(konventa e nenit)
(në 20 °C)
71% e sipërfaqes është ujë
Uji ka një rëndësi kyçe në krijimin dhe mirëmbajtjen e jetës në Tokë, në strukturën kimike të organizmave të gjallë, në formimin e klimës dhe motit.
Vetite fizike dhe kimike
Vetitë fizike
Uji ka një numër karakteristikash të pazakonta:
Të gjitha këto karakteristika lidhen me praninë e lidhjeve hidrogjenore. Për shkak të ndryshimit të madh në elektronegativitetin midis atomeve të hidrogjenit dhe oksigjenit, retë elektronike janë fort të njëanshme drejt oksigjenit. Për shkak të kësaj, si dhe për faktin se joni i hidrogjenit nuk ka shtresa të brendshme elektronike dhe është i vogël në madhësi, ai mund të depërtojë në shtresën elektronike të një atomi të polarizuar negativisht të një molekule fqinje. Për shkak të kësaj, çdo atom oksigjeni tërhiqet nga atomet e hidrogjenit të molekulave të tjera dhe anasjelltas. Çdo molekulë uji mund të marrë pjesë në një maksimum prej katër lidhjeve hidrogjenore: 2 atome hidrogjeni - secili në një, dhe një atom oksigjen - në dy; Në këtë gjendje, molekulat janë në një kristal akulli. Kur akulli shkrihet, disa nga lidhjet thyhen, gjë që lejon që molekulat e ujit të paketohen më fort; Kur uji nxehet, lidhjet vazhdojnë të thyhen dhe dendësia e tij rritet, por në temperatura mbi 4 °C ky efekt bëhet më i dobët se zgjerimi termik. Gjatë avullimit, të gjitha lidhjet e mbetura thyhen. Thyerja e lidhjeve kërkon shumë energji, prandaj temperatura e lartë dhe nxehtësia specifike e shkrirjes dhe vlimit dhe kapaciteti i lartë i nxehtësisë. Viskoziteti i ujit është për shkak të faktit se lidhjet hidrogjenore pengojnë molekulat e ujit të lëvizin me shpejtësi të ndryshme.
Një pikë që godet sipërfaqen e ujit
Për arsye të ngjashme, uji është një tretës i mirë për substancat polare. Çdo molekulë e substancës së tretur është e rrethuar nga molekula uji, dhe pjesët e ngarkuara pozitivisht të molekulës së substancës së tretur tërheqin atomet e oksigjenit, dhe pjesët e ngarkuara negativisht tërheqin atomet e hidrogjenit. Meqenëse një molekulë uji është me përmasa të vogla, shumë molekula uji mund të rrethojnë secilën molekulë të tretësirës.
Kjo veti e ujit përdoret nga qeniet e gjalla. Zgjidhjet ndërveprojnë në një qelizë të gjallë dhe në hapësirën ndërqelizore substancave të ndryshme në ujë. Uji është i nevojshëm për jetën e të gjitha krijesave të gjalla njëqelizore dhe shumëqelizore në Tokë, pa përjashtim.
Uji i pastër (pa papastërti) është një izolues i mirë. Në kushte normale, uji shpërndahet dobët dhe përqendrimi i protoneve (më saktë, joneve hidronium 3+) dhe joneve hidroksil është 0,1 μmol/l. Por meqenëse uji është një tretës i mirë, kripëra të caktuara treten pothuajse gjithmonë në të, domethënë në ujë ka jone pozitive dhe negative. Falë kësaj, uji përçon rrymën elektrike. Përçueshmëria elektrike e ujit mund të përdoret për të përcaktuar pastërtinë e tij.
Gjendjet agregate
Vetitë kimike
Uji është tretësi më i zakonshëm në Tokë, duke përcaktuar kryesisht natyrën e kimisë tokësore si shkencë. Pjesa më e madhe e kimisë, në fillimet e saj si shkencë, filloi pikërisht si kimia e tretësirave ujore të substancave. Nganjëherë konsiderohet si një amfolit - edhe acid edhe bazë në të njëjtën kohë (kation H+ anion OH-). Në mungesë të substancave të huaja në ujë, përqendrimi i joneve hidroksid dhe joneve të hidrogjenit (ose joneve të hidroniumit) është i njëjtë, pK a ≈ përafërsisht. 16.
Uji në vetvete është relativisht inert në kushte normale, por molekulat e tij shumë polare zgjidhin jonet dhe molekulat dhe formojnë hidrate dhe hidrate kristalore. Solvoliza, dhe në veçanti hidroliza, ndodh në natyrën e gjallë dhe jo të gjallë dhe përdoret gjerësisht në industrinë kimike.
Uji në natyrë
Hulumtimi i ujit
Hidrologjia
Hidrologjia ndahet në oqeanologji, hidrogjeologji tokësore dhe hidrogjeologji.
Oqeanologjia ndahet në biologjinë e oqeanit, kiminë e oqeanit, gjeologjinë e oqeanit, oqeanologjinë fizike dhe ndërveprimet oqean-atmosferë.
