(art. convenzione)
(a 20 °C)
Il 71% della superficie è acqua
L'acqua è di fondamentale importanza nella creazione e nel mantenimento della vita sulla Terra, nella struttura chimica degli organismi viventi, nella formazione del clima e del tempo.
Proprietà fisiche e chimiche
Proprietà fisiche
L'acqua ha una serie di caratteristiche insolite:
Tutte queste caratteristiche sono associate alla presenza di legami idrogeno. A causa della grande differenza di elettronegatività tra gli atomi di idrogeno e di ossigeno, le nubi elettroniche sono fortemente sbilanciate verso l’ossigeno. Per questo motivo, oltre al fatto che lo ione idrogeno non ha strati elettronici interni ed è di piccole dimensioni, può penetrare nel guscio elettronico di un atomo polarizzato negativamente di una molecola vicina. Per questo motivo, ogni atomo di ossigeno è attratto dagli atomi di idrogeno di altre molecole e viceversa. Ogni molecola d'acqua può partecipare a un massimo di quattro legami idrogeno: 2 atomi di idrogeno - ciascuno in uno e un atomo di ossigeno - in due; In questo stato, le molecole si trovano in un cristallo di ghiaccio. Quando il ghiaccio si scioglie, alcuni legami si rompono, il che consente alle molecole d’acqua di compattarsi più strettamente; Quando l'acqua viene riscaldata, i legami continuano a rompersi e la sua densità aumenta, ma a temperature superiori a 4 °C questo effetto diventa più debole della dilatazione termica. Durante l'evaporazione tutti i legami rimanenti vengono rotti. La rottura dei legami richiede molta energia, da qui l'elevata temperatura, il calore specifico di fusione ed ebollizione e l'elevata capacità termica. La viscosità dell'acqua è dovuta al fatto che i legami idrogeno impediscono alle molecole d'acqua di muoversi a velocità diverse.
Caduta che colpisce la superficie dell'acqua
Per ragioni simili, l'acqua è un buon solvente per le sostanze polari. Ogni molecola del soluto è circondata da molecole d'acqua e le parti caricate positivamente della molecola del soluto attraggono gli atomi di ossigeno e le parti caricate negativamente attraggono gli atomi di idrogeno. Poiché una molecola d'acqua è di piccole dimensioni, molte molecole d'acqua possono circondare ciascuna molecola di soluto.
Questa proprietà dell'acqua è utilizzata dagli esseri viventi. Le soluzioni interagiscono in una cellula vivente e nello spazio intercellulare varie sostanze in acqua. L'acqua è necessaria per la vita di tutte le creature viventi unicellulari e multicellulari sulla Terra, senza eccezioni.
L’acqua pura (priva di impurità) è un buon isolante. In condizioni normali, l'acqua è debolmente dissociata e la concentrazione di protoni (più precisamente, ioni idronio 3+) e ioni ossidrile è di 0,1 µmol/l. Ma poiché l'acqua è un buon solvente, alcuni sali sono quasi sempre disciolti in essa, cioè nell'acqua ci sono ioni positivi e negativi. Grazie a ciò, l'acqua conduce l'elettricità. La conduttività elettrica dell'acqua può essere utilizzata per determinarne la purezza.
Stati aggregati
Proprietà chimiche
L’acqua è il solvente più comune sulla Terra e determina in gran parte la natura della chimica terrestre come scienza. La maggior parte della chimica, ai suoi inizi come scienza, iniziò proprio come la chimica delle soluzioni acquose di sostanze. A volte è considerato un anfolita - sia un acido che una base allo stesso tempo (catione H+ anione OH-). In assenza di sostanze estranee nell'acqua, la concentrazione di ioni idrossido e ioni idrogeno (o ioni idronio) è la stessa, pK a ≈ ca. 16.
L'acqua stessa è relativamente inerte in condizioni normali, ma le sue molecole altamente polari solvano ioni e molecole e formano idrati e idrati cristallini. La solvolisi, e in particolare l'idrolisi, avviene nella natura vivente e non vivente ed è ampiamente utilizzata nell'industria chimica.
L'acqua in natura
Ricerca sull'acqua
Idrologia
L'idrologia si suddivide in oceanologia, idrologia terrestre e idrogeologia.
L'oceanologia è suddivisa in biologia oceanica, chimica oceanica, geologia oceanica, oceanologia fisica e interazioni oceano-atmosfera.
L'idrologia terrestre si divide in idrologia fluviale ( idrologia fluviale, potamologia), scienza dei laghi (limnologia), scienza delle paludi, glaciologia.
Ruolo biologico
L'acqua svolge un ruolo unico come sostanza che determina la possibilità di esistenza e la vita stessa di tutte le creature sulla Terra. Agisce come un solvente universale in cui si verificano i processi biochimici di base degli organismi viventi. L'unicità dell'acqua è che dissolve sia gli elementi organici che quelli organici sostanze inorganiche, garantendo un'elevata velocità di reazioni chimiche e, allo stesso tempo, una sufficiente complessità dei composti complessi risultanti. Grazie a
Ecc.), presente nel terreno, è obbligatorio. componente di tutti gli esseri viventi.
