(st. konv.)
(pri 20 °C)
71 % povrchu tvorí voda
Voda má kľúčový význam pri tvorbe a udržiavaní života na Zemi, v chemickej stavbe živých organizmov, pri tvorbe klímy a počasia.
Fyzikálne a chemické vlastnosti
Fyzikálne vlastnosti
Voda má niekoľko nezvyčajných vlastností:
Všetky tieto vlastnosti sú spojené s prítomnosťou vodíkových väzieb. V dôsledku veľkého rozdielu v elektronegativite atómov vodíka a kyslíka sú elektrónové oblaky silne posunuté smerom ku kyslíku. Kvôli tomu, ako aj skutočnosti, že vodíkový ión nemá žiadne vnútorné elektrónové vrstvy a má malé rozmery, môže preniknúť do elektrónového obalu negatívne polarizovaného atómu susednej molekuly. Vďaka tomu je každý atóm kyslíka priťahovaný k atómom vodíka iných molekúl a naopak. Každá molekula vody sa môže podieľať maximálne na štyroch vodíkových väzbách: 2 atómy vodíka - každý v jednom a atóm kyslíka - v dvoch; v tomto stave sú molekuly v ľadovom kryštáli. Keď sa ľad roztopí, niektoré z väzieb sa prerušia, čo umožňuje, aby boli molekuly vody zbalené hustejšie; pri ohrievaní vody sa väzby ďalej lámu a jej hustota sa zvyšuje, ale pri teplotách nad 4 °C je tento efekt slabší ako tepelná rozťažnosť. Odparovanie preruší všetky zostávajúce väzby. Prerušenie väzieb vyžaduje veľa energie, a preto vysoká teplota a špecifické teplo topenia a varu a vysoká tepelná kapacita. Viskozita vody je spôsobená tým, že vodíkové väzby bránia molekulám vody pohybovať sa rôznymi rýchlosťami.
Kvapka dopadá na hladinu vody
Z podobných dôvodov je voda dobrým rozpúšťadlom pre polárne látky. Každá molekula rozpustenej látky je obklopená molekulami vody a kladne nabité časti molekuly rozpustenej látky priťahujú atómy kyslíka a záporne nabité časti priťahujú atómy vodíka. Pretože molekula vody je malá, môže každú molekulu rozpustenej látky obklopiť veľa molekúl vody.
Túto vlastnosť vody využívajú živé bytosti. V živej bunke a v medzibunkovom priestore sa riešenia vzájomne ovplyvňujú rôzne látky vo vode. Voda je nevyhnutná pre život všetkých jednobunkových a mnohobunkových živých bytostí na Zemi bez výnimky.
Čistá voda (bez nečistôt) je dobrým izolantom. Za normálnych podmienok je voda slabo disociovaná a koncentrácia protónov (presnejšie iónov hydrónia 3 +) a hydroxidových iónov - je 0,1 µmol/l. Ale keďže voda je dobré rozpúšťadlo, niektoré soli sú v nej takmer vždy rozpustené, to znamená, že vo vode sú prítomné kladné a záporné ióny. Výsledkom je, že voda vedie elektrický prúd. Elektrickú vodivosť vody možno použiť na určenie jej čistoty.
Súhrnné stavy
Chemické vlastnosti
Voda je najbežnejším rozpúšťadlom na Zemi a do značnej miery určuje povahu pozemskej chémie ako vedy. Väčšina chémie sa pri svojom vzniku ako vedy začala presne ako chémia vodných roztokov látok. Niekedy sa považuje za amfolyt - kyselinu aj zásadu súčasne (katión H + anión OH-). Pri absencii cudzorodých látok vo vode je koncentrácia hydroxidových iónov a vodíkových iónov (alebo hydróniových iónov) rovnaká, pK a ≈ cca. 16.
Samotná voda je za normálnych podmienok relatívne inertná, ale jej vysoko polárne molekuly solvatujú ióny a molekuly, tvoria hydráty a kryštalické hydráty. Solvolýza a najmä hydrolýza sa vyskytuje v živých a neživých organizmoch a je široko používaná v chemickom priemysle.
Voda v prírode
Výskum vody
Hydrológia
Hydrológia sa delí na oceánológiu, pevninskú hydrológiu a hydrogeológiu.
Oceánológia sa delí na oceánsku biológiu, oceánsku chémiu, oceánsku geológiu, fyzickú oceánológiu a interakcie oceán-atmosféra.
Pozemná hydrológia sa delí na riečnu ( riečna hydrológia, potamológia), jazerná náuka (limnológia), náuka o močiaroch, glaciológia.
Biologická úloha
Voda zohráva jedinečnú úlohu ako látka, ktorá určuje možnosť existencie a samotného života všetkých tvorov na Zemi. Pôsobí ako univerzálne rozpúšťadlo, v ktorom prebiehajú hlavné biochemické procesy živých organizmov. Jedinečnosť vody spočíva v tom, že rozpúšťa organické aj anorganické látky poskytujúce vysokú rýchlosť chemických reakcií a súčasne dostatočnú komplexnosť výsledných komplexných zlúčenín. Vďaka
atď.), prítomný v pôde. súčasť všetkých živých vecí.
