrologiju i hidrogeologiju.
Oceanologija se dalje dijeli na biologiju oceana, kemiju oceana, geologiju oceana, fizičku oceanologiju i interakcije oceana i atmosfere.
Hidrologija kopna dijeli se na riječnu hidrologiju ( riječna hidrologija, potamologija), znanost o jezerima (limnologija), znanost o močvarama, glaciologija.
Biološka uloga
Voda ima jedinstvenu ulogu kao tvar koja određuje mogućnost postojanja i samog života svih bića na Zemlji. Djeluje kao univerzalno otapalo u kojem se odvijaju osnovni biokemijski procesi živih organizama. Jedinstvenost vode je u tome što otapa i organske i anorganske tvari, osiguravajući visoku brzinu kemijskih reakcija i, u isto vrijeme, dovoljnu složenost nastalih složenih spojeva. Zahvaljujući
itd.), prisutna u tlu, obavezna je. sastavni dio svih živih bića.
Izotopni sastav. Postoji 9 vrsta stabilnih izotopa vode. Njihov prosječni sadržaj u slatkoj vodi je sljedeći (mol%): 1 H 2 16 O - 99,13; 1H2180 - 0,2; 1N217 0-0,04; 1H20160-0,03; preostalih pet izotopskih vrsta prisutno je u vodi u zanemarivim količinama. Osim stabilnih izotopskih vrsta, voda sadrži malu količinu radioaktivnog 3 H 2 (ili T 2 O). Izotopski sastav prirodne vode različitog porijekla nekoliko varira. Omjer 1 H/2 H je posebno varijabilan: in svježa voda ah - u prosjeku 6900, u morskoj vodi -5500, u - 5500-9000. Prema tjelesnom svojstva D 2 O se znatno razlikuju od obična voda(cm.). Voda koja sadrži 18 O bliža je vodi s 16 O.
Phys. svojstva vode su abnormalna. na bankomatu praćeno smanjenjem volumena za 9%. Temperaturni koef. volumetrijsko širenje i tekuća voda negativan na t-pax odn. ispod -210°C i 3,98°C. C° se gotovo udvostručuje iu rasponu od 0-100°C gotovo je neovisno o temperaturi (postoji minimum na 35°C). Minimalna izotermna (44,9*10 -11 Pa -1), promatrano na 46°C, izraženo je prilično jasno. Pri niskim temperaturama do 30 °C voda opada s porastom temperature. Visoki dielektrik Propusnost i dipolni moment vode određuju njezinu dobru sposobnost otapanja u odnosu na polarne i ionske tvari. Zahvaljujući visoke vrijednosti C°, a voda je važan regulator klime. uvjeta na zemlji, stabilizirajući t-ru na njezinoj površini. Štoviše, blizina kut N-O-N do tetraedarske (109° 28") uzrokuje labavost struktura i tekuću vodu te, kao posljedicu, anomalnu ovisnost gustoće o temperaturi. Stoga se velika vodena tijela ne smrzavaju do dna, što omogućuje postojanje života u njima.
Stol 1 - SVOJSTVA VODE I VODE KOJA SE NALAZI U 
Ali gustoća modifikacija II-VI znatno je niža od one koju bi led mogao imati na . Dovoljno je samo u modifikacijama VII i VIII visoka gustoća pakiranja: u svojoj su strukturi jedna u drugu umetnute dvije pravilne mreže izgrađene od tetraedra (slične onima koje postoje u kubičnim niskotemperaturnim Ic, izostrukturnim); pritom se čuva sustav pravocrtnih i koordinata. broj se udvostručuje i doseže 8. Raspored u VII i VIII sličan je rasporedu u i mnogim drugim. U običnom (Ih) i kubičnom (Ic), kao i u HI, V-VII, orijentacija nije definirana: oba najbliža O oblikuju s njim, što može. usmjeren na bilo koja dva od četiri susjedna vrha tetraedra. Dielektrik propusnost ovih modifikacija je visoka (veća nego kod tekuće vode). Modifikacije II, VIII i IX su orijentacijski poredane; njihov dielektrik propusnost je niska (cca. 3). VIII je verzija VII prema rasporedu, a IX je III. Gustoće orijentacijski uređenih modifikacija (VIII, IX) bliske su gustoćama odgovarajućih nesređenih modifikacija (VII, III).