Composizione isotopica. Esistono 9 specie isotopiche stabili dell'acqua. Il loro contenuto medio in acqua dolce è il seguente (mol %): 1 H 2 16 O - 99,13; 1 H 2 18 O - 0,2; 1 N 2 17 0-0,04; 1H2O16O-0,03; le restanti cinque specie isotopiche sono presenti nell'acqua in quantità trascurabili. Oltre alle specie isotopiche stabili, l'acqua contiene una piccola quantità di 3 H 2 (o T 2 O) radioattivo. Composizione isotopica dell'acqua naturale di origini diverse parecchi varia. Il rapporto 1 H/2 H è particolarmente variabile: in acqua dolce ah - in media 6900, in acqua di mare -5500, in - 5500-9000. Secondo fisico le proprietà di D 2 O sono notevolmente diverse da acqua ordinaria(cm. ). L'acqua contenente 18 O è più vicina all'acqua con 16 O.
Fis. le proprietà dell'acqua sono anormali. alle atm. accompagnato da un calo dei volumi del 9%. Coefficiente di temperatura. espansione volumetrica e acqua liquida negativo a t-pax resp. inferiore a -210°C e 3,98°C. C° quasi il doppio e nell'intervallo 0-100°C è quasi indipendente dalla temperatura (c'è una minima a 35°C). Minimo isotermico (44,9*10 -11 Pa -1), osservato a 46°C, è espresso in modo abbastanza chiaro. A basse temperature fino a 30 °C, l'acqua scende con l'aumentare della temperatura. Alto dielettrico La permeabilità e il momento dipolare dell'acqua determinano la sua buona capacità dissolvente nei confronti delle sostanze polari e ioniche. Grazie a valori elevati C°, e l’acqua è un importante regolatore climatico. condizioni sulla terra, stabilizzando il t-ru sulla sua superficie. Inoltre, la vicinanza angolo N-O-N a tetraedrico (109° 28") provoca l'allentamento delle strutture e dell'acqua liquida e, di conseguenza, una dipendenza anomala della densità dalla temperatura. Pertanto, grandi masse d'acqua non congelano sul fondo, il che rende possibile l'esistenza della vita in loro.
Tavolo 1 - PROPRIETÀ DELL'ACQUA E DELL'ACQUA UBICATA IN 
Ma la densità delle modifiche II-VI è significativamente inferiore a quella che il ghiaccio potrebbe avere a . Solo nelle modifiche VII e VIII è sufficiente alta densità impaccamenti: nella loro struttura sono inserite l'una nell'altra due reti regolari costituite da tetraedri (simili a quelle esistenti nell'Ic cubico a bassa temperatura, isostrutturali); allo stesso tempo, il sistema rettilineo e di coordinate viene preservato. il numero raddoppia e arriva a 8. La disposizione in VII e VIII è simile alla disposizione in e molti altri. Nell'ordinario (Ih) e nel cubico (Ic), così come in HI, V-VII, l'orientamento non è definito: entrambi più vicini a O formano con esso, il che può. diretto verso due qualsiasi dei quattro vertici adiacenti del tetraedro. Dielettrico la permeabilità di queste modifiche è elevata (superiore a quella dell'acqua liquida). Le modifiche II, VIII e IX sono ordinate orientativamente; il loro dielettrico la permeabilità è bassa (circa 3). VIII è una versione ordinata per posizionamento di VII e IX è III. Le densità delle modificazioni orientativamente ordinate (VIII, IX) sono vicine alle densità delle corrispondenti modificazioni disordinate (VII, III).
Acqua come. L'acqua si scioglie molto bene. polari e dissociabili in sostanze. Tipicamente, il pH aumenta con l’aumentare della temperatura, ma a volte la dipendenza dalla temperatura è più complessa. Quindi, la r-realtà è plurale. , e quando la temperatura aumenta, diminuisce o prima aumenta, quindi passa attraverso un massimo. Il valore del pH delle sostanze poco polari (comprese quelle contenute nell'acqua) nell'acqua è basso e quando la temperatura aumenta, di solito prima diminuisce e poi passa al minimo. Con l'aumentare del p-rate aumenta, passando per un massimo a valori elevati. Molte sostanze, una volta disciolte in acqua, reagiscono con essa. Ad esempio, le soluzioni NH 3 possono contenere NH 4 (vedi anche). Tra disciolto in acqua,
Mentre, molto probabilmente, ti ricordi che per tutte le altre sostanze la fase solida è più pesante di quella liquida.
Di conseguenza, è positivo che il ghiaccio sia più leggero dell'acqua - e questa è anche la proprietà principale dell'acqua che rende possibile la vita nella sua forma attuale.
Ebbene, se questa proprietà dell'acqua non esistesse, dovremmo svilupparla sulla base, ad esempio, dell'ammoniaca. Che piacere è :)
Ora concentriamoci sul fatto che l'acqua può evaporare durante l'ebollizione. Ma questa non è la proprietà principale dell'acqua, poiché quasi tutte le sostanze evaporano durante l'ebollizione e non c'è niente di sbagliato in questo. L'importante è che l'acqua evapori sia allo stato liquido che anche dalla superficie del ghiaccio. Perché questa proprietà è più importante dell'evaporazione tramite ebollizione? Ecco perché.
Il fatto che l'acqua possa evaporare non solo durante l'ebollizione è la proprietà principale dell'acqua, poiché ciò lo rende possibile ciclo dell'acqua in natura. Il che è decisamente positivo, poiché l’acqua non si accumula in un unico luogo, ma è distribuita più o meno uniformemente su tutto il pianeta. Cioè, in parole povere, il deserto del Sahara non è così caldo e secco come potrebbe essere, perché in Antartide l'acqua evapora dalla superficie dei ghiacciai. Ebbene, gli oceani svolgono un ruolo importante in questo.