Izotopové zloženie. Existuje 9 stabilných izotopových odrôd vody. Ich obsah v sladkej vode je v priemere nasledovný (mol. %): 1 H 2 16 O - 99,13; 1H2180 - 0,2; 1H217 0-0,04; 1H20160-0,03; zvyšných päť izotopových odrôd je prítomných vo vode v zanedbateľných množstvách. Okrem stabilných izotopových odrôd voda obsahuje malé množstvo rádioaktívneho 3H 2 (alebo T 2 O). Izotopové zloženie prírodnej vody odlišný pôvod niekoľko sa líši. Pomer 1 H / 2 H je obzvlášť nestabilný: in sladkej vody ah - v priemere 6900, v morskej vode -5500, v - 5500-9000. Podľa fyzického vlastnosti D 2 O sa výrazne líši od obyčajná voda(cm). Voda obsahujúca 18 O je bližšie k vode s 16 O.
Phys. vlastnosti vody sú abnormálne. atm. sprevádzaný poklesom objemu o 9 %. Teplotný koeficient objemová expanzia a kvapalná voda je negatívna pri t-pax resp. pod -210 °C a 3,98 °C. C° pri takmer dvojnásobku a v rozmedzí 0-100°C je takmer nezávislý od t-ry (tam je minimum pri 35°C). Minimálne izotermické (44,9*10-11 Pa-1), pozorovaný pri 46 °C, je celkom jasný. Pri nízkych teplotách a teplotách do 30 °C s rastom vody ubúda. Vysoké dielektrikum. priepustnosť a dipólový moment vody určujú jej dobrú rozpúšťaciu schopnosť vo vzťahu k polárnym a ionogénnym látkam. Vďaka vysoké hodnoty C ° a voda je dôležitým regulátorom klímy. podmienky na zemi, stabilizujúce t-ru na jej povrchu. Okrem toho blízkosť uhol H-O-H do štvorstenu (109 ° 28 ") spôsobuje drobivosť štruktúr a tekutej vody a v dôsledku toho anomálnu závislosť hustoty na t-ry. Veľké nádrže preto nezamŕzajú na dno, čo v nich umožňuje život.
Tab. 1 - VLASTNOSTI VODY A VODY, KTORÉ SA NACHÁDZA V 
Ale hustota modifikácií II-VI je oveľa nižšia ako hustota, ktorú by mohol mať ľad pri . Stačí len v modifikáciách VII a VIII vysoká hustota upchávky: vo svojej štruktúre sú dve pravidelné siete skonštruované z tetraédra (podobné tým, ktoré existujú v kubických nízkoteplotných Ic, izoštrukturálne) vložené jedna do druhej; v tomto prípade je zachovaný systém priamočiarych a súradníc. počet sa zdvojnásobí a dosiahne 8. Umiestnenie v VII a VIII je podobné umiestneniu v a mnohých ďalších. V obvyklom (Ih) a kubickom (Ic), ako aj v HI, V-VII, orientácia nie je definovaná: obe najbližšie k O tvoria s ňou, čo môže byť. nasmerovaný na ľubovoľné dva zo štyroch susedov vo vrcholoch štvorstenu. Dielektrikum priepustnosť týchto modifikácií je vysoká (vyššia ako pri tekutej vode). Modifikácie II, VIII a IX sú zoradené orientačne; ich dielektrikum. priepustnosť je nízka (cca 3). VIII je verzia VII na objednávku a IX je III. Hustoty orientačne usporiadaných modifikácií (VIII, IX) sú blízke hustotám zodpovedajúcich neusporiadaných modifikácií (VII, III).
Ako voda. Voda sa dobre rozpúšťa. polárne a disociujúce na in-va. Zvyčajne sa p-hodnota zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou, ale niekedy je teplotná závislosť zložitejšia. Takže, r-vzácnosť pl. , a so zvyšujúcim sa t-ry klesá alebo najskôr rastie a potom prechádza cez maximum. P-hodnota nízkopolaritných in-in (vrátane tých, ktoré sú zahrnuté v) vo vode je nízka a s nárastom t-ry zvyčajne najskôr klesá a potom prechádza cez minimum. So zvyšujúcou sa hodnotou p sa zvyšuje, pričom prechádza cez maximum pri vysokých hodnotách. Mnohé látky sa rozpúšťajú vo vode a reagujú s ňou. Napríklad NH4 môže byť prítomný v roztokoch NH3 (pozri tiež). Medzi tými rozpustenými vo vode,
Je pravdepodobné, že si pamätáte, že pre všetky ostatné látky je ich tuhá fáza ťažšia ako kvapalná.
Preto je dobré, že ľad je ľahší ako voda – a to je aj hlavná vlastnosť vody, vďaka ktorej je možný život v súčasnej podobe.
No ak by táto vlastnosť vody neexistovala, museli by sme sa vyvíjať na báze napríklad čpavku. O to je väčšia zábava 🙂
Teraz sa sústreďme na to, že voda sa pri varení môže odparovať. Ale to nie je hlavná vlastnosť vody - pretože takmer každá látka sa počas varu odparuje a nie je v tom nič hanebné. Dôležité je, že sa voda vyparí a len dovnútra tekutom stave a dokonca aj z ľadovej plochy. Prečo je táto vlastnosť dôležitejšia ako vyparovanie varom? Tu je dôvod.
Skutočnosť, že voda sa môže odparovať nielen pri varení, je hlavnou vlastnosťou vody, pretože je to možné kolobeh vody v prírode. Čo je určite dobré, keďže voda sa nehromadí na jednom mieste, ale viac-menej rovnomerne sa rozchádza po celej planéte. To znamená, že v saharskej púšti nie je také teplo a sucho, ako by mohlo byť, pretože v Antarktíde sa voda vyparuje z povrchu ľadovcov. Oceány v tom zohrávajú dôležitú úlohu.