Hidologjia e tokës ndahet në hidrologji lumore ( hidrologjia e lumit, potamologjia), shkenca liqenore (limnologjia), shkenca kënetore, akullnaja.
Roli biologjik
Uji luan një rol unik si një substancë që përcakton mundësinë e ekzistencës dhe vetë jetën e të gjitha krijesave në Tokë. Ai vepron si një tretës universal në të cilin ndodhin proceset bazë biokimike të organizmave të gjallë. E veçanta e ujit është se ai shpërndan organik dhe substancave inorganike, duke siguruar një shkallë të lartë të reaksioneve kimike dhe, në të njëjtën kohë, kompleksitet të mjaftueshëm të përbërjeve komplekse që rezultojnë. Falë
Etj.), i pranishëm në tokë, është i detyrueshëm. komponent i të gjitha gjallesave.
Përbërja izotopike. Ekzistojnë 9 lloje të qëndrueshme të izotopeve të ujit. Përmbajtja mesatare e tyre në ujë të ëmbël është si më poshtë (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; pesë speciet e mbetura izotopike janë të pranishme në ujë në sasi të papërfillshme. Përveç specieve izotopike të qëndrueshme, uji përmban një sasi të vogël 3 H 2 (ose T 2 O) radioaktive. Përbërja izotopike e ujit natyror me origjinë të ndryshme disa ndryshon. Raporti 1 H/2 H është veçanërisht i ndryshueshëm: in ujë të freskët ah - mesatarisht 6900, në ujin e detit -5500, në - 5500-9000. Sipas fizike vetitë e D 2 O janë dukshëm të ndryshme nga ujë të zakonshëm(cm. ). Uji që përmban 18 O është më afër ujit me 16 O.
Fiz. vetitë e ujit janë jonormale. në ATM. shoqëruar me një ulje të vëllimit me 9%. Koefi i temperaturës. zgjerimi vëllimor dhe ujë të lëngshëm negative në t-pax resp. nën -210°C dhe 3.98°C. C° pothuajse dyfishohet dhe në intervalin 0-100°C është pothuajse i pavarur nga temperatura (ka një minimum në 35°C). Izotermale minimale (44,9*10 -11 Pa -1), e vërejtur në 46°C, shprehet mjaft qartë. Në temperatura të ulëta deri në 30 °C, uji bie me rritjen e temperaturës. Dielektrik i lartë Përshkueshmëria dhe momenti dipol i ujit përcaktojnë aftësinë e tij të mirë tretëse në lidhje me substancat polare dhe jonike. Falë vlera të larta C°, dhe uji është një rregullator i rëndësishëm i klimës. kushtet në tokë, duke stabilizuar t-ru në sipërfaqen e saj. Për më tepër, afërsia këndi N-O-N në tetrahedral (109° 28") shkakton lirshmëri të strukturave dhe ujit të lëngshëm dhe, si pasojë, një varësi anormale të densitetit nga temperatura. Prandaj, trupat e mëdhenj të ujit nuk ngrijnë deri në fund, gjë që bën të mundur ekzistencën e jetës në to.
Tabela 1 - VETITË E UJIT DHE TË UJIT TË GJENDJEN NË 
Por dendësia e modifikimeve II-VI është dukshëm më e ulët se sa mund të ketë akulli në . Mjafton vetëm në modifikimet VII dhe VIII densitet i lartë paketimet: në strukturën e tyre, dy rrjete të rregullta të ndërtuara nga tetraedra (të ngjashme me ato ekzistuese në Ic me temperaturë të ulët, izostrukturore) janë futur në njëra-tjetrën; në të njëjtën kohë ruhet sistemi drejtvizor dhe i koordinatave. numri dyfishohet dhe arrin në 8. Rregullimi në VII dhe VIII është i ngjashëm me renditjen në dhe shumë të tjera. Në të zakonshëm (Ih) dhe kub (Ic), si dhe në HI, V-VII, orientimi nuk është i përcaktuar: të dyja më afër O formojnë me të, e cila mund. drejtuar në çdo dy nga katër kulmet ngjitur të tetraedrit. Dielektrike përshkueshmëria e këtyre modifikimeve është e lartë (më e lartë se ajo e ujit të lëngshëm). Modifikimet II, VIII dhe IX janë të renditura në mënyrë orientale; dielektriken e tyre përshkueshmëria është e ulët (rreth 3). VIII është një version i renditur sipas vendosjes së VII, dhe IX është III. Dendësia e modifikimeve të renditura orientuese (VIII, IX) janë afër densitetit të atyre të çrregullta përkatëse (VII, III).