Di conseguenza, senza il ciclo dell'acqua in natura, la vita siederebbe vicino a un paio di oasi, e il resto dei luoghi sarebbe un deserto arido, dove non c'è una goccia di umidità.
E quindi la proprietà dell'acqua di evaporare è la proprietà principale dell'acqua.
Naturalmente non solo l'acqua può evaporare senza bollire. La maggior parte dei composti aromatici (alcoli, eteri, cloroformio, ecc.) non evaporano durante l'ebollizione. Ma l'acqua ha un vantaggio importante, un'altra proprietà fondamentale: l'acqua non è tossica per gli organismi viventi. Mentre gli alcoli e gli eteri sono tossici. A proposito, maggiori informazioni sulla tossicità (e su come affrontarla) alcol etilico, cioè la vodka, nell'articolo “Proprietà positive della vodka strutturata”.
Naturalmente, dentro condizioni moderne e l'acqua può diventare tossica. Ma lo affrontano per l'acqua, e non è così tanto un grosso problema in modo che non possa essere affrontato.
Quindi, un'altra proprietà principale dell'acqua è che non è tossica.
Altrimenti saremmo, ancora una volta, diversi :)
E infine, la proprietà principale dell'acqua, importante non solo per la vita, ma anche per l'industria: l'acqua si riscalda abbastanza lentamente e si raffredda lentamente (cioè può assorbire molto calore). Questa proprietà protegge le persone, gli altri animali e la Terra dal surriscaldamento. E ipotermia. Ecco perché gli organismi viventi possono sopravvivere a -50 gradi Celsius e a + 50 gradi. Se fossimo costituiti da un'altra sostanza non saremmo in grado di sopportare un simile intervallo di temperature.
Inoltre bisogna tenerne conto caldo e acqua fredda hanno pesi diversi- L'acqua calda è più leggera, l'acqua fredda è più pesante. Di conseguenza, nell'oceano si verifica la stratificazione dell'acqua, sia in termini di salinità che di temperatura. E nell’oceano è possibile esattamente il tipo di vita che è organizzata oggi. Ebbene, poiché proveniamo tutti dall'oceano, se non fosse per questa proprietà dell'acqua, anche noi saremmo completamente diversi.
E infine, la proprietà dell'acqua di assorbire il calore e di trovarsi in superficie in uno stato riscaldato consente l'esistenza di cose come correnti calde- e in particolare la Corrente del Golfo. Che riscalda tutta l’Europa, e senza la quale al posto dell’Europa ci sarebbe la tundra con la taiga, e non i vigneti.
Forse nominerai alcune altre proprietà fondamentali dell'acqua, ma quelle sopra elencate, secondo me, sono davvero fondamentali, poiché l'esistenza della vita sul pianeta dipende da esse esattamente nella forma in cui esiste la vita. Spero che queste informazioni ti siano utili quando hai bisogno di rispondere alle domande di bambini curiosi :)
Ed ecco la presentazione promessa sull'argomento "Proprietà fondamentali dell'acqua" per il download: http://festival.1september.ru/articles/513123/
Quindi, le proprietà fondamentali dell'acqua sono le proprietà grazie alle quali siamo tutti vivi!
E abbiamo l'aspetto e la forma che abbiamo :)
altre sostanze non si sciolgono COMPLETAMENTE in acqua
L'acqua è una delle sostanze più diffuse in natura (l'idrosfera occupa il 71% della superficie terrestre). L’acqua gioca un ruolo vitale nella geologia e nella storia del pianeta. Senza acqua gli organismi viventi non possono esistere. Il fatto è che il corpo umano è composto per quasi il 63% - 68% da acqua. Quasi tutto bio reazioni chimiche in ogni cellula vivente ci sono reazioni soluzione acquosa... In soluzioni (principalmente acquose) la maggior parte dei processi tecnologici presso le imprese industria chimica, in produzione medicinali E prodotti alimentari. E nella metallurgia l'acqua è estremamente importante, e non solo per il raffreddamento. Non è un caso che l'idrometallurgia - l'estrazione di metalli da minerali e concentrati utilizzando soluzioni di vari reagenti - sia diventata un'industria importante.
Acqua, non hai colore, né sapore, né odore,
non puoi essere descritto, ti diverti,
senza sapere cosa sei. È impossibile dirlo
ciò che è necessario alla vita: tu sei la vita stessa.
Ci colmi di gioia,
che non può essere spiegato dai nostri sentimenti.
Con te ritorna la nostra forza,
a cui abbiamo già detto addio.
Per la tua grazia ricominciano in noi
le sorgenti secche dei nostri cuori ribollono.
(A. de Saint-Exupéry. Il pianeta delle persone)
Ho scritto un saggio sull'argomento "L'acqua è la sostanza più sorprendente del mondo". Ho scelto questo argomento perché è il più importante argomento reale, poiché l'acqua è la sostanza più importante sulla Terra senza la quale nessun organismo vivente può esistere e non possono verificarsi reazioni biologiche, chimiche o processi tecnologici.
L’acqua è la sostanza più sorprendente sulla Terra
L'acqua è una sostanza familiare e insolita. Il famoso scienziato sovietico I.V. Petryanov definì il suo popolare libro scientifico sull’acqua “la sostanza più straordinaria del mondo”. E "Entertaining Physiology", scritto dal dottore in scienze biologiche B.F. Sergeev, inizia con un capitolo sull'acqua: "La sostanza che ha creato il nostro pianeta".