Voda poput . Voda mnoge dobro otapa. polarne i disocirajuće na supstancije. Tipično, pH raste s porastom temperature, ali ponekad je ovisnost o temperaturi složenija. Dakle, r-stvarnost je pluralna. , a pri porastu temperature opada ili prvo raste, a zatim prolazi kroz maksimum. pH vrijednost niskopolarnih tvari (uključujući i one uključene u) u vodi je niska i kada temperatura poraste, obično se prvo smanjuje, a zatim prolazi kroz minimum. S povećanjem p-stope raste, prolazeći kroz maksimum pri visokim vrijednostima. Mnoge tvari, kada se otope u vodi, reagiraju s njom. Na primjer, otopine NH 3 mogu sadržavati NH 4 (vidi također). Između otopljenih u vodi,
Dok se najvjerojatnije sjećate da je za sve druge tvari njihova čvrsta faza teža od tekuće faze.
Sukladno tome, dobro je što je led lakši od vode – a to je ujedno i glavno svojstvo vode koje omogućuje život u sadašnjem obliku.
Pa, da to svojstvo vode ne postoji, morali bismo se razvijati na bazi, primjerice, amonijaka. Kakvo je to zadovoljstvo :)
Sada se usredotočimo na činjenicu da voda može ispariti tijekom vrenja. Ali to nije glavno svojstvo vode - budući da gotovo svaka tvar isparava kuhanjem i u tome nema ništa loše. Važno je da voda isparava kako u tekućem stanju, tako i s površine leda. Zašto je ovo svojstvo važnije od isparavanja ključanjem? Evo zašto.
Činjenica da voda može ispariti ne samo kad ključa glavno je svojstvo vode, jer to omogućuje kruženje vode u prirodi. Što je svakako dobro, budući da se voda ne nakuplja na jednom mjestu, već se više-manje ravnomjerno raspoređuje po planetu. To jest, grubo govoreći, pustinja Sahara nije toliko vruća i suha koliko bi mogla biti, jer na Antarktici voda isparava s površine ledenjaka. Pa, oceani igraju važnu ulogu u tome.
U skladu s tim, bez ciklusa vode u prirodi, život bi sjedio u blizini nekoliko oaza, a ostatak mjesta bila bi suha pustinja, gdje nema ni kapi vlage.
I zato je svojstvo vode da isparava glavno svojstvo vode.
Naravno, ne samo da voda može ispariti bez ključanja. Većina aromatskih spojeva (alkoholi, eteri, kloroform itd.) ne isparavaju pri vrenju. Ali voda ima jednu važnu prednost, još jedno osnovno svojstvo - voda nije otrovna za žive organizme. Dok su alkoholi i eteri otrovni. Usput, više o toksičnosti (i kako se nositi s njom) etil alkohol, odnosno votke, u članku “Pozitivna svojstva strukturirane votke”.
Naravno, u modernim uvjetima a voda može postati otrovna. Ali oni se nose s tim za vodu, a to nije toliko veliki problem tako da se s tim ne može nositi.
Dakle, još jedno glavno svojstvo vode je da nije otrovna.
Inače bismo, opet, bili drugačiji :)
I na kraju, glavno svojstvo vode, koje je važno ne samo za život, već i za industriju: voda se prilično sporo zagrijava i sporo hladi (tj. može apsorbirati puno topline). Ovo svojstvo štiti ljude i druge životinje te Zemlju od pregrijavanja. I hipotermija. Zbog toga živi organizmi mogu preživjeti na -50 stupnjeva Celzijevih i na +50 stupnjeva. Da smo izgrađeni na temelju druge tvari, ne bismo mogli podnijeti toliki temperaturni raspon.
Osim toga, mora se uzeti u obzir da toplo i hladna voda imaju različite težine- topla voda je lakša, hladna voda je teža. Sukladno tome, u oceanu se događa stratifikacija vode – i po salinitetu i po temperaturi. A u oceanu je moguć upravo onakav život kakav je sada organiziran. Pa, budući da smo svi došli iz oceana, da nije bilo tog svojstva vode, također bismo bili potpuno drugačiji.
I konačno, svojstvo vode da apsorbira toplinu i bude na površini u zagrijanom stanju omogućuje postojanje takvih stvari kao tople struje- a posebno Golfska struja. Koja grije cijelu Europu, a bez koje bi na mjestu Europe bila tundra s tajgom, a ne vinogradi.
Možda ćete navesti još neka osnovna svojstva vode, ali ova gore navedena su, po mom mišljenju, doista temeljna, jer o njima ovisi postojanje života na planeti upravo u onom obliku u kojem život postoji. Nadam se da će vam ove informacije biti od koristi kada trebate odgovoriti na pitanja znatiželjne djece :)
A evo i obećane prezentacije na temu “Osnovna svojstva vode” za preuzimanje: http://festival.1september.ru/articles/513123/
Dakle, osnovna svojstva vode su svojstva zahvaljujući kojima smo svi živi!