Uji si. Uji tret mirë shumë. polare dhe shpërbëhet në substanca. Në mënyrë tipike, pH rritet me rritjen e temperaturës, por ndonjëherë varësia nga temperatura është më komplekse. Pra, r-realiteti është shumës. , dhe kur temperatura rritet, ajo zvogëlohet ose së pari rritet, dhe më pas kalon një maksimum. Vlera e pH e substancave me polare të ulëta (përfshirë ato që përfshihen në) në ujë është e ulët dhe kur temperatura rritet, zakonisht së pari zvogëlohet dhe më pas kalon një minimum. Me rritjen e p-norma rritet, duke kaluar përmes një maksimumi në vlera të larta. Shumë substanca, kur treten në ujë, reagojnë me të. Për shembull, tretësirat NH 3 mund të përmbajnë NH 4 (shih gjithashtu). Ndërmjet tretur në ujë,
Ndërsa, me shumë mundësi, ju kujtohet se për të gjitha substancat e tjera, faza e tyre e ngurtë është më e rëndë se ajo e lëngshme.
Prandaj, është mirë që akulli të jetë më i lehtë se uji - dhe kjo është gjithashtu vetia kryesore e ujit që e bën të mundur jetën në formën e tij aktuale.
Epo, nëse kjo veti e ujit nuk do të ekzistonte, ne do të duhej të zhvillonim në bazë të, për shembull, amoniakut. Sa kenaqesi eshte :)
Tani le të përqendrohemi në faktin se uji mund të avullojë kur zien. Por kjo nuk është vetia kryesore e ujit - pasi pothuajse çdo substancë avullon kur zien, dhe nuk ka asgjë të keqe me këtë. E rëndësishme është që uji të avullojë si në gjendje të lëngshme ashtu edhe nga sipërfaqja e akullit. Pse kjo veti është më e rëndësishme se avullimi i vlimit? Ja pse.
Fakti që uji mund të avullojë jo vetëm kur zien është vetia kryesore e ujit, pasi kjo e bën të mundur cikli i ujit në natyrë. E cila është padyshim e mirë, pasi uji nuk grumbullohet në një vend, por shpërndahet pak a shumë në mënyrë të barabartë në të gjithë planetin. Kjo do të thotë, përafërsisht, shkretëtira e Saharasë nuk është aq e nxehtë dhe e thatë sa mund të ishte, sepse në Antarktidë uji avullohet nga sipërfaqja e akullnajave. Epo, oqeanet luajnë një rol të rëndësishëm në këtë.
Prandaj, pa ciklin e ujit në natyrë, jeta do të rrinte pranë disa oazeve dhe pjesa tjetër e vendeve do të ishte një shkretëtirë e thatë, ku nuk ka asnjë pikë lagështie.
Prandaj, vetia e ujit për të avulluar është vetia kryesore e ujit.
Natyrisht, jo vetëm uji mund të avullojë pa zier. Shumica e përbërjeve aromatike (alkoolet, eteret, kloroformi, etj.) nuk avullohen kur zihen. Por uji ka një avantazh të rëndësishëm, një tjetër pronë themelore - uji nuk është toksik për organizmat e gjallë. Ndërsa alkoolet dhe eteret janë toksike. Nga rruga, më shumë rreth toksicitetit (dhe si të merreni me të) alkool etilik, domethënë vodka, në artikullin "Vetitë pozitive të vodkës së strukturuar".
Sigurisht, në kushte moderne dhe uji mund të bëhet toksik. Por ata e përballojnë këtë për ujë, dhe nuk është aq shumë një problem i madh në mënyrë që të mos trajtohet.
Pra, një tjetër veti kryesore e ujit është se ai nuk është toksik.
Përndryshe, ne, përsëri, do të ishim ndryshe :)
Dhe së fundi, vetia kryesore e ujit, e cila është e rëndësishme jo vetëm për jetën, por edhe për industrinë: uji nxehet mjaft ngadalë dhe ftohet ngadalë (d.m.th. mund të thithë shumë nxehtësi). Kjo pronë mbron njerëzit dhe kafshët e tjera dhe Tokën nga mbinxehja. Dhe hipotermi. Kjo është arsyeja pse organizmat e gjallë mund të mbijetojnë në -50 gradë Celsius dhe në + 50 gradë. Nëse do të ishim ndërtuar mbi bazën e një substance tjetër, nuk do të mund të përballonim një interval të tillë temperaturash.
Përveç kësaj, duhet pasur parasysh se të ngrohtë dhe ujë të ftohtë kanë pesha të ndryshme- Uji i ngrohtë është më i lehtë, uji i ftohtë është më i rëndë. Prandaj, shtresimi i ujit ndodh në oqean - si në kripësi ashtu edhe në temperaturë. Dhe në oqean pikërisht lloji i jetës që organizohet tani është i mundur. Epo, meqenëse të gjithë kemi ardhur nga oqeani, nëse nuk do të ishte kjo pronë e ujit, do të ishim gjithashtu krejtësisht të ndryshëm.