Gli scienziati hanno assolutamente ragione: non esiste alcuna sostanza sulla Terra che sia più importante per noi dell'acqua normale, e allo stesso tempo non esiste altra sostanza le cui proprietà avrebbero tante contraddizioni e anomalie quanto le sue proprietà.
Quasi 3/4 della superficie del nostro pianeta è occupata da oceani e mari. L'acqua dura - neve e ghiaccio - copre il 20% del territorio. Il clima del pianeta dipende dall’acqua. I geofisici affermano che la Terra si sarebbe raffreddata molto tempo fa e si sarebbe trasformata in un pezzo di pietra senza vita se non fosse stato per l'acqua. Ha una capacità termica molto elevata. Quando riscaldato, assorbe il calore; raffreddandosi, lo regala. L'acqua della Terra assorbe e restituisce molto calore e quindi “uniforma” il clima. E ciò che protegge la Terra dal freddo cosmico sono quelle molecole d'acqua che sono sparse nell'atmosfera - nelle nuvole e sotto forma di vapore... Non puoi fare a meno dell'acqua: questa è la sostanza più importante sulla Terra.
Struttura di una molecola d'acqua
Il comportamento dell'acqua è "illogico". Si scopre che la transizione dell'acqua dallo stato solido a quello liquido e gassoso avviene a temperature molto più elevate di quanto dovrebbe essere. È stata trovata una spiegazione per queste anomalie. La molecola d'acqua H 2 O ha la forma di un triangolo: l'angolo tra i due legami ossigeno-idrogeno è di 104 gradi. Ma poiché entrambi gli atomi di idrogeno si trovano dalla stessa parte dell'ossigeno, cariche elettriche in esso sono dispersi. La molecola dell'acqua è polare, da qui la particolare interazione tra le sue diverse molecole. Gli atomi di idrogeno nella molecola H 2 O, avendo una carica parzialmente positiva, interagiscono con gli elettroni degli atomi di ossigeno delle molecole vicine. Questo legame chimico è chiamato legame idrogeno. Combina molecole di H 2 O in polimeri unici di struttura spaziale; il piano in cui si trovano i legami idrogeno è perpendicolare al piano degli atomi della stessa molecola di H 2 O. L'interazione tra le molecole d'acqua spiega principalmente le temperature anormalmente elevate della sua fusione e ebollizione. È necessario fornire ulteriore energia per allentare e quindi distruggere i legami idrogeno. E questa energia è molto significativa. Questo è il motivo per cui la capacità termica dell'acqua è così elevata.
Quali legami ha l'H 2 O?
Una molecola d’acqua contiene due legami covalenti polari H-O.
Si formano a causa della sovrapposizione di due nubi p di un elettrone dell'atomo di ossigeno e nubi S di un elettrone di due atomi di idrogeno.
In una molecola d'acqua, l'atomo di ossigeno ha quattro coppie di elettroni. Due di loro sono coinvolti nella formazione di legami covalenti, vale a dire sono vincolanti. Altri due coppie di elettroni non sono vincolanti.
In una molecola ci sono quattro cariche polari: due sono positive e due sono negative. Le cariche positive sono concentrate sugli atomi di idrogeno, poiché l'ossigeno è più elettronegativo dell'idrogeno. I due poli negativi provengono da due coppie di elettroni dell'ossigeno non leganti.
Una tale comprensione della struttura della molecola consente di spiegare molte proprietà dell'acqua, in particolare la struttura del ghiaccio. Nel reticolo cristallino del ghiaccio, ogni molecola è circondata da altre quattro. In un'immagine planare, questo può essere rappresentato come segue:
 |  |
Il diagramma mostra che la connessione tra le molecole viene effettuata attraverso un atomo di idrogeno:
L'atomo di idrogeno caricato positivamente di una molecola d'acqua è attratto dall'atomo di ossigeno caricato negativamente di un'altra molecola d'acqua. Questo legame è chiamato legame idrogeno (è indicato da punti). La forza di un legame idrogeno è circa 15-20 volte più debole di un legame covalente. Pertanto, il legame idrogeno si rompe facilmente, come si osserva, ad esempio, durante l'evaporazione dell'acqua.
La struttura dell'acqua liquida ricorda quella del ghiaccio. Nell'acqua liquida le molecole sono collegate tra loro anche tramite legami idrogeno, ma la struttura dell'acqua è meno “rigida” di quella del ghiaccio. A causa del movimento termico delle molecole nell'acqua, alcuni legami idrogeno si rompono e altri si formano.
Proprietà fisiche dell'H 2 O
Acqua, H 2 O, liquido inodore, insapore, incolore (bluastro in strati spessi); densità 1 g/cm 3 (a 3,98 gradi), t pl = 0 gradi, t ebollizione = 100 gradi.
Esistono diversi tipi di acqua: liquida, solida e gassosa.
L'acqua è l'unica sostanza in natura che, nelle condizioni terrestri, esiste in tutti e tre gli stati di aggregazione:
acqua liquida
duro: ghiaccio
gassoso - vapore
Lo scienziato sovietico V.I. Vernadsky ha scritto: “L'acqua si distingue nella storia del nostro pianeta. Non esiste una sostanza terrestre che possa essere paragonata ad essa nella sua influenza sul corso dei processi geologici principali e più ambiziosi minerale, un corpo vivo, che non lo conterrebbe. Tutta la materia terrena ne è permeata e abbracciata.