Bez kolobehu vody v prírode by teda život sedel v blízkosti niekoľkých oáz a ostatné miesta by boli vyprahnutou púšťou, kde nie je ani kvapka vlhkosti.
A preto vlastnosť vody odparovať sa je hlavnou vlastnosťou vody.
Prirodzene, nielen voda sa môže odparovať bez varu. Väčšina aromatických zlúčenín (alkoholy, étery, chloroform atď.) sa pri varení neodparí. Ale voda má jedno dôležité plus, ešte jednu hlavnú vlastnosť - voda nie je toxická pre živé organizmy. Zatiaľ čo alkoholy a étery sú toxické. Mimochodom, viac o toxicite (a ako sa s ňou vysporiadať) etylalkohol, teda vodka, v článku „Pozitívne vlastnosti štruktúrovanej vodky“.
Samozrejme, v moderné podmienky a voda sa môže stať toxickou. Ale je to riešené pre vodu a nie je to tak veľký problém aby sa s tým nevedel vysporiadať.
Ďalšou hlavnou vlastnosťou vody je teda to, že je netoxická.
Inak by sme boli zase iní 🙂
A nakoniec hlavná vlastnosť vody, ktorá je dôležitá nielen pre život, ale aj pre priemysel: voda sa ohrieva pomerne pomaly a pomaly ochladzuje (tj. môže absorbovať veľa tepla). Táto vlastnosť chráni ľudí a iné zvieratá a Zem pred prehriatím. A podchladenie. To je dôvod, prečo živé organizmy môžu prežiť pri -50 stupňoch Celzia a pri + 50 stupňoch. Ak by sme boli stavaní na báze inej látky, takýto rozsah teplôt by sme nemali na dosah.
Okrem toho je potrebné vziať do úvahy, že teplé a studená voda majú inú váhu Teplá voda je ľahšia, studená ťažšia. V súlade s tým dochádza v oceáne k stratifikácii vody - čo sa týka slanosti aj teploty. A v oceáne je možný život, aký je teraz organizovaný. No, keďže sme všetci vyšli z oceánu, keby nebolo tejto vlastnosti vody, boli by sme tiež úplne iní.
A napokon vlastnosť vody absorbovať teplo a byť na povrchu v zahriatom stave umožňuje existenciu takých vecí, ako napr teplé prúdy- a najmä Golfský prúd. Ktorý ohrieva celú Európu a bez ktorého by na mieste Európy bola tundra s tajgou, a nie vinice.
Možno môžete vymenovať niektoré ďalšie základné vlastnosti vody, ale tie, ktoré sú uvedené vyššie, sú podľa môjho názoru skutočne zásadné, pretože od nich závisí existencia života na planéte v podobe, v akej život existuje. Dúfam, že tieto informácie budú pre vás užitočné, keď budete potrebovať odpovedať na otázky zvedavých detí 🙂
A tu je sľúbená prezentácia na tému „Základné vlastnosti vody“ na stiahnutie: http://festival.1september.ru/articles/513123/
Takže hlavné vlastnosti vody sú vlastnosti, vďaka ktorým sme všetci nažive!
A máme taký vzhľad a tvar, aký máme 🙂
ostatné látky sú vo vode úplne nerozpustné
Voda je jednou z najbežnejších látok v prírode (hydrosféra zaberá 71 % povrchu Zeme). Voda hrá dôležitú úlohu v geológii a histórii planéty. Živé organizmy nemôžu existovať bez vody. Faktom je, že ľudské telo tvorí takmer 63% - 68% voda. Takmer všetky bio chemické reakcie v každej živej bunke – to sú reakcie v vodné roztoky... V roztokoch (hlavne vodných), väčšina z technologických procesov v podnikoch chemický priemysel, vo výrobe lieky A produkty na jedenie. A v hutníctve je voda mimoriadne dôležitá, a to nielen na chladenie. Nie je náhoda, že hydrometalurgia - získavanie kovov z rúd a koncentrátov pomocou roztokov rôznych činidiel - sa stala dôležitým odvetvím.
Voda, nemáš farbu, chuť, vôňu,
nedá sa opísať, tešíš sa,
bez toho, aby si vedel, čo si. Nedá sa povedať
čo je potrebné pre život: vy ste život sám.
Napĺňaš nás radosťou
ktoré sa nedajú vysvetliť našimi pocitmi.
S tebou sa nám vracia sila,
s ktorým sme sa už rozlúčili.
Vďaka vašej milosti začíname odznova
vyvárať suché studne našich sŕdc.
(A. de Saint-Exupery. Planéta ľudí)
Napísal som esej na tému "Voda je najúžasnejšia látka na svete." Túto tému som si vybral, pretože je najviac aktuálna téma, keďže voda je najdôležitejšou látkou na Zemi, bez ktorej nemôže existovať žiadny živý organizmus a nemôžu prebiehať žiadne biologické, chemické reakcie a technologické procesy.
Voda je najúžasnejšia látka na Zemi
Voda je známa a nezvyčajná látka. Známy sovietsky vedec akademik I. V. Petrjanov nazval svoju vedecko-populárnu knihu o vode „najmimoriadnejšou látkou na svete“. A "Zábavná fyziológia", ktorú napísal doktor biologických vied B.F. Sergejev, začína kapitolou o vode - "Látka, ktorá vytvorila našu planétu."