Dhe së fundi, vetia e ujit për të thithur nxehtësinë dhe për të qenë në sipërfaqe në një gjendje të nxehtë lejon ekzistencën e gjërave të tilla si rryma të ngrohta- dhe në veçanti, Rryma e Gjirit. Që ngroh gjithë Evropën, dhe pa të cilën në vend të Evropës do të kishte tundra me tajga, dhe jo vreshta.
Ndoshta do të përmendni disa veti të tjera themelore të ujit, por ato të renditura më sipër, për mendimin tim, janë vërtet themelore, pasi ekzistenca e jetës në planet varet prej tyre pikërisht në formën në të cilën ekziston jeta. Shpresoj që ky informacion t'ju duket i dobishëm kur ju duhet t'u përgjigjeni pyetjeve nga fëmijët kuriozë :)
Dhe këtu është prezantimi i premtuar me temën "Vetitë themelore të ujit" për shkarkim: http://festival.1september.ru/articles/513123/
Pra, vetitë themelore të ujit janë vetitë falë të cilave ne jemi të gjithë gjallë!
Dhe ne kemi pamjen dhe formën që kemi :)
substancat e tjera nuk treten PLOTËSISHT në ujë
Uji është një nga substancat më të zakonshme në natyrë (hidrosfera zë 71% të sipërfaqes së Tokës). Uji luan një rol jetik në gjeologji dhe në historinë e planetit. Pa ujë, organizmat e gjallë nuk mund të ekzistojnë. Fakti është se trupi i njeriut është pothuajse 63% - 68% ujë. Pothuajse të gjitha bio reaksionet kimike në çdo qelizë të gjallë ka reaksione në tretësirat ujore... Në tretësirat (kryesisht ujore) shumica e proceset teknologjike në ndërmarrje industria kimike, në prodhim barna Dhe produkte ushqimore. Dhe në metalurgji, uji është jashtëzakonisht i rëndësishëm, dhe jo vetëm për ftohje. Nuk është rastësi që hidrometalurgjia - nxjerrja e metaleve nga xehet dhe koncentratet duke përdorur solucione të reagentëve të ndryshëm - është bërë një industri e rëndësishme.
Ujë, nuk ke as ngjyrë, as shije, as erë,
ju nuk mund të përshkruheni, jeni të kënaqur,
duke mos ditur se cfare jeni. Është e pamundur të thuhet
ajo që është e nevojshme për jetën: ti je vetë jeta.
Na plotëson me gëzim,
të cilat nuk mund të shpjegohen me ndjenjat tona.
Me ju kthehet forca jonë,
të cilit tashmë i kemi thënë lamtumirë.
Me hirin tënd ata fillojnë përsëri në ne
burimet e thata të zemrave tona po gurgullojnë.
(A. de Saint-Exupéry. Planeti i njerëzve)
Kam shkruar një ese me temën "Uji është substanca më e mahnitshme në botë". Zgjodha këtë temë sepse është më e shumta temë aktuale, meqenëse uji është substanca më e rëndësishme në Tokë pa të cilën nuk mund të ekzistojë asnjë organizëm i gjallë dhe nuk mund të ndodhin reaksione biologjike, kimike apo procese teknologjike.
Uji është substanca më e mahnitshme në Tokë
Uji është një substancë e njohur dhe e pazakontë. Shkencëtari i famshëm sovjetik Akademiku I.V. Petryanov e quajti librin e tij shkencor të njohur për ujin "substanca më e jashtëzakonshme në botë". Dhe "Fiziologjia argëtuese", shkruar nga Doktori i Shkencave Biologjike B.F. Sergeev, fillon me një kapitull rreth ujit - "Substanca që krijoi planetin tonë".
Shkencëtarët kanë absolutisht të drejtë: nuk ka asnjë substancë në Tokë që është më e rëndësishme për ne sesa uji i zakonshëm, dhe në të njëjtën kohë nuk ka asnjë substancë tjetër, vetitë e së cilës do të kishin aq shumë kontradikta dhe anomali sa edhe vetitë e tij.
Pothuajse 3/4 e sipërfaqes së planetit tonë është e zënë nga oqeanet dhe detet. Uji i fortë - bora dhe akulli - mbulon 20% të tokës. Klima e planetit varet nga uji. Gjeofizikantët pohojnë se Toka do të ishte ftohur shumë kohë më parë dhe do të ishte kthyer në një copë guri të pajetë nëse nuk do të ishte uji. Ka një kapacitet shumë të lartë të nxehtësisë. Kur nxehet, thith nxehtësinë; duke u ftohur, e jep. Uji i tokës thith dhe kthen shumë nxehtësi dhe në këtë mënyrë "e barazon" klimën. Dhe ajo që e mbron Tokën nga i ftohti kozmik janë ato molekula uji që shpërndahen në atmosferë - në re dhe në formë avulli... Nuk mund të bësh pa ujë - kjo është substanca më e rëndësishme në Tokë.