Proprietà chimiche dell'H 2 O
Da proprietà chimiche l'acqua, particolarmente importante è la capacità delle sue molecole di dissociarsi (disintegrarsi) in ioni e la capacità dell'acqua di dissolvere sostanze di diversa natura chimica. Il ruolo dell'acqua come solvente principale e universale è determinato principalmente dalla polarità delle sue molecole (spostamento dei centri di positività e cariche negative) e, di conseguenza, la sua costante dielettrica estremamente elevata. Le cariche elettriche opposte, e in particolare gli ioni, nell'acqua sono attratte tra loro 80 volte più deboli di quanto lo sarebbero nell'aria. Poteri reciproca attrazione anche tra le molecole o gli atomi di un corpo immerso nell'acqua è più debole che nell'aria. In questo caso è più facile che il movimento termico separi le molecole. Ecco perché avviene la dissoluzione di molte sostanze difficilmente solubili: una goccia consuma una pietra...
Dissociazione (decadimento) delle molecole d'acqua in ioni:
H 2 O → H + +OH, o 2H 2 O → H 3 O (ione idrossi) +OH
in condizioni normali è estremamente insignificante; In media, una molecola su 500.000.000 si dissocia. Bisogna tenere presente che la prima delle equazioni date è puramente condizionale: un protone H privo di un guscio elettronico non può esistere in un ambiente acquoso. Si combina immediatamente con una molecola d'acqua. formando lo ione idrossi H 3 O. Si ritiene anche che gli associati delle molecole d'acqua effettivamente decadano in ioni molto più pesanti, come, ad esempio,
8H 2 O → HgO 4 +H 7 O 4 e la reazione H 2 O → H + +OH - è solo uno schema altamente semplificato del processo reale.
La reattività dell'acqua è relativamente bassa. È vero, alcuni metalli attivi sono in grado di spostare l'idrogeno da esso:
2Na+2H2O → 2NaOH+H2,
e in un'atmosfera di fluoro libero, l'acqua può bruciare:
2F2+2H2O → 4HF+O2.
I cristalli sono costituiti da associati molecolari simili di composti molecolari. ghiaccio normale. L’“impacchettamento” degli atomi in un tale cristallo non è ionico e il ghiaccio non conduce bene il calore. La densità dell'acqua liquida a temperature prossime allo zero è maggiore di quella del ghiaccio. A 0°C, 1 g di ghiaccio occupa un volume di 1,0905 cm 3, e 1 g di acqua liquida occupa un volume di 1,0001 cm 3. E il ghiaccio galleggia, motivo per cui i corpi idrici non si congelano, ma sono solo coperti di ghiaccio. Ciò rivela un'altra anomalia dell'acqua: dopo lo scioglimento, prima si contrae e solo poi, a cavallo di 4 gradi, durante l'ulteriore processo inizia ad espandersi. A alte pressioni il ghiaccio normale può essere trasformato nel cosiddetto ghiaccio - 1, ghiaccio - 2, ghiaccio - 3, ecc. - forme cristalline più pesanti e dense di questa sostanza. Il ghiaccio più duro, denso e refrattario finora è il 7, ottenuto ad una pressione di 3 kiloPa. Si scioglie a 190 gradi.
Ciclo dell'acqua in natura
Il corpo umano è penetrato da milioni di vasi sanguigni. Grandi arterie e vene collegano tra loro gli organi principali del corpo, quelli più piccoli li intrecciano su tutti i lati e i capillari più fini raggiungono quasi ogni singola cellula. Che tu stia scavando una buca, seduto in classe o dormendo beato, il sangue scorre continuamente attraverso di loro, legandoti insieme. sistema unificato corpo umano cervello e stomaco, reni e fegato, occhi e muscoli. A cosa serve il sangue?
Il sangue trasporta l'ossigeno dai polmoni a ogni cellula del corpo. nutrienti dallo stomaco. Il sangue raccoglie i prodotti di scarto da tutti, anche gli angoli più appartati del corpo, liberandolo dall'anidride carbonica e da altre sostanze non necessarie, comprese quelle pericolose. Il sangue trasporta sostanze speciali in tutto il corpo: gli ormoni che regolano e coordinano il lavoro organi diversi. In altre parole, il sangue collega diverse parti del corpo in un unico sistema, in un organismo coerente ed efficiente.