I imamo izgled i oblik kakav imamo :)
druge tvari se ne otapaju POTPUNO u vodi
Voda je jedna od najzastupljenijih tvari u prirodi (hidrosfera zauzima 71% Zemljine površine). Voda igra vitalnu ulogu u geologiji i povijesti planeta. Bez vode ne mogu postojati živi organizmi. Činjenica je da se ljudsko tijelo sastoji od gotovo 63% - 68% vode. Gotovo svi bio kemijske reakcije u svakoj živoj stanici postoje reakcije vodene otopine... U otopinama (uglavnom vodenim) većina tehnološki procesi u poduzećima kemijska industrija, u proizvodnji lijekovi I prehrambeni proizvodi. I u metalurgiji je voda iznimno važna, i to ne samo za hlađenje. Nije slučajno da je hidrometalurgija - ekstrakcija metala iz ruda i koncentrata pomoću otopina raznih reagensa - postala važna industrija.
Vodo, nemaš boje, okusa, mirisa,
ne možeš se opisati, u tebi se uživa,
ne znajući što si. Nemoguće je reći
ono što je potrebno za život: ti si sam život.
Ispunjavaš nas radošću,
što se ne može objasniti našim osjećajima.
S tobom nam se vraća snaga,
s kojim smo se već oprostili.
Tvojom milošću oni ponovno počinju u nama
suha vrela naših srca žubore.
(A. de Saint-Exupéry. Planet ljudi)
Napisao sam esej na temu "Voda je najčudesnija tvar na svijetu." Odabrao sam ovu temu jer je najviše stvarna tema, budući da je voda najvažnija tvar na Zemlji bez koje ne može postojati nijedan živi organizam niti se odvijaju biološke, kemijske reakcije ili tehnološki procesi.
Voda je najčudesnija tvar na Zemlji
Voda je poznata i neobična tvar. Poznati sovjetski znanstvenik akademik I. V. Petryanov nazvao je svoju znanstveno-popularnu knjigu o vodi "najneobičnijom tvari na svijetu". A "Zabavna fiziologija", koju je napisao doktor bioloških znanosti B.F. Sergeev, počinje poglavljem o vodi - "Tvar koja je stvorila naš planet".
Znanstvenici su potpuno u pravu: ne postoji supstanca na Zemlji koja je za nas važnija od obične vode, a u isto vrijeme ne postoji nijedna druga supstanca čija bi svojstva imala toliko kontradikcija i anomalija kao njezina svojstva.
Gotovo 3/4 površine našeg planeta zauzimaju oceani i mora. Tvrda voda - snijeg i led - pokriva 20% kopna. Klima planeta ovisi o vodi. Geofizičari tvrde da bi se Zemlja davno ohladila i pretvorila u beživotni komad kamena da nije bilo vode. Ima vrlo visok toplinski kapacitet. Kada se zagrije, apsorbira toplinu; ohladivši se daje. Zemljina voda apsorbira i vraća puno topline i time "ujednačava" klimu. A ono što Zemlju štiti od kozmičke hladnoće su te molekule vode koje su raspršene u atmosferi – u oblacima i u obliku pare... Bez vode se ne može – to je najvažnija tvar na Zemlji.
Struktura molekule vode
Ponašanje vode je "nelogično". Ispada da se prijelaz vode iz krutine u tekućinu i plin događa na temperaturama mnogo višim nego što bi trebale biti. Za ove anomalije pronađeno je objašnjenje. Molekula vode H 2 O građena je u obliku trokuta: kut između dviju veza kisik-vodik je 104 stupnja. No budući da se oba atoma vodika nalaze na istoj strani kisika, električni naboji raspršeni su u njemu. Molekula vode je polarna, što je razlog posebne interakcije između njezinih različitih molekula. Atomi vodika u molekuli H 2 O, s djelomičnim pozitivnim nabojem, međusobno djeluju s elektronima atoma kisika susjednih molekula. Ova kemijska veza naziva se vodikova veza. Spaja molekule H 2 O u jedinstvene polimere prostorne strukture; ravnina u kojoj se nalaze vodikove veze okomita je na ravninu atoma iste molekule H 2 O. Interakcija među molekulama vode prvenstveno objašnjava nenormalno visoke temperature njezina taljenja i vrenja. Mora se unijeti dodatna energija da bi se olabavile i zatim uništile vodikove veze. A ova energija je vrlo značajna. Zbog toga je, usput rečeno, toplinski kapacitet vode tako visok.
Kakve veze ima H 2 O?
Molekula vode sadrži dvije polarne kovalentne veze H-O.
Nastaju zbog preklapanja dvaju jednoelektronskih p oblaka atoma kisika i jednoelektronskih S oblaka dvaju atoma vodika.