Struktura e një molekule uji
Sjellja e ujit është "e palogjikshme". Rezulton se kalimi i ujit nga i ngurtë në të lëngët dhe gaz ndodh në temperatura shumë më të larta se sa duhet. Për këto anomali është gjetur një shpjegim. Molekula e ujit H 2 O është e ndërtuar në formën e një trekëndëshi: këndi midis dy lidhjeve oksigjen-hidrogjen është 104 gradë. Por meqenëse të dy atomet e hidrogjenit ndodhen në të njëjtën anë të oksigjenit, ngarkesat elektrike janë të shpërndara në të. Molekula e ujit është polare, gjë që është arsyeja e ndërveprimit të veçantë midis molekulave të ndryshme të tij. Atomet e hidrogjenit në molekulën H 2 O, që kanë një ngarkesë të pjesshme pozitive, ndërveprojnë me elektronet e atomeve të oksigjenit të molekulave fqinje. Kjo lidhje kimike quhet lidhje hidrogjenore. Ai kombinon molekulat H 2 O në polimere unike të një strukture hapësinore; rrafshi në të cilin ndodhen lidhjet hidrogjenore është pingul me rrafshin e atomeve të së njëjtës molekulë H 2 O. Ndërveprimi ndërmjet molekulave të ujit shpjegon kryesisht temperaturat anormalisht të larta të shkrirjes dhe vlimit të tij. Duhet të sigurohet energji shtesë për të liruar dhe më pas shkatërruar lidhjet e hidrogjenit. Dhe kjo energji është shumë domethënëse. Kjo është arsyeja pse, nga rruga, kapaciteti i nxehtësisë së ujit është kaq i lartë.
Çfarë lidhjesh ka H 2 O?
Një molekulë uji përmban dy lidhje kovalente polare H-O.
Ato formohen për shkak të mbivendosjes së dy reve me një elektron p të atomit të oksigjenit dhe reve me një elektron S të dy atomeve të hidrogjenit.
Në një molekulë uji, atomi i oksigjenit ka katër çifte elektronike. Dy prej tyre janë të përfshirë në formimin e lidhjeve kovalente, d.m.th. janë të detyrueshme. Dy të tjerë çifte elektronike janë jodetyruese.
Ka katër ngarkesa pole në një molekulë: dy janë pozitive dhe dy janë negative. Ngarkesat pozitive janë të përqendruara në atomet e hidrogjenit, pasi oksigjeni është më elektronegativ se hidrogjeni. Dy polet negative vijnë nga dy palë elektrone jo-lidhëse të oksigjenit.
Një kuptim i tillë i strukturës së molekulës bën të mundur shpjegimin e shumë vetive të ujit, në veçanti strukturën e akullit. Në rrjetën e kristalit të akullit, çdo molekulë është e rrethuar nga katër të tjera. Në një imazh planar, kjo mund të përfaqësohet si më poshtë:
 |  |
Diagrami tregon se lidhja midis molekulave kryhet përmes një atomi hidrogjeni:
Atomi i hidrogjenit i ngarkuar pozitivisht i një molekule uji tërhiqet nga atomi i oksigjenit i ngarkuar negativisht i një molekule tjetër uji. Kjo lidhje quhet lidhje hidrogjeni (ajo përcaktohet me pika). Forca e një lidhjeje hidrogjeni është afërsisht 15-20 herë më e dobët se një lidhje kovalente. Prandaj, lidhja hidrogjenore prishet lehtësisht, gjë që vërehet, për shembull, gjatë avullimit të ujit.
Struktura e ujit të lëngshëm i ngjan asaj të akullit. Në ujin e lëngshëm, molekulat janë gjithashtu të lidhura me njëra-tjetrën përmes lidhjeve hidrogjenore, por struktura e ujit është më pak "e ngurtë" se ajo e akullit. Për shkak të lëvizjes termike të molekulave në ujë, disa lidhje hidrogjenore thyhen dhe të tjera formohen.
Vetitë fizike të H 2 O
Ujë, H 2 O, lëng pa erë, pa shije, pa ngjyrë (i kaltërosh në shtresa të trasha); dendësia 1 g/cm 3 (në 3,98 gradë), t pl = 0 gradë, t vlim = 100 gradë.
Ekzistojnë lloje të ndryshme të ujit: të lëngshëm, të ngurtë dhe të gaztë.
Uji është substanca e vetme në natyrë që, në kushte tokësore, ekziston në të tre gjendjet e grumbullimit:
lëng - ujë
e vështirë - akull
i gaztë - avull
Shkencëtari sovjetik V.I. Vernadsky shkroi: "Uji qëndron i ndarë në historinë e planetit tonë. Nuk ka asnjë trup natyror që mund të krahasohet me të në ndikimin e tij në rrjedhën e proceseve gjeologjike kryesore, më ambicioze. Nuk ka asnjë substancë tokësore - një shkëmb. mineral, një trup i gjallë, i cili nuk do ta përmbajë atë. E gjithë lënda tokësore përshkohet dhe përqafohet prej tij."