Il nostro pianeta ha anche un sistema circolatorio. Il sangue della Terra è acqua e vasi sanguigni- fiumi, ruscelli, torrenti e laghi. E questo non è solo un paragone, una metafora artistica. L'acqua sulla Terra svolge lo stesso ruolo del sangue nel corpo umano e, come hanno recentemente notato gli scienziati, la struttura della rete fluviale è molto simile alla struttura sistema circolatorio persona. “L'auriga della natura” - così chiamava l'acqua il grande Leonardo da Vinci, è lei che passa dal suolo alle piante, dalle piante all'atmosfera, scorrendo lungo i fiumi dai continenti agli oceani e tornando indietro con le correnti d'aria, collegandosi tra loro le varie componenti della natura, trasformandole in un unico sistema geografico. L'acqua non passa semplicemente da un componente naturale all'altro. Come il sangue, porta con sé un’enorme quantità di sostanze chimiche, esportandole dal suolo alle piante, dalla terra ai laghi e agli oceani, dall’atmosfera alla terra. Tutte le piante possono consumare i nutrienti contenuti nel terreno solo con l'acqua, dove si trovano allo stato disciolto. Se non fosse per l’afflusso di acqua dal suolo alle piante, tutte le erbe, anche quelle che crescono nei terreni più ricchi, morirebbero “di fame”, come un mercante che morì di fame su una cassa d’oro. L'acqua fornisce nutrienti agli abitanti di fiumi, laghi e mari. I ruscelli scorrono allegri dai campi e dai prati durante lo scioglimento primaverile delle nevi o dopo le piogge estive, raccogliendo lungo il percorso ciò che è immagazzinato nel terreno sostanze chimiche e trasmetterli agli abitanti dei bacini artificiali e del mare, collegando così le aree terrestri e acquatiche del nostro pianeta. La “tavola” più ricca si forma in quei luoghi dove i fiumi che trasportano sostanze nutritive sfociano nei laghi e nei mari. Pertanto, tali aree della costa - estuari - si distinguono per un tripudio di vita sottomarina. E chi rimuove i rifiuti generati dall'attività vitale dei vari sistemi geografici? Ancora una volta, l'acqua, e come acceleratore funziona molto meglio del sistema circolatorio umano, che svolge questa funzione solo parzialmente. Il ruolo purificatore dell’acqua è particolarmente importante ora, quando le persone stanno avvelenando l’ambiente con i rifiuti delle città, delle imprese industriali e agricole. Il corpo umano adulto contiene circa 5-6 kg. sangue, la maggior parte che circola continuamente tra in diverse parti il suo corpo. Di quanta acqua ha bisogno la vita del nostro mondo?
Tutta l'acqua sulla terra che non fa parte delle rocce è accomunata dal concetto di “idrosfera”. Il suo peso è così grande che di solito non viene misurato in chilogrammi o tonnellate, ma in chilometri cubi. Un chilometro cubo è un cubo con ogni lato che misura 1 km, costantemente occupato dall'acqua. Il peso di 1 km 3 di acqua è pari a 1 miliardo di tonnellate. L'intera terra contiene 1,5 miliardi di km 3 di acqua, che in peso sono circa 1500000000000000000 di tonnellate! Per ogni persona ci sono 1,4 km 3 di acqua, ovvero 250 milioni di tonnellate da bere, non voglio!
Ma sfortunatamente, tutto non è così semplice. Il fatto è che il 94% di questo volume è costituito dalle acque degli oceani mondiali, che non sono adatte alla maggior parte degli scopi economici. Solo il 6% è acqua terrestre, di cui solo 1/3 è dolce, cioè solo il 2% del volume totale dell'idrosfera. La maggior parte di quest'acqua dolce è concentrata nei ghiacciai. Significativamente meno di essi sono contenuti sotto la superficie terrestre (negli orizzonti idrici sotterranei poco profondi, nei laghi sotterranei, nel suolo e nei vapori atmosferici). La quota di fiumi, da cui le persone prendono principalmente acqua, è molto piccola: 1,2 mila km 3. Il volume totale di acqua contemporaneamente contenuta negli organismi viventi è assolutamente insignificante. Quindi, non c'è così tanta acqua che può essere consumata dagli esseri umani e da altri organismi viventi. Ma perché le persone e gli animali non la bevono costantemente? l'acqua, le piante la fanno evaporare nell'atmosfera e i fiumi la trasportano nell'oceano.
Perché la Terra non rimane senza acqua?
Il sistema circolatorio umano è una catena chiusa attraverso la quale il sangue scorre continuamente, trasportando ossigeno e diossido di carbonio, sostanze nutritive e prodotti di scarto. Questo flusso non finisce mai perché è un cerchio o un anello e, come sappiamo, “un anello non ha fine”. La rete idrica del nostro pianeta è progettata secondo lo stesso principio. L'acqua sulla Terra è in un ciclo costante e la sua perdita in un collegamento viene immediatamente reintegrata dall'assunzione da un altro. La forza trainante del ciclo dell’acqua è energia solare e gravità. A causa del ciclo dell'acqua, tutte le parti dell'idrosfera sono strettamente unite e collegano altri componenti della natura. Nel vero vista generale Il ciclo dell'acqua sul nostro pianeta è simile a questo. Sotto l'influenza della luce solare, l'acqua evapora dalla superficie dell'oceano e della terra ed entra nell'atmosfera, e l'evaporazione dalla superficie della terra viene effettuata sia dai fiumi e dai bacini artificiali, sia dal suolo e dalle piante. Parte dell'acqua ritorna immediatamente con la pioggia nell'oceano, mentre una parte viene trasportata dai venti sulla terra, dove cade sotto forma di pioggia e neve. Entrando nel terreno, l'acqua viene parzialmente assorbita, ricostituendo le riserve di umidità del suolo e delle acque sotterranee, l'umidità del suolo scorre parzialmente lungo la superficie nei fiumi e nei bacini artificiali, l'umidità del suolo passa parzialmente nelle piante, che la fanno evaporare nell'atmosfera, e parzialmente scorre; nei fiumi, solo a una velocità inferiore. I fiumi, alimentati da corsi d'acqua superficiali e sotterranei, trasportano l'acqua negli oceani, reintegrandone la perdita. L'acqua evapora dalla sua superficie, ritorna nell'atmosfera e il ciclo si chiude. Lo stesso movimento dell'acqua tra tutte le componenti della natura e tutte le aree superficie terrestre avviene costantemente e continuamente per molti milioni di anni.