Vedci majú úplnú pravdu: na Zemi neexistuje látka, ktorá by bola pre nás dôležitejšia ako obyčajná voda, a zároveň neexistuje žiadna iná taká látka, v ktorej vlastnostiach by bolo toľko rozporov a anomálií ako v jej vlastnostiach.
Takmer 3/4 povrchu našej planéty zaberajú oceány a moria. Pevná voda – sneh a ľad – pokrýva 20 % územia. Klíma planéty závisí od vody. Geofyzici tvrdia, že Zem by už dávno vychladla a zmenila by sa na kus kameňa bez života, nebyť vody. Má veľmi vysokú tepelnú kapacitu. Pri zahrievaní absorbuje teplo; ochladenie, dáva to preč. Suchozemská voda absorbuje aj vracia veľa tepla a tým „vyrovnáva“ klímu. A Zem je chránená pred kozmickým chladom tými molekulami vody, ktoré sú rozptýlené v atmosfére - v oblakoch a vo forme pár ... bez vody sa nezaobídete - to je najdôležitejšia látka na Zemi.
Štruktúra molekuly vody
Správanie vody je „nelogické“. Ukazuje sa, že k prechodom vody z pevného skupenstva do kvapalného a plynného skupenstva dochádza pri teplotách oveľa vyšších, ako by mali. Pre tieto anomálie sa našlo vysvetlenie. Molekula vody H2O je vytvorená vo forme trojuholníka: uhol medzi dvoma väzbami kyslík-vodík je 104 stupňov. Ale keďže oba atómy vodíka sú na tej istej strane kyslíka, elektrické náboje sú v ňom sústredené. Molekula vody je polárna, čo je dôvodom špeciálnej interakcie medzi jej rôznymi molekulami. Atómy vodíka v molekule H20, ktoré majú čiastočný kladný náboj, interagujú s elektrónmi atómov kyslíka susedných molekúl. Takáto chemická väzba sa nazýva vodíková väzba. Spája molekuly H 2 O do jedinečných priestorových polymérov; rovina, v ktorej sa nachádzajú vodíkové väzby, je kolmá na rovinu atómov tej istej molekuly H 2 O. Interakcia medzi molekulami vody vysvetľuje predovšetkým nepravidelne vysoké teploty jej topenia a varu. Na uvoľnenie a následné prerušenie vodíkových väzieb je potrebná ďalšia energia. A táto energia je veľmi významná. Preto je mimochodom tepelná kapacita vody taká vysoká.
Aké väzby má H 2 O?
Molekula vody má dve polárne H-O kovalentné väzby.
Vznikajú v dôsledku prekrytia dvoch jednoelektrónových p - oblakov atómu kyslíka a jednoelektrónových S - oblakov dvoch atómov vodíka.
Atóm kyslíka v molekule vody má štyri elektrónové páry. Dva z nich sa podieľajú na tvorbe kovalentných väzieb, t.j. sú záväzné. Dvaja ďalší elektrónové páry sú nezáväzné.
V molekule sú štyri póly náboja: dva sú kladné a dva záporné. Kladné náboje sú sústredené v atómoch vodíka, pretože kyslík je elektronegatívny ako vodík. Dva záporné póly dopadajú na dva neväzbové elektrónové páry kyslíka.
Takáto predstava o štruktúre molekuly umožňuje vysvetliť mnohé vlastnosti vody, najmä štruktúru ľadu. V kryštálovej mriežke ľadu je každá z molekúl obklopená štyrmi ďalšími. Na rovinnom obrázku to možno znázorniť takto:
 |  |
Diagram ukazuje, že spojenie medzi molekulami sa uskutočňuje prostredníctvom atómu vodíka:
Kladne nabitý atóm vodíka jednej molekuly vody je priťahovaný k záporne nabitému atómu kyslíka inej molekuly vody. Takáto väzba sa nazýva vodíková väzba (označuje sa bodkami). Pokiaľ ide o pevnosť, vodíková väzba je asi 15-20 krát slabšia ako kovalentná väzba. Preto sa vodíková väzba ľahko preruší, čo pozorujeme napríklad pri vyparovaní vody.
Štruktúra tekutej vody sa podobá štruktúre ľadu. V kvapalnej vode sú molekuly tiež navzájom spojené vodíkovými väzbami, ale štruktúra vody je menej „tuhá“ ako štruktúra ľadu. V dôsledku tepelného pohybu molekúl vo vode sa niektoré vodíkové väzby prerušia, iné sa tvoria.
Fyzikálne vlastnosti H 2 O
Voda, H 2 O, kvapalina bez zápachu, chuti, bezfarebná (v hrubých vrstvách modrastá); hustota 1 g / cm 3 (pri 3,98 stupňoch), t pl \u003d 0 stupňov, t kip \u003d 100 stupňov.
Existujú rôzne druhy vody: kvapalná, tuhá a plynná.
Voda je jediná látka v prírode, ktorá v pozemských podmienkach existuje vo všetkých troch stavoch agregácie:
kvapalina - voda
pevný - ľad
plynný - para
Sovietsky vedec V. I. Vernadskij napísal: "Voda stojí v dejinách našej planéty oddelene. Neexistuje žiadne prírodné teleso, ktoré by sa s ňou dalo porovnávať, pokiaľ ide o jej vplyv na priebeh hlavných, najveľkolepejších geologických procesov. Neexistuje žiadna zem. látka - horninový minerál, živé telo, ktoré by ho neobsahovalo.Všetka pozemská hmota je ním prestúpená a objatá.