Vetitë kimike të H 2 O
Nga vetitë kimike uji, aftësia e molekulave të tij për t'u shpërbërë (shpërbërë) në jone dhe aftësia e ujit për të tretur substanca me natyrë të ndryshme kimike janë veçanërisht të rëndësishme. Roli i ujit si tretësi kryesor dhe universal përcaktohet kryesisht nga polariteti i molekulave të tij (zhvendosja e qendrave pozitive dhe ngarkesa negative) dhe, si pasojë, konstanta e saj dielektrike jashtëzakonisht e lartë. Ngarkesat elektrike të kundërta, dhe në veçanti jonet, tërhiqen nga njëri-tjetri në ujë 80 herë më dobët se sa do të tërhiqen në ajër. Fuqitë tërheqje reciproke midis molekulave ose atomeve të një trupi të zhytur në ujë është gjithashtu më i dobët se në ajër. Në këtë rast, lëvizja termike është më e lehtë për të ndarë molekulat. Kjo është arsyeja pse ndodh shpërbërja, duke përfshirë shumë substanca të vështira për t'u tretur: një pikë gërryen një gur...
Shpërbërja (zbërthimi) i molekulave të ujit në jone:
H 2 O → H + +OH, ose 2H 2 O → H 3 O (jon hidroksi) +OH
në kushte normale është jashtëzakonisht i parëndësishëm; Mesatarisht, një molekulë nga 500 000 000 shkëputet. Duhet të kihet parasysh se ekuacionet e para të dhëna janë thjesht të kushtëzuara: një proton H i privuar nga një shtresë elektronike nuk mund të ekzistojë në një mjedis ujor. Ai menjëherë kombinohet me një molekulë uji, duke formuar jonin hidroksi H 3 O. Konsiderohet madje se shoqëruesit e molekulave të ujit në fakt kalbet në jone shumë më të rëndë, si p.sh.
8H 2 O → HgO 4 + H 7 O 4, dhe reaksioni H 2 O → H + + OH - është vetëm një diagram shumë i thjeshtuar i procesit real.
Reaktiviteti i ujit është relativisht i ulët. Vërtetë, disa metale aktive janë të afta të zhvendosin hidrogjenin prej tij:
2Na+2H2O → 2NaOH+H2,
dhe në një atmosferë me fluor të lirë, uji mund të digjet:
2F 2 +2H 2 O → 4HF+O 2.
Kristalet përbëhen nga asociacione të ngjashme molekulare të komponimeve molekulare. akull i rregullt. "Paketimi" i atomeve në një kristal të tillë nuk është jonik dhe akulli nuk e përcjell mirë nxehtësinë. Dendësia e ujit të lëngshëm në temperatura afër zeros është më e madhe se ajo e akullit. Në 0°C, 1 g akull zë një vëllim prej 1,0905 cm 3, dhe 1 g ujë të lëngshëm zë një vëllim prej 1,0001 cm 3. Dhe akulli noton, kjo është arsyeja pse trupat e ujit nuk ngrijnë, por mbulohen vetëm me akull. Kjo zbulon një tjetër anomali të ujit: pasi shkrihet, fillimisht tkurret dhe vetëm atëherë, në kthesën 4 gradë, gjatë procesit të mëtejshëm fillon të zgjerohet. Në presione të larta akulli i zakonshëm mund të shndërrohet në të ashtuquajturin akull - 1, akull - 2, akull - 3, etj - forma kristalore më të rënda dhe më të dendura të kësaj substance. Akulli më i fortë, më i dendur dhe më refraktar deri më tani është 7, i marrë me një presion prej 3 kiloPa. Shkrihet në 190 gradë.
Cikli i ujit në natyrë
Trupi i njeriut depërtohet nga miliona enë gjaku. Arteriet dhe venat e mëdha lidhin organet kryesore të trupit me njëra-tjetrën, ato më të voglat i ndërthurin nga të gjitha anët dhe kapilarët më të mirë arrijnë pothuajse në çdo qelizë individuale. Nëse jeni duke gërmuar një gropë, ulur në klasë ose duke fjetur i lumtur, gjaku rrjedh vazhdimisht nëpër to, duke ju lidhur së bashku. sistem të unifikuar Trupi i njeriut truri dhe stomaku, veshkat dhe mëlçia, sytë dhe muskujt. Për çfarë nevojitet gjaku?
Gjaku transporton oksigjen nga mushkëritë në çdo qelizë të trupit tuaj. lëndë ushqyese nga stomaku. Gjaku mbledh produktet e mbeturinave nga të gjitha, madje edhe qoshet më të izoluara të trupit, duke e çliruar atë nga dioksidi i karbonit dhe substanca të tjera të panevojshme, përfshirë të rrezikshme. Gjaku mbart substanca të veçanta në të gjithë trupin - hormonet, të cilat rregullojnë dhe koordinojnë punën e organe të ndryshme. Me fjalë të tjera, gjaku lidh pjesë të ndryshme të trupit në një sistem të vetëm, në një organizëm koherent dhe efikas.