Va detto che il ciclo dell’acqua non è del tutto chiuso. Una parte di esso, cadendo negli strati superiori dell'atmosfera, si decompone sotto l'influenza della luce solare e va nello spazio. Ma queste piccole perdite vengono costantemente reintegrate dalla fornitura di acqua dagli strati profondi della terra durante le eruzioni vulcaniche. A causa di ciò, il volume dell'idrosfera aumenta gradualmente. Secondo alcuni calcoli, 4 miliardi di anni fa il suo volume era di 20 milioni di km 3, cioè era settemila volte più piccolo di quello moderno. In futuro, a quanto pare, anche la quantità di acqua sulla Terra aumenterà, dato che il volume dell'acqua nel mantello terrestre è stimato a 20 miliardi di km 3, ovvero 15 volte superiore al volume attuale dell'idrosfera. Confrontando il volume d'acqua nelle singole parti dell'idrosfera con l'afflusso di acqua in esse e nelle parti vicine del ciclo, è possibile determinare l'attività dello scambio d'acqua, ad es. il tempo durante il quale il volume dell'acqua negli oceani, nell'atmosfera o nel suolo può essere completamente rinnovato. Le acque nei ghiacciai polari si rinnovano più lentamente (una volta ogni 8mila anni). E la cosa più veloce da rinnovare è l’acqua dei fiumi, che in tutti i fiumi della Terra cambia completamente in 11 giorni.
La fame d'acqua del pianeta
"La Terra è un pianeta di sorprendente azzurro"! - hanno riferito con entusiasmo gli astronauti americani di ritorno dallo spazio lontano dopo essere atterrati sulla Luna. E il nostro pianeta potrebbe apparire diverso se più di 2/3 della sua superficie fosse occupata da mari e oceani, ghiacciai e laghi, fiumi, stagni e bacini artificiali. Ma allora, cosa significa il fenomeno il cui nome fa notizia? Che tipo di “fame” può esserci se c’è una tale abbondanza di corpi idrici sulla Terra? Sì, c'è acqua più che sufficiente sulla Terra. Ma non dobbiamo dimenticare che la vita sul pianeta Terra, secondo gli scienziati, è apparsa per la prima volta nell'acqua e solo poi è arrivata sulla terra. Gli organismi hanno mantenuto la loro dipendenza dall’acqua durante l’evoluzione per molti milioni di anni. L’acqua è il principale “materiale da costruzione” che costituisce il loro corpo. Ciò può essere facilmente verificato analizzando i dati delle seguenti tabelle:
L'ultimo numero di questa tabella indica che una persona pesa 70 kg. contiene 50 kg. acqua! Ma nell'embrione umano ce n'è ancora di più: in un embrione di tre giorni - 97%, in un embrione di tre mesi - 91%, in un embrione di otto mesi - 81%.
Il problema della “fame d’acqua” è la necessità di incontinente una certa quantità di acqua nel corpo, poiché si verifica una costante perdita di umidità durante le varie fasi processi fisiologici. Per la normale esistenza in un clima temperato, una persona ha bisogno di ricevere circa 3,5 litri di acqua al giorno da bevande e cibo; nel deserto questa norma aumenta ad almeno 7,5 litri; Una persona può vivere senza cibo per circa quaranta giorni e senza acqua molto meno - 8 giorni. Secondo speciali esperimenti medici, con una perdita di umidità pari al 6-8% del peso corporeo, una persona cade in stato di svenimento, con una perdita del 10%, iniziano le allucinazioni, con il 12%, una persona non può più riprendersi senza speciali cure mediche, e con una perdita del 20%, si verifica la morte inevitabile. Molti animali si adattano bene alla mancanza di umidità. Il più famoso e fulgido esempio questa è la “nave del deserto”, il cammello. Può vivere a lungo in un deserto caldo, senza consumare acqua potabile e perdere fino al 30% del suo peso originale senza compromettere le sue prestazioni. Quindi, in una delle prove speciali, il cammello ha lavorato per 8 giorni sotto il cocente sole estivo, perdendo 100 kg. da 450 chilogrammi. il suo peso iniziale. E quando lo hanno portato in acqua, ha bevuto 103 litri e ha ripreso peso. È stato accertato che un cammello può ottenere fino a 40 litri di umidità convertendo il grasso accumulato nella sua gobba. Non lo usano affatto bevendo acqua animali del deserto come i jerboa e i ratti canguro - hanno abbastanza umidità, che ricevono dal cibo, e acqua formatasi nei loro corpi durante l'ossidazione del loro stesso grasso, proprio come i cammelli. Di più più acqua consumato dalle piante per la loro crescita e sviluppo. Una testa di cavolo “beve” più di un litro d’acqua al giorno, in media un albero beve più di 200 litri d’acqua; Naturalmente, questa è una cifra abbastanza approssimativa - razze diverse Gli alberi in diverse condizioni naturali consumano quantità di umidità molto, molto diverse. Pertanto, il saxaul che cresce nel deserto spreca una quantità minima di umidità, e l'eucalipto, che in alcuni luoghi è chiamato "albero della pompa", fa passare attraverso se stesso un'enorme quantità di acqua, e per questo motivo le sue piantagioni vengono utilizzate per drenare le paludi. È così che le paludose terre malariche della pianura della Colchide furono trasformate in un territorio prospero.
Già oggi circa il 10% della popolazione del nostro pianeta non dispone di acqua pulita. E se si considera che 800 milioni di famiglie nelle zone rurali, dove vive circa il 25% dell’intera umanità, non dispongono di acqua corrente, allora il problema della “fame d’acqua” diventa veramente globale. È particolarmente grave nei paesi in via di sviluppo, dove circa il 90% della popolazione utilizza acqua povera. La mancanza di acqua pulita sta diventando uno dei problemi i fattori più importanti limitando il progressivo sviluppo dell’umanità.