Chemické vlastnosti H20
Od chemické vlastnosti vody, dôležitá je najmä schopnosť jej molekúl disociovať (rozkladať sa) na ióny a schopnosť vody rozpúšťať látky rôznej chemickej povahy. Úloha vody ako hlavného a univerzálneho rozpúšťadla je určená predovšetkým polaritou jej molekúl (posun stredov kladných a záporné náboje) a v dôsledku toho jeho extrémne vysoká dielektrická konštanta. Opačné elektrické náboje, a najmä ióny, sa vo vode navzájom priťahujú 80-krát slabšie, ako by boli priťahované vo vzduchu. Sily vzájomnej príťažlivosti medzi molekulami alebo atómami telesa ponoreného vo vode sú tiež slabšie ako vo vzduchu. V tomto prípade je pre tepelný pohyb jednoduchšie oddeliť molekuly. Preto dochádza k rozpúšťaniu, vrátane mnohých ťažko rozpustných látok: kvapka opotrebuje kameň ...
Disociácia (dezintegrácia) molekúl vody na ióny:
H 2 O → H + + OH alebo 2H 2 O → H 3 O (hydroxylový ión) + OH
za normálnych podmienok je mimoriadne nevýznamná; v priemere disociuje jedna molekula z 500 000 000. Treba mať na pamäti, že prvá z vyššie uvedených rovníc je čisto podmienená: protón H bez elektrónového obalu nemôže existovať vo vodnom prostredí, okamžite sa spojí s molekulou vody, za vzniku hydroxidového iónu H 3 O. Uvažujme ešte, že asociáty molekúl vody sa v skutočnosti rozpadajú na oveľa ťažšie ióny, ako napr.
8H 2 O → HgO 4 + H 7 O 4 a reakcia H 2 O → H + + OH - je len značne zjednodušená schéma skutočného procesu.
Reaktivita vody je relatívne nízka. Je pravda, že niektoré aktívne kovy sú schopné z neho vytesniť vodík:
2Na+2H20 → 2NaOH+H2,
a v atmosfére voľného fluóru môže voda horieť:
2F2+2H20 -> 4HF+02.
Kryštály tiež pozostávajú z podobných molekulárnych asociácií zlúčenín molekúl. obyčajný ľad. „Zabalenie“ atómov do takéhoto kryštálu nie je iónové a ľad nevedie dobre teplo. Hustota tekutej vody pri teplote blízkej nule je väčšia ako hustota ľadu. Pri 0 °C zaberá 1 gram ľadu objem 1,0905 cm3 a 1 gram tekutej vody - 1,0001 cm3. A ľad pláva, preto nádrže nepremŕzajú, ale sú len zakryté ľadovou pokrývkou. Ide o ďalšiu anomáliu vody: po roztopení sa najskôr stiahne a až potom pri prelome 4 stupňov s ďalším procesom začína expandovať. o vysoké tlaky obyčajný ľad je možné premeniť na takzvaný ľad - 1, ľad - 2, ľad - 3 atď. - ťažšie a hustejšie kryštalické formy tejto látky. Najtvrdší, najhustejší a najviac žiaruvzdorný je zatiaľ ľad - 7 - získaný pri tlaku 3 kilo Pa. Topí sa pri 190 stupňoch.
Kolobeh vody v prírode
Ľudské telo je preniknuté miliónmi krvných ciev. Veľké tepny a žily spájajú hlavné orgány tela medzi sebou, menšie ich oplietajú zo všetkých strán, najtenšie kapiláry siahajú takmer do každej jednej bunky. Či už kopete jamu, sedíte na lekcii alebo blažene spíte, krv nimi nepretržite prúdi a zväzuje jednotný systém Ľudské telo mozog a žalúdok, obličky a pečeň, oči a svaly. Na čo je krv?
Krv prenáša kyslík do každej bunky vášho tela z pľúc a živiny zo žalúdka. Krv zhromažďuje odpadové látky zo všetkých, aj tých najodľahlejších kútov tela, čím sa zbavuje oxidu uhličitého a iných nepotrebných, vrátane nebezpečných látok. Krv nesie v tele špeciálne látky - hormóny, ktoré regulujú a koordinujú prácu rôzne orgány. Inými slovami, krv spája rôzne časti tela do jedného systému, do dobre koordinovaného a výkonného organizmu.