U molekuli vode atom kisika ima četiri elektronska para. Dva od njih sudjeluju u stvaranju kovalentnih veza, tj. su obvezujući. Dva druga elektronskih parova su neobvezujući.
U molekuli postoje četiri polna naboja: dva su pozitivna i dva negativna. Pozitivni naboji koncentrirani su na atomima vodika, jer je kisik više elektronegativan od vodika. Dva negativna pola potječu od dva nevezujuća elektronska para kisika.
Takvo razumijevanje strukture molekule omogućuje objašnjenje mnogih svojstava vode, posebice strukture leda. U kristalnoj rešetki leda svaka je molekula okružena s četiri druge. Na ravnoj slici to se može prikazati na sljedeći način:
 |  |
Dijagram pokazuje da se veza između molekula odvija preko atoma vodika:
Pozitivno nabijeni atom vodika jedne molekule vode privlači negativno nabijeni atom kisika druge molekule vode. Ta se veza naziva vodikovom vezom (označava se točkama). Snaga vodikove veze je otprilike 15-20 puta slabija od kovalentne veze. Zbog toga se vodikova veza lako prekida, što se opaža, na primjer, tijekom isparavanja vode.
Struktura tekuće vode nalikuje strukturi leda. U tekućoj vodi molekule su također međusobno povezane vodikovim vezama, ali struktura vode manje je "kruta" od strukture leda. Zbog toplinskog gibanja molekula u vodi, neke vodikove veze se prekidaju, a druge nastaju.
Fizička svojstva H 2 O
Voda, H 2 O, tekućina bez mirisa, okusa, bez boje (plavkasta u debelim slojevima); gustoća 1 g/cm 3 (pri 3,98 stupnjeva), t pl = 0 stupnjeva, t vrenja = 100 stupnjeva.
Postoje različite vrste vode: tekuće, čvrste i plinovite.
Voda je jedina tvar u prirodi koja u kopnenim uvjetima postoji u sva tri agregatna stanja:
tekućina - voda
tvrdo - led
plinovito – para
Sovjetski znanstvenik V. I. Vernadsky je napisao: "Voda se izdvaja u povijesti našeg planeta. Nema prirodnog tijela koje bi se moglo usporediti s njom u svom utjecaju na tijek glavnih, najambicioznijih geoloških procesa. Ne postoji zemaljska tvar - stijena mineral, živo tijelo, koje ga ne bi sadržavalo. Njime je prožeta i obuhvaćena sva zemaljska tvar."
Kemijska svojstva H 2 O
Iz kemijska svojstva vodu, posebno je važna sposobnost njezinih molekula da disocira (razgradi) na ione te sposobnost vode da otapa tvari različite kemijske prirode. Uloga vode kao glavnog i univerzalnog otapala određena je prvenstveno polaritetom njezinih molekula (pomicanjem središta pozitivnih i negativni naboji) i, kao posljedica toga, njegova izuzetno visoka dielektrična konstanta. Suprotni električni naboji, a posebno ioni, privlače se u vodi 80 puta slabije nego što bi se privlačili u zraku. Ovlasti obostrana privlačnost između molekula ili atoma tijela uronjenog u vodu također je slabiji nego u zraku. U tom je slučaju toplinskom kretanju lakše razdvojiti molekule. Zato dolazi do otapanja, uključujući i mnoge teško topive tvari: kap istroši kamen...
Disocijacija (raspad) molekula vode na ione:
H 2 O → H + +OH, ili 2H 2 O → H 3 O (hidroksi ion) +OH
u normalnim uvjetima krajnje je beznačajan; U prosjeku disocira jedna molekula od 500 000 000. Mora se imati na umu da je prva od navedenih jednadžbi čisto uvjetna: proton H lišen elektronske ljuske ne može postojati u vodenoj sredini. On se odmah spaja s molekulom vode, tvoreći hidroksi ion H 3 O. Smatra se čak da se asocijati molekula vode zapravo raspadaju na puno teže ione, kao što su npr.
8H 2 O → HgO 4 +H 7 O 4, a reakcija H 2 O → H + +OH - samo je vrlo pojednostavljen dijagram stvarnog procesa.
Reaktivnost vode je relativno niska. Istina, neki aktivni metali mogu istisnuti vodik iz njega:
2Na+2H2O → 2NaOH+H2,
a u atmosferi slobodnog fluora voda može gorjeti:
2F 2 +2H 2 O → 4HF+O 2.