Domande acquistate sulla conservazione dell'acqua
L'acqua viene utilizzata in tutte le aree attività economica persona. È quasi impossibile nominarne qualcuno processo di fabbricazione, che non utilizzerebbe acqua. A causa del rapido sviluppo dell’industria e della crescita della popolazione urbana, il consumo di acqua è in aumento. Le questioni legate alla protezione delle risorse e delle fonti idriche dall'esaurimento, nonché dall'inquinamento causato dalle acque reflue, sono di fondamentale importanza. Tutti conoscono i danni che provocano acque reflue abitanti dei bacini idrici. Ancora più terribile per gli esseri umani e per tutta la vita sulla Terra è la comparsa di sostanze chimiche tossiche nelle acque dei fiumi, spazzate via dai campi. Quindi la presenza di 2,1 parti di pesticida (endrin) nell’acqua per miliardo di parti d’acqua è sufficiente per uccidere tutti i pesci al suo interno. Le acque reflue non trattate scaricate nei fiumi rappresentano un’enorme minaccia per l’umanità. insediamenti. Questo problema viene risolto implementando processi tecnologici in cui le acque reflue non vengono scaricate nei serbatoi, ma dopo la depurazione vengono restituite al processo tecnologico.
Attualmente si presta grande attenzione alla tutela ambiente ed in particolare dei bacini naturali. Considerando l'importanza di questo problema, il nostro Paese non ha adottato una legge sulla protezione e l'uso razionale dei prodotti risorse naturali. La Costituzione afferma: “I cittadini russi sono obbligati a prendersi cura della natura e a proteggere la sua ricchezza”.
Tipi di acqua
Acqua bromo - soluzione satura di Br 2 in acqua (3,5% in peso Br 2). L'acqua di bromo è un agente ossidante, un agente bromurante in chimica analitica.
Acqua ammoniacale - si forma quando il gas grezzo di cokeria entra in contatto con l'acqua, che viene concentrata a causa del raffreddamento del gas o viene iniettata appositamente per eliminare l'NH3. In entrambi i casi si ottiene la cosiddetta acqua ammoniacale debole o di lavaggio. Distillando questa acqua ammoniacale con vapore e successivo riflusso e condensazione, si ottiene acqua ammoniacale concentrata (18 - 20% NH 3 in peso), che viene utilizzata nella produzione di soda, come fertilizzante liquido, ecc.
| # 7732 · 15/11/2018 alle 17:18 ora di Mosca · indirizzo IP registrato · · | |
grazie, sarà utile per il resoconto) | |
Formula strutturale
Formula vera, empirica o lorda: H2O
Composizione chimica dell'acqua
Peso molecolare: 18.015
Acqua (ossido di idrogeno) - binario composto inorganico Con formula chimica H2O. Una molecola d'acqua è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno, collegati da un legame covalente. In condizioni normali lo è liquido chiaro, non ha colore (in piccoli volumi), odore o sapore. Allo stato solido si chiama ghiaccio (i cristalli di ghiaccio possono formare neve o brina), mentre allo stato gassoso si chiama vapore acqueo. L'acqua può esistere anche sotto forma di cristalli liquidi (su superfici idrofile). Costituisce circa lo 0,05% della massa terrestre.
È un buon solvente altamente polare. In condizioni naturali contiene sempre sostanze disciolte (sali, gas).
L'acqua in condizioni normali è allo stato liquido, mentre composti simili di idrogeno di altri elementi sono gas (H 2 S, CH 4, HF). Gli atomi di idrogeno sono attaccati all'atomo di ossigeno, formando un angolo di 104,45° (104°27′). A causa della grande differenza di elettronegatività tra gli atomi di idrogeno e di ossigeno, le nubi elettroniche sono fortemente sbilanciate verso l’ossigeno. Per questo motivo la molecola d'acqua ha un grande momento dipolare (p = 1,84 D, secondo solo all'acido cianidrico). Ogni molecola d'acqua forma fino a quattro legami idrogeno: due di essi sono formati da un atomo di ossigeno e due da atomi di idrogeno. Determinano il numero di legami idrogeno e la loro struttura ramificata alta temperatura acqua bollente e il suo calore specifico di vaporizzazione. Se non ci fossero legami idrogeno, l'acqua, in base alla posizione dell'ossigeno nella tavola periodica e ai punti di ebollizione degli idruri di elementi simili all'ossigeno (zolfo, selenio, tellurio), bollirebbe a -80 °C e congelerebbe a -100 °C.
Quando si passa allo stato solido, le molecole d'acqua vengono ordinate, mentre i volumi dei vuoti tra le molecole aumentano e la densità complessiva dell'acqua diminuisce, il che spiega la densità inferiore (volume maggiore) dell'acqua nella fase ghiacciata. Durante l'evaporazione, al contrario, tutti i legami idrogeno vengono rotti. La rottura dei legami richiede molta energia, motivo per cui l'acqua ha la capacità termica specifica più alta tra gli altri liquidi solidi. Per riscaldare di un grado un litro d'acqua sono necessari 4,1868 kJ di energia. A causa di questa proprietà, l'acqua viene spesso utilizzata come refrigerante. Oltre all'elevata capacità termica specifica, l'acqua ha anche grandi valori calore specifico di fusione (333,55 kJ/kg a 0 °C) e vaporizzazione (2250 kJ/kg).