Naša planéta má tiež obehový systém. Krv zeme je voda a cievy- rieky, riečky, potoky a jazerá. A to nie je len prirovnanie, umelecká metafora. Voda na Zemi hrá v ľudskom tele rovnakú úlohu ako krv a ako si vedci nedávno všimli, štruktúra riečnej siete je veľmi podobná štruktúre obehový systém osoba. "Voz prírody" - takto nazval vodu veľký Leonardo da Vinci, bola to ona, ktorá prechádzala z pôdy do rastlín, z rastlín do atmosféry, prúdila pozdĺž riek z kontinentov do oceánov a vracala sa späť vzdušnými prúdmi. , spájajúc rôzne zložky prírody navzájom a premieňajúc ich na jeden geografický systém. Voda neprechádza len z jednej prírodnej zložky do druhej. Rovnako ako krv nesie so sebou obrovské množstvo chemikálií, ktoré ich vyvážajú z pôdy do rastlín, z pôdy do jazier a oceánov, z atmosféry na zem. Všetky rastliny dokážu spotrebovať živiny obsiahnuté v pôde len s vodou, kde sú v rozpustenom stave. Nebyť prílevu vody z pôdy do rastlín, všetky bylinky, aj tie rastúce na tých najbohatších pôdach, by zomreli „od hladu“, ako kupec, ktorý umrel od hladu na truhlici zo zlata. Voda zásobuje živinami obyvateľov riek, jazier a morí. Potoky veselo stekajúce z polí a lúk počas jarného topenia snehu alebo po letných dažďoch sa zbierajú po ceste a ukladajú sa do pôdy chemických látok a sprostredkovať ich obyvateľom nádrží a mora, čím spojí pevninu a vodné plochy našej planéty. Najbohatší „stôl“ sa tvorí na tých miestach, kde sa rieky s živinami vlievajú do jazier a morí. Preto sa takéto časti pobrežia - ústia riek - vyznačujú nepokojom podmorského života. A kto likviduje odpad, ktorý vznikajú v rôznych geografických systémoch? Opäť voda a ako urýchľovač funguje oveľa lepšie ako obehový systém človeka, ktorý túto funkciu plní len čiastočne. Očisťujúca úloha vody je dôležitá najmä teraz, keď človek otravuje životné prostredie odpadom z miest, priemyselných a poľnohospodárskych podnikov. Telo dospelého človeka obsahuje približne 5-6 kg. krv, väčšina z nich ktorý nepretržite cirkuluje rôzne časti jeho telo. A koľko vody slúži životu nášho sveta?
Všetky vody na zemi, ktoré nie sú súčasťou hornín, spája pojem „hydrosféra“. Jeho hmotnosť je taká veľká, že sa zvyčajne nemeria v kilogramoch alebo tonách, ale v kubických kilometroch. Jeden kubický kilometer je kocka s veľkosťou každej hrany 1 km, neustále obsadená vodou. Hmotnosť 1 km 3 vody sa rovná 1 miliarde ton.Celá zem obsahuje 1,5 miliardy km 3 vody, čo je približne 15000000000000000000 ton! Na každého človeka pripadá 1,4 km 3 vody, čiže 250 miliónov ton. Piť, nechcem!
Ale bohužiaľ, všetko nie je také jednoduché. Faktom je, že 94 % tohto objemu tvoria vody oceánov, ktoré nie sú vhodné na väčšinu ekonomických účelov. Len 6 % tvorí suchozemská voda, z toho len 1/3 je sladká, t.j. len 2 % z celkového objemu hydrosféry. Väčšina tejto sladkej vody je sústredená v ľadovcoch. Podstatne menej sa ich nachádza pod zemským povrchom (v plytkom podzemí, vodných horizontoch, v podzemných jazerách, v pôdach, ako aj v atmosférických parách. Veľmi málo pripadá na podiel riek, z ktorých ľudia berú najmä vodu - 1,2 tis. km 3. Celkový objem vody obsiahnutej v živých organizmoch naraz je absolútne zanedbateľný.Takže na našej planéte nie je toľko vody, ktorú môžu spotrebovať ľudia a iné živé organizmy.Ale prečo to neskončí?Veď predsa, ľudia a zvieratá neustále pijú vodu, rastliny ju vyparujú do atmosféry a rieky ju nesú do oceánu.
Prečo na Zemi nedochádza voda?
Ľudský obehový systém je uzavretý okruh, ktorým krv nepretržite prúdi, prenáša kyslík a oxid uhličitýživín a odpadových produktov. Tento prúd nikdy nekončí, pretože je to kruh alebo prsteň, a ako viete, „prsteň nemá koniec“. Vodná sieť našej planéty je usporiadaná podľa rovnakého princípu. Voda na Zemi je v neustálom obehu a jej strata v jednom článku sa okamžite dopĺňa v dôsledku toku z iného. Hnacou silou vodného cyklu je solárna energia a gravitácie. Vďaka kolobehu vody sú všetky časti hydrosféry úzko spojené a prepájajú ostatné zložky prírody. Vo veľmi všeobecný pohľad Cyklus vody na našej planéte je nasledovný. Pod vplyvom slnečného žiarenia sa voda vyparuje z povrchu oceánu a pevniny a vstupuje do atmosféry a odparovanie z povrchu pevniny sa uskutočňuje tak riekami a nádržami, ako aj pôdou a rastlinami. Časť vody sa okamžite vracia s dažďom späť do oceánu a časť je vetrom unášaná na súš, kde padá vo forme dažďa a snehu. Voda sa dostáva do pôdy, čiastočne sa do nej absorbuje, dopĺňa zásoby pôdnej vlhkosti a podzemnej vody, čiastočne steká po povrchu do riek a nádrží, pôdna vlhkosť čiastočne prechádza do rastlín, ktoré ju odparujú do atmosféry a čiastočne steká do riek. , len pri nižšej rýchlosti. Rieky, napájané vodou z povrchových tokov a podzemných vôd, privádzajú vodu do Svetového oceánu a dopĺňajú jej straty. Voda sa vyparí z jeho povrchu, znovu sa dostane do atmosféry a cyklus sa uzavrie. Rovnaký pohyb vody medzi všetkými zložkami prírody a všetkými oblasťami zemského povrchu prebieha nepretržite a nepretržite po mnoho miliónov rokov.