Kristali se sastoje od sličnih molekularnih asocijata molekularnih spojeva. redoviti led. "Pakiranje" atoma u takvom kristalu nije ionsko, a led ne provodi dobro toplinu. Gustoća tekuće vode na temperaturama blizu nule veća je od gustoće leda. Pri 0°C 1 g leda zauzima volumen od 1,0905 cm 3, a 1 g tekuće vode zauzima volumen od 1,0001 cm 3. A led pluta, zbog čega se vodena tijela ne smrzavaju, već su samo prekrivena ledom. To otkriva još jednu anomaliju vode: nakon otapanja ona se prvo skuplja, a tek onda, na prijelazu od 4 stupnja, tijekom daljnjeg procesa počinje se širiti. Na visoki pritisci obični led se može pretvoriti u tzv. led - 1, led - 2, led - 3 itd. - teže i gušće kristalne oblike ove tvari. Najtvrđi, najgušći i najvatrostalniji led dosad je 7, dobiven pri tlaku od 3 kiloPa. Topi se na 190 stupnjeva.
Kruženje vode u prirodi
Ljudsko tijelo prožimaju milijuni krvnih žila. Velike arterije i vene međusobno povezuju glavne organe tijela, manje ih isprepliću sa svih strana, a najfinije kapilare dopiru do gotovo svake pojedine stanice. Bilo da kopate rupu, sjedite na satu ili blaženo spavate, krv neprestano teče kroz njih, povezujući vas. jedinstveni sustav ljudsko tijelo mozak i želudac, bubrezi i jetra, oči i mišići. Za što je potrebna krv?
Krv prenosi kisik iz pluća do svake stanice u vašem tijelu. hranjivim tvarima iz želuca. Krv skuplja otpadne tvari iz svih, pa i najzabačenijih kutaka tijela, oslobađajući ga od ugljičnog dioksida i drugih nepotrebnih, uključujući i opasne tvari. Krv kroz tijelo nosi posebne tvari - hormone, koji reguliraju i usklađuju rad različite organe. Drugim riječima, krv povezuje različite dijelove tijela u jedinstven sustav, u koherentan i učinkovit organizam.
Naš planet također ima krvožilni sustav. Krv Zemlje je voda, i krvne žile- rijeke, rječice, potoci i jezera. I to nije samo usporedba, umjetnička metafora. Voda na Zemlji igra istu ulogu kao krv u ljudskom tijelu, a kako su znanstvenici nedavno primijetili, struktura riječne mreže vrlo je slična strukturi Krvožilni sustav osoba. "Kočijaš prirode" - tako je veliki Leonardo da Vinci nazvao vodu, ona je ta koja prelazi iz tla u biljke, iz biljaka u atmosferu, teče niz rijeke od kontinenata do oceana i vraća se natrag zračnim strujama, povezujući različite komponente prirode međusobno, pretvarajući ih u jedan geografski sustav. Voda ne prelazi jednostavno iz jedne prirodne komponente u drugu. Poput krvi, nosi sa sobom golemu količinu kemikalija, izvozeći ih iz tla u biljke, s kopna u jezera i oceane, iz atmosfere na kopno. Sve biljke mogu konzumirati hranjive tvari sadržane u tlu samo s vodom, gdje su u otopljenom stanju. Da nije bilo dotoka vode iz tla u biljke, sve bilje, čak i ono koje raste na najbogatijem tlu, umrlo bi "od gladi", poput trgovca koji je umro od gladi na škrinji zlata. Voda opskrbljuje hranjivim tvarima stanovnike rijeka, jezera i mora. Potoci koji veselo teku s polja i livada tijekom proljetnog topljenja snijega ili nakon ljetnih kiša, skupljajući usput ono što je pohranjeno u tlu kemijske tvari i prenijeti ih stanovnicima akumulacija i mora, povezujući kopno i vodena područja našeg planeta. Najbogatiji "stol" formira se na onim mjestima gdje se rijeke koje nose hranjive tvari ulijevaju u jezera i mora. Stoga se takva područja obale - estuariji - odlikuju bujnošću podvodnog života. A tko odvozi otpad koji nastaje kao rezultat života različitih geografskih sustava? Opet voda, a kao akcelerator radi mnogo bolje od ljudskog krvožilnog sustava koji tu funkciju samo djelomično obavlja. Pročišćivačka uloga vode posebno je važna sada, kada ljudi truju okoliš otpadom iz gradova, industrijskih i poljoprivrednih poduzeća. Tijelo odraslog čovjeka sadrži oko 5-6 kg. krv, većina koja neprekidno kruži između u različitim dijelovima njegovo tijelo. Koliko je vode potrebno za život našeg svijeta?