Planeti ynë ka gjithashtu një sistem qarkullimi. Gjaku i Tokës është ujë, dhe enët e gjakut- lumenj, përrenj, përrenj dhe liqene. Dhe ky nuk është thjesht një krahasim, një metaforë artistike. Uji në Tokë luan të njëjtin rol si gjaku në trupin e njeriut, dhe siç vunë re shkencëtarët së fundmi, struktura e rrjetit të lumenjve është shumë e ngjashme me strukturën. sistemi i qarkullimit të gjakut person. "Karrotistja e natyrës" - kështu e quajti ujë i madhi Leonardo da Vinci, është ajo që kalon nga toka në bimë, nga bimët në atmosferë, duke rrjedhur poshtë lumenjve nga kontinentet në oqeane dhe duke u kthyer përsëri me rrymat e ajrit, duke u lidhur komponentë të ndryshëm të natyrës me njëri-tjetrin, duke i shndërruar ato në një sistem të vetëm gjeografik. Uji nuk kalon thjesht nga një përbërës natyror në tjetrin. Ashtu si gjaku, ai mbart me vete një sasi të madhe kimikatesh, duke i eksportuar ato nga toka në bimë, nga toka në liqene dhe oqeane, nga atmosfera në tokë. Të gjitha bimët mund të konsumojnë lëndë ushqyese të përmbajtura në tokë vetëm me ujë, ku ato janë në gjendje të tretur. Nëse nuk do të ishte vërshimi i ujit nga toka në bimë, të gjitha barishtet, edhe ato që rriten në tokat më të pasura, do të vdisnin "nga uria", si një tregtar që vdiq nga uria në një arkë ari. Uji furnizon me lëndë ushqyese banorët e lumenjve, liqeneve dhe deteve. Përrenjtë që rrjedhin të gëzuar nga fushat dhe livadhet gjatë shkrirjes së pranverës të borës ose pas shirave të verës, duke mbledhur gjatë rrugës atë që ruhet në tokë substancave kimike dhe t'i përcjellë ato tek banorët e rezervuarëve dhe detit, duke lidhur kështu zonat tokësore dhe ujore të planetit tonë. "Tryeza" më e pasur formohet në ato vende ku lumenjtë që bartin lëndë ushqyese derdhen në liqene dhe dete. Prandaj, zona të tilla të bregdetit - grykëderdhjet - dallohen nga një trazirë e jetës nënujore. Dhe kush i largon mbetjet e krijuara si rezultat i aktivitetit jetësor të sistemeve të ndryshme gjeografike? Përsëri, uji dhe si përshpejtues funksionon shumë më mirë se sistemi i qarkullimit të gjakut të njeriut, i cili e kryen vetëm pjesërisht këtë funksion. Roli pastrues i ujit është veçanërisht i rëndësishëm tani, kur njerëzit po helmojnë mjedisin me mbeturina nga qytetet, ndërmarrjet industriale dhe bujqësore. Trupi i njeriut të rritur përmban afërsisht 5-6 kg. gjaku, shumica e cila qarkullon vazhdimisht ndërmjet në pjesë të ndryshme trupin e tij. Sa ujë ka nevojë për jetën e botës sonë?
I gjithë uji në tokë që nuk është pjesë e shkëmbinjve është i bashkuar nga koncepti i "hidrosferës". Pesha e tij është aq e madhe sa që zakonisht matet jo në kilogramë apo ton, por në kilometra kub. Një kilometër kub është një kub me çdo skaj që mat 1 km, i zënë vazhdimisht nga uji. Pesha e 1 km 3 ujë është e barabartë me 1 miliard ton E gjithë toka përmban 1.5 miliard km 3 ujë, që për nga pesha është afërsisht 15000000000000000000 ton! Për çdo person ka 1.4 km 3 ujë, ose 250 milion ton. Pi, nuk dua!
Por për fat të keq, gjithçka nuk është aq e thjeshtë. Fakti është se 94% e këtij vëllimi përbëhet nga ujërat e oqeaneve të botës, të cilat nuk janë të përshtatshme për shumicën e qëllimeve ekonomike. Vetëm 6% është ujë tokësor, nga të cilët vetëm 1/3 janë të freskëta, d.m.th. vetëm 2% të vëllimit të përgjithshëm të hidrosferës. Pjesa më e madhe e këtij uji të freskët është e përqendruar në akullnajat. Në mënyrë domethënëse më pak prej tyre gjenden nën sipërfaqen e tokës (në horizontet e cekëta ujore nëntokësore, në liqenet nëntokësore, në dhe, si dhe në avujt atmosferikë. Pjesa e lumenjve, nga të cilët njerëzit marrin kryesisht ujë, është shumë e vogël - 1.2 mijë km. 3. Vëllimi i përgjithshëm i ujit që përmbahet në të njëjtën kohë në organizmat e gjallë është absolutisht i parëndësishëm. Pra, nuk ka aq shumë ujë në planetin tonë që mund të konsumohet nga njerëzit dhe organizmat e tjerë të gjallë. Por pse nuk përfundon? Në fund të fundit, njerëzit dhe kafshët Ata vazhdimisht pinë ujë, bimët e avullojnë atë në atmosferë dhe lumenjtë e çojnë atë në oqean.