Treba povedať, že kolobeh vody nie je úplne uzavretý. Časť, ktorá sa dostane do horných vrstiev atmosféry, sa pôsobením slnečného žiarenia rozkladá a ide do vesmíru. Tieto nevýznamné straty sa však neustále dopĺňajú v dôsledku prúdenia vody z hlbokých vrstiev zeme počas sopečných erupcií. Vďaka tomu sa objem hydrosféry postupne zväčšuje. podľa niektorých výpočtov bol pred 4 miliardami rokov jeho objem 20 miliónov km 3, t.j. bol sedemtisíckrát menší ako ten moderný. V budúcnosti sa zrejme zvýši aj množstvo vody na Zemi, keďže objem vody v zemskom plášti sa odhaduje na 20 miliárd km 3 - to je 15-krát viac ako súčasný objem hydrosféry. Porovnaním objemu vody v jednotlivých častiach hydrosféry s prítokom vody do nich a susedných článkov cyklu je možné určiť aktivitu výmeny vody, t.j. čas, za ktorý sa môže úplne obnoviť objem vody vo Svetovom oceáne, v atmosfére alebo v pôde. Najpomalšia obnova vody je v polárnych ľadovcoch (raz za 8000 rokov). A najrýchlejšia je riečna voda, ktorá sa vo všetkých riekach na Zemi úplne zmení za 11 dní.
Hlad po vode na planéte
"Zem je planéta úžasnej modrej"! - s nadšením hlásili návrat z vesmíru po pristátí na Mesiaci americkí astronauti. A ako by naša planéta mohla vyzerať inak, ak viac ako 2/3 jej povrchu zaberajú moria a oceány, ľadovce a jazerá, rieky, rybníky a nádrže. Čo však potom znamená fenomén, ktorého meno je v titulkoch? Aký druh „hladu“ môže existovať, ak je na Zemi také množstvo vodných plôch? Áno, vody je na Zemi viac než dosť. Nesmieme však zabúdať, že život na planéte Zem sa podľa vedcov najprv objavil vo vode a až potom prišiel na súš. Organizmy si v priebehu evolúcie udržali závislosť na vode po mnoho miliónov rokov. Voda je hlavným „stavebným materiálom“, z ktorého sa skladá ich telo. To možno ľahko overiť analýzou čísel v nasledujúcich tabuľkách:
Posledné číslo tejto tabuľky udáva, že u osoby s hmotnosťou 70 kg. obsahuje 50 kg. voda! Ale ešte viac je v ľudskom plode: v trojdňovom období - 97%, v trojmesačnom - 91%, v osemmesačnom - 81%.
Problémom „hladu po vode“ je potreba inkontinencie určitého množstva vody v tele, keďže dochádza k neustálej strate vlhkosti počas rôznych fyziologické procesy. Pre normálnu existenciu v miernom podnebí potrebuje človek prijať asi 3,5 litra vody denne s jedlom a pitím, v púšti sa táto miera zvyšuje na najmenej 7,5 litra. Bez jedla môže človek existovať asi štyridsať dní a bez vody oveľa menej - 8 dní. Podľa špeciálnych lekárskych experimentov pri strate vlhkosti vo výške 6-8% telesnej hmotnosti človek upadá do mdloby, so stratou 10% - začínajú halucinácie, s 12% sa už človek nemôže zotaviť bez špeciálneho zdravotná starostlivosť a pri strate 20% nastáva neodvratná smrť. Mnohé zvieratá sa dobre prispôsobujú nedostatku vlahy. Najznámejšie a ukážkový príklad toto je „loď púšte“, ťava. Dokáže žiť veľmi dlho v horúcej púšti, bez toho, aby konzumoval pitnú vodu a schudol až 30 % svojej pôvodnej hmotnosti bez toho, aby to ohrozilo jeho výkonnosť. V jednom zo špeciálnych testov teda ťava pracovala pod horúcim letným slnkom 8 dní a stratila 100 kg. od 450 kg. jeho počiatočná hmotnosť. A keď ho priniesli k vode, vypil 103 litrov a pribral. Zistilo sa, že ťava môže získať až 40 litrov vlhkosti premenou tuku nahromadeného v jej hrbe. Absolútne nepoužívaný pitná voda také púštne zvieratá ako jerboy a kengury - majú dostatok vlahy, ktorú získavajú z potravy a vody, ktorá sa im v tele vytvorila pri oxidácii vlastného tuku, tak ako ťavy. Viac viac vody rastliny spotrebujú na svoj rast a vývoj. Hlava kapusty "vypije" viac ako jeden liter vody denne, jeden strom v priemere - viac ako 200 litrov vody. Samozrejme, toto je dosť hrubý údaj - rôzne plemená stromy v rôznych prírodných podmienkach spotrebúvajú veľmi, veľmi rozdielne množstvá vlahy. Saxaul rastúci v púšti teda strávi minimálne množstvo vlhkosti a eukalyptus, ktorý sa na niektorých miestach nazýva „pumpový strom“, prechádza cez seba obrovské množstvo vody, a preto sa jeho plantáže používajú na odvodňovanie močiarov. . Tak sa bažinaté malarické krajiny Kolchidskej nížiny zmenili na prosperujúce územie.
Už teraz asi 10 % svetovej populácie nemá čistú vodu. A ak vezmeme do úvahy, že 800 miliónov domácností vo vidieckych oblastiach, kde žije asi 25 % celého ľudstva, nemá tečúcu vodu, potom sa problém „hladu po vode“ stáva skutočne globálnym. Obzvlášť akútne je to v rozvojových krajinách, kde asi 90 % populácie používa zlú vodu. Nedostatok čistej vody sa stáva jedným z kritických faktorov obmedzuje progresívny rozvoj ľudstva.