Sva voda na zemlji koja nije dio stijena objedinjena je pojmom "hidrosfera". Njegova težina je toliko velika da se obično ne mjeri u kilogramima ili tonama, već u kubičnim kilometrima. Jedan kubični kilometar je kocka sa svakim rubom od 1 km, stalno okupirana vodom. Težina 1 km 3 vode jednaka je 1 milijardi tona.Cijela Zemlja sadrži 1,5 milijardi km 3 vode, što je po težini približno 1500000000000000000000000000 tona! Na svakog čovjeka dolazi 1,4 km 3 vode ili 250 milijuna tona. Pij, ne želim!
No, nažalost, sve nije tako jednostavno. Činjenica je da se 94% ovog volumena sastoji od voda svjetskih oceana, koje nisu prikladne za većinu gospodarskih namjena. Samo 6% je kopnena voda, od čega je samo 1/3 slatka, tj. samo 2% ukupnog volumena hidrosfere. Većina te slatke vode koncentrirana je u ledenjacima. Znatno manje ih se nalazi ispod površine zemlje (u plitkim podzemnim horizontima vode, u podzemnim jezerima, u tlu, kao iu atmosferskim parama. Udio rijeka, iz kojih ljudi uglavnom uzimaju vodu, vrlo je mali - 1,2 tisuće km 3. Ukupna količina vode koja se istovremeno nalazi u živim organizmima je apsolutno beznačajna. Dakle, na našem planetu nema toliko vode koju mogu konzumirati ljudi i drugi živi organizmi. Ali zašto to ne prestaje? Uostalom, ljudi i životinje One stalno piju vodu, biljke je isparavaju u atmosferu, a rijeke je nose u ocean.
Zašto Zemlja ne ostaje bez vode?
Ljudski krvožilni sustav je zatvoreni lanac kroz koji krv neprekidno teče noseći kisik i ugljični dioksid hranjive tvari i otpadne tvari. Ovaj tok nikada ne prestaje jer je to krug ili prsten, a kao što znamo, “prsten nema kraja”. Vodovodna mreža našeg planeta projektirana je prema istom principu. Voda na Zemlji je u stalnom ciklusu, a njen gubitak u jednoj karici odmah se nadoknađuje unosom iz druge. Pokretačka snaga ciklusa vode je solarna energija i gravitacije. Zbog ciklusa vode, svi dijelovi hidrosfere su usko povezani i povezuju ostale komponente prirode. U samom opći pogled Kruženje vode na našem planetu izgleda ovako. Pod utjecajem sunčeve svjetlosti voda isparava s površine oceana i kopna i ulazi u atmosferu, a isparavanje s površine kopna provode kako rijeke i akumulacije, tako i tlo i biljke. Dio vode odmah se s kišom vraća natrag u ocean, a dio vjetrovi nose na kopno, gdje pada u obliku kiše i snijega. Ulazeći u tlo, voda se djelomično upija u njega, obnavljajući rezerve vlage u tlu i podzemne vode; vlaga iz tla djelomično teče po površini u rijeke i akumulacije; vlaga iz tla djelomično prelazi u biljke koje je isparavaju u atmosferu, a djelomično teče u rijeke, samo manjom brzinom. Rijeke, koje se napajaju površinskim tokovima i podzemnom vodom, nose vodu u oceane, nadoknađujući njezin gubitak. Voda isparava s njegove površine, završava natrag u atmosferi i ciklus se zatvara. Jednako kretanje vode između svih sastavnica prirode i svih područja Zemljina površina događa stalno i kontinuirano mnogo milijuna godina.
Mora se reći da vodeni ciklus nije potpuno zatvoren. Dio toga, padajući u gornje slojeve atmosfere, razgrađuje se pod utjecajem sunčeve svjetlosti i odlazi u svemir. Ali ti se manji gubici stalno nadopunjuju opskrbom vodom iz dubokih slojeva zemlje tijekom vulkanskih erupcija. Zbog toga se volumen hidrosfere postupno povećava. Prema nekim izračunima, prije 4 milijarde godina njegov je volumen bio 20 milijuna km 3, tj. bio sedam tisuća puta manji od modernog. U budućnosti će se po svemu sudeći povećati i količina vode na Zemlji, s obzirom da se volumen vode u Zemljinom plaštu procjenjuje na 20 milijardi km 3 - to je 15 puta više od sadašnjeg volumena hidrosfere. Usporedbom volumena vode u pojedinim dijelovima hidrosfere s dotokom vode u njih i susjednim dijelovima ciklusa, može se utvrditi aktivnost izmjene vode, tj. vrijeme tijekom kojeg se volumen vode u Svjetskom oceanu, atmosferi ili tlu može potpuno obnoviti. Najsporije se obnavljaju vode u polarnim ledenjacima (jednom u 8 tisuća godina). A najbrže se obnavlja riječna voda, koja se u svim rijekama na Zemlji potpuno promijeni za 11 dana.
Glad planeta za vodom
“Zemlja je planet nevjerojatnog plavetnila”! — oduševljeno su izvijestili američki astronauti koji su se nakon slijetanja na Mjesec vratili iz dalekog svemira. I može li naš planet izgledati drugačije ako više od 2/3 njegove površine zauzimaju mora i oceani, ledenjaci i jezera, rijeke, ribnjaci i akumulacije. No, što onda znači fenomen čije je ime u naslovima? Kakva "glad" može postojati ako na Zemlji postoji toliko vodenih tijela? Da, vode na Zemlji ima više nego dovoljno. Ali ne smijemo zaboraviti da se život na planeti Zemlji, prema znanstvenicima, prvo pojavio u vodi, a tek onda došao na kopno. Organizmi su tijekom evolucije zadržali svoju ovisnost o vodi milijunima godina. Voda je glavni "građevni materijal" koji čini njihovo tijelo. To se lako može provjeriti analizom brojki u sljedećim tablicama:
Posljednji broj ove tablice označava da je osoba teška 70 kg. sadrži 50 kg. voda! Ali u ljudskom embriju ima ga još više: u trodnevnom embriju - 97%, u tromjesečnom embriju - 91%, u osmomjesečnom embriju - 81%.
Problem „gladi za vodom“ je potreba za inkontinencijama određene količine vode u tijelu, budući da dolazi do stalnog gubitka vlage tijekom raznih fiziološki procesi. Za normalan život u umjerenoj klimi, osoba treba dobiti oko 3,5 litara vode dnevno od pića i hrane; u pustinji se ta norma povećava na najmanje 7,5 litara. Čovjek može živjeti bez hrane oko četrdeset dana, a bez vode mnogo manje - 8 dana. Prema posebnim medicinskim pokusima, s gubitkom vlage u količini od 6-8% tjelesne težine, osoba pada u stanje nesvjestice, s gubitkom od 10%, počinju halucinacije, s 12%, osoba se više ne može oporaviti bez posebnih medicinska pomoć, a kod gubitka od 20% nastupa neizbježna smrt. Mnoge se životinje dobro prilagođavaju nedostatku vlage. Najpoznatiji i svijetli primjer ovo je "pustinjski brod", deva. Može živjeti jako dugo u vrućoj pustinji, bez konzumiranja pitke vode i izgubiti do 30% svoje izvorne težine bez ugrožavanja svojih performansi. Dakle, u jednom od posebnih testova, deva je radila 8 dana pod užarenim ljetnim suncem, izgubivši 100 kg. od 450 kg. svoju početnu težinu. A kad su ga doveli do vode, popio je 103 litre i vratio se na težinu. Utvrđeno je da deva može dobiti do 40 litara vlage pretvaranjem masnoće nakupljene u svojoj grbi. Uopće ga ne koriste piti vodu pustinjske životinje poput jerboa i klokana - imaju dovoljno vlage, koju dobivaju iz hrane, a vode koja nastaje u njihovim tijelima oksidacijom vlastite masti, baš kao i deve. Više više vode koje biljke troše za svoj rast i razvoj. Glavica kupusa “popije” više od jedne litre vode dnevno, a jedno stablo u prosjeku popije više od 200 litara vode. Naravno, ovo je prilično približna brojka - različite pasmine Drveće u različitim prirodnim uvjetima troši vrlo, vrlo različite količine vlage. Dakle, saxaul koji raste u pustinji gubi minimalnu količinu vlage, a eukaliptus, koji se na nekim mjestima naziva "drvo pumpe", prolazi kroz sebe veliku količinu vode, pa se zbog toga njegovi zasadi koriste za isušivanje močvara. Tako su močvarna malarična područja Kolhidske nizine pretvorena u prosperitetno područje.
Već oko 10% stanovništva našeg planeta nema čistu vodu. A ako uzmete u obzir da 800 milijuna kućanstava u ruralnim područjima, gdje živi oko 25% cjelokupnog čovječanstva, nema tekuću vodu, onda problem "gladi za vodom" postaje doista globalan. Posebno je akutan u zemljama u razvoju, gdje otprilike 90% stanovništva koristi lošu vodu. Nedostatak čiste vode postaje jedan od najvažniji faktori ograničavanje progresivnog razvoja čovječanstva.