Otázky týkajúce sa ochrany vody pri kúpe
Voda sa používa vo všetkých oblastiach ekonomická aktivita osoba. Je takmer nemožné žiadne vymenovať výrobný proces ktorá nepoužíva vodu. V dôsledku rýchleho rozvoja priemyslu, rastu počtu obyvateľov miest sa zvyšuje spotreba vody. Prvoradý význam majú otázky ochrany vodných zdrojov a zdrojov pred vyčerpaním, ako aj pred znečistením odpadovými vodami. Každý pozná škody odpadových vôd obyvatelia vody. Ešte hroznejšie pre človeka a všetok život na Zemi je objavenie sa pesticídov vyplavených z polí v riečnych vodách. Takže prítomnosť 2,1 dielu pesticídu (endrínu) vo vode na miliardu dielov vody stačí na zabitie všetkých rýb v nej. Obrovskou hrozbou pre ľudstvo sú nevyčistené odpadové vody vypúšťané do riek. osady. Tento problém sa rieši pochopením takých technologických procesov, pri ktorých odpadová voda nie je vypúšťaná do nádrží, ale po vyčistení sa opäť vracia do technologického procesu.
V súčasnosti sa ochrane venuje veľká pozornosť životné prostredie a najmä prírodné vodné útvary. Vzhľadom na závažnosť tohto problému u nás neprijímajú zákon o ochrane a racionálne využitie prírodné zdroje. Ústava hovorí: "Občania Ruska sú povinní chrániť prírodu, chrániť jej bohatstvo."
Druhy vody
Brómová voda - nasýtený roztok Br2 vo vode (3,5 % hmotn. Br2). Brómová voda je oxidačné činidlo, bromačné činidlo v analytickej chémii.
Amoniaková voda - Vzniká pri kontakte surového koksárenského plynu s vodou, ktorá sa koncentruje chladením plynu alebo sa do nej špeciálne vstrekuje na vymývanie NH3. V oboch prípadoch sa získa takzvaná slabá, alebo premývacia, čpavková voda. Destiláciou tejto čpavkovej vody vodnou parou a následným refluxom a kondenzáciou sa získava koncentrovaná čpavková voda (18 - 20% NH 3 hm.), ktorá sa používa pri výrobe sódy, ako tekuté hnojivo atď.
| # 7732 · 15.11.2018 o 17:18 moskovského času · zaznamenaná ip adresa · · | |
ďakujem, za správu pôjde) | |
Štrukturálny vzorec
Pravdivý, empirický alebo hrubý vzorec: H2O
Chemické zloženie vody
Molekulová hmotnosť: 18,015
Voda (oxid vodíka) - binárna anorganická zlúčenina s chemický vzorec H2O. Molekula vody pozostáva z dvoch atómov vodíka a jedného kyslíka, ktoré sú vzájomne prepojené kovalentnou väzbou. Za normálnych podmienok áno číra tekutina, nemá farbu (v malom objeme), vôňu a chuť. V pevnom skupenstve sa nazýva ľad (kryštáliky ľadu môžu vytvárať sneh alebo námrazu) a v plynnom skupenstve sa nazýva vodná para. Voda môže existovať aj ako tekuté kryštály (na hydrofilných povrchoch). Je to približne 0,05 % hmotnosti Zeme.
Je to dobré vysoko polárne rozpúšťadlo. V prírodných podmienkach vždy obsahuje rozpustené látky (soli, plyny).
Voda je za normálnych podmienok v kvapalnom stave, kým podobné zlúčeniny vodíka iných prvkov sú plyny (H 2 S, CH 4, HF). Atómy vodíka sú pripojené k atómu kyslíka a zvierajú uhol 104,45° (104°27'). V dôsledku veľkého rozdielu v elektronegativite atómov vodíka a kyslíka sú elektrónové oblaky silne posunuté smerom ku kyslíku. Z tohto dôvodu má molekula vody veľký dipólový moment (p = 1,84 D, druhý po kyseline kyanovodíkovej). Každá molekula vody tvorí až štyri vodíkové väzby – dve z nich tvoria atóm kyslíka a dva – atómy vodíka. Určuje počet vodíkových väzieb a ich rozvetvená štruktúra vysoká teplota bod varu vody a jej špecifické teplo vyparovania. Ak by neexistovali vodíkové väzby, voda by na základe miesta kyslíka v periodickej tabuľke a bodov varu hydridov prvkov podobných kyslíku (síra, selén, telúr) vrela pri -80 ° C a zamrzla pri - 100 °C.
Pri prechode do pevného skupenstva sú molekuly vody usporiadané, zatiaľ čo objemy dutín medzi molekulami sa zvyšujú a celková hustota vody klesá, čo vysvetľuje nižšiu hustotu (väčší objem) vody v ľadovej fáze. Na druhej strane pri odparovaní sa všetky vodíkové väzby prerušia. Prerušenie väzieb vyžaduje veľa energie, a preto má voda spomedzi ostatných kvapalín najvyššiu mernú tepelnú kapacitu pevné látky. Na zohriatie jedného litra vody o jeden stupeň je potrebných 4,1868 kJ energie. Vďaka tejto vlastnosti sa voda často používa ako chladivo. Voda má okrem vysokej mernej tepelnej kapacity aj veľké hodnotyšpecifické teplo topenia (333,55 kJ/kg pri 0 °C) a odparovanie (2250 kJ/kg).