Kupljena pitanja o očuvanju vode
Voda se koristi u svim područjima ekonomska aktivnost osoba. Gotovo je nemoguće imenovati bilo koji proizvodni proces, koji ne bi koristio vodu. Zbog brzog razvoja industrije i rasta gradskog stanovništva, potrošnja vode je sve veća. Pitanja zaštite vodnih resursa i izvora od iscrpljivanja, kao i od onečišćenja otpadnim vodama, od iznimne su važnosti. Svatko zna kakvu štetu nanose otpadne vode stanovnici rezervoara. Još strašnije za ljude i sva živa bića na Zemlji je pojava otrovnih kemikalija u riječnim vodama, ispranim s polja. Dakle, prisutnost 2,1 dijela pesticida (endrina) u vodi na milijardu dijelova vode dovoljna je da ubije sve ribe u njoj. Nepročišćena kanalizacija koja se ispušta u rijeke predstavlja veliku prijetnju čovječanstvu. naselja. Ovaj problem rješava se primjenom tehnoloških procesa u kojima se otpadne vode ne ispuštaju u vodospreme, već se nakon pročišćavanja vraćaju u tehnološki proces.
Trenutno se velika pažnja posvećuje zaštiti okoliš a posebno prirodne rezervoare. S obzirom na značaj ovog problema, naša država nije usvojila zakon o zaštiti i racionalnom korištenju prirodni resursi. Ustav kaže: "Građani Rusije dužni su brinuti se o prirodi i štititi njezino bogatstvo."
Vrste vode
Bromna voda - zasićena otopina Br 2 u vodi (3,5% težine Br 2). Bromna voda je oksidacijsko sredstvo, sredstvo za bromiranje u analitičkoj kemiji.
Amonijačna voda - nastaje u dodiru sirovog koksarnog plina s vodom, koja se zbog hlađenja plina koncentrira ili se u njega posebno ubrizgava radi ispiranja NH3. U oba slučaja dobiva se takozvana slaba, ili čistačka, amonijačna voda. Destilacijom ove amonijačne vode s vodenom parom i naknadnim refluksom i kondenzacijom dobiva se koncentrirana amonijačna voda (18 - 20% NH 3 težinski) koja se koristi u proizvodnji sode, kao tekuće gnojivo itd.
| # 7732 · 15.11.2018 u 17:18 po moskovskom vremenu · ip adresa zabilježena · · | |
hvala, dobro će doći za izvješće) | |
Strukturna formula
Istinita, empirijska ili bruto formula: H2O
Kemijski sastav vode
Molekulska težina: 18,015
Voda (vodikov oksid) – binarno anorganski spoj S kemijska formula H2O. Molekula vode sastoji se od dva atoma vodika i jednog atoma kisika, koji su povezani kovalentnom vezom. U normalnim uvjetima jest bistra tekućina, nema boju (u malim količinama), miris ni okus. U krutom stanju naziva se led (kristali leda mogu tvoriti snijeg ili inje), a u plinovitom stanju se naziva vodena para. Voda može postojati i u obliku tekućih kristala (na hidrofilnim površinama). Čini približno 0,05% Zemljine mase.
Dobro je visoko polarno otapalo. U prirodnim uvjetima uvijek sadrži otopljene tvari (soli, plinovi).
Voda je u normalnim uvjetima u tekućem stanju, dok su slični vodikovi spojevi drugih elemenata plinovi (H 2 S, CH 4, HF). Atomi vodika vezani su za atom kisika, tvoreći kut od 104,45° (104°27′). Zbog velike razlike u elektronegativnosti između atoma vodika i kisika, elektronski oblaci su jako pristrani prema kisiku. Iz tog razloga molekula vode ima veliki dipolni moment (p = 1,84 D, odmah iza cijanovodične kiseline). Svaka molekula vode formira do četiri vodikove veze - dvije od njih formiraju atom kisika, a dvije atomi vodika. Broj vodikovih veza i njihova razgranata struktura određuju visoka temperatura kipuće vode i njene specifične topline isparavanja. Kad ne bi bilo vodikovih veza, voda bi, na temelju mjesta kisika u periodnom sustavu i vrelišta hidrida kisiku sličnih elemenata (sumpor, selen, telur), ključala na –80 °C i smrzavala se na –100 °C.
Pri prelasku u čvrsto stanje molekule vode se slažu, povećavaju se volumeni šupljina između molekula, a ukupna gustoća vode opada, što objašnjava manju gustoću (veći volumen) vode u fazi leda. Tijekom isparavanja, naprotiv, sve vodikove veze se prekidaju. Za kidanje veza potrebno je mnogo energije, zbog čega voda ima najveći specifični toplinski kapacitet među ostalim tekućinama i čvrste tvari. Da bi se jedna litra vode zagrijala za jedan stupanj, potrebno je 4,1868 kJ energije. Zbog ovog svojstva, voda se često koristi kao rashladno sredstvo. Osim velikog specifičnog toplinskog kapaciteta voda ima i velike vrijednosti specifična toplina taljenja (333,55 kJ/kg pri 0 °C) i isparavanje (2250 kJ/kg).