Pse Tokës nuk i mbaron uji?
Sistemi i qarkullimit të gjakut të njeriut është një zinxhir i mbyllur nëpër të cilin gjaku rrjedh vazhdimisht, duke transportuar oksigjen dhe dioksid karboni, lëndë ushqyese dhe mbetje. Kjo rrjedhë nuk përfundon kurrë, sepse është një rreth ose një unazë dhe, siç e dimë, "unaza nuk ka fund". Rrjeti ujor i planetit tonë është projektuar sipas të njëjtit parim. Uji në Tokë është në një cikël konstant dhe humbja e tij në një lidhje plotësohet menjëherë nga marrja nga një tjetër. Forca lëvizëse pas ciklit të ujit është energji diellore dhe gravitetit. Për shkak të ciklit të ujit, të gjitha pjesët e hidrosferës janë të bashkuara ngushtë dhe lidhin përbërës të tjerë të natyrës. Në shumë pamje e përgjithshme Cikli i ujit në planetin tonë duket kështu. Nën ndikimin e dritës së diellit, uji avullon nga sipërfaqja e oqeanit dhe tokës dhe hyn në atmosferë, dhe avullimi nga sipërfaqja e tokës kryhet si nga lumenjtë dhe rezervuarët, ashtu edhe nga toka dhe bimët. Një pjesë e ujit kthehet menjëherë me shi në oqean, dhe një pjesë e erërave bartet në tokë, ku bie në formën e shiut dhe borës. Duke hyrë në tokë, uji thithet pjesërisht në të, duke rimbushur rezervat e lagështisë së tokës dhe ujërave nëntokësore; lagështia e tokës derdhet pjesërisht përgjatë sipërfaqes në lumenj dhe rezervuarë; lagështia e tokës pjesërisht kalon në bimë, të cilat e avullojnë atë në atmosferë dhe pjesërisht rrjedh në lumenj, vetëm me një shpejtësi më të ulët. Lumenjtë, të ushqyer nga rrjedhat sipërfaqësore dhe ujërat nëntokësore, çojnë ujin në oqeane, duke rimbushur humbjen e tij. Uji avullohet nga sipërfaqja e tij, përfundon përsëri në atmosferë dhe cikli mbyllet. E njëjta lëvizje e ujit midis të gjithë përbërësve të natyrës dhe të gjitha zonave sipërfaqen e tokës ndodh vazhdimisht dhe vazhdimisht për shumë miliona vjet.
Duhet thënë se cikli i ujit nuk është plotësisht i mbyllur. Një pjesë e tij, duke rënë në shtresat e sipërme të atmosferës, dekompozohet nën ndikimin e dritës së diellit dhe shkon në hapësirë. Por këto humbje të vogla plotësohen vazhdimisht nga furnizimi me ujë nga shtresat e thella të tokës gjatë shpërthimeve vullkanike. Për shkak të kësaj, vëllimi i hidrosferës rritet gradualisht. Sipas disa llogaritjeve, 4 miliardë vjet më parë vëllimi i tij ishte 20 milion km 3, d.m.th. ishte shtatë mijë herë më i vogël se ai modern. Në të ardhmen, sasia e ujit në Tokë me sa duket gjithashtu do të rritet, duke pasur parasysh se vëllimi i ujit në mantelin e Tokës vlerësohet në 20 miliardë km 3 - kjo është 15 herë më shumë se vëllimi aktual i hidrosferës. Duke krahasuar vëllimin e ujit në pjesë të veçanta të hidrosferës me fluksin e ujit në to dhe pjesët fqinje të ciklit, është e mundur të përcaktohet aktiviteti i shkëmbimit të ujit, d.m.th. koha gjatë së cilës vëllimi i ujit në Oqeanin Botëror, atmosferën ose tokën mund të rinovohet plotësisht. Ujërat në akullnajat polare rinovohen më ngadalë (një herë në 8 mijë vjet). Dhe gjëja më e shpejtë për t'u rinovuar është uji i lumit, i cili në të gjithë lumenjtë e Tokës ndryshon plotësisht në 11 ditë.
Uria e planetit për ujë
"Toka është një planet me kaltërsi të mahnitshme"! - Astronautët amerikanë që ktheheshin nga Hapësira e largët pas uljes në Hënë raportuan me entuziazëm. Dhe a mund të duket ndryshe planeti ynë nëse më shumë se 2/3 e sipërfaqes së tij është e zënë nga detet dhe oqeanet, akullnajat dhe liqenet, lumenjtë, pellgjet dhe rezervuarët. Por atëherë, çfarë do të thotë fenomeni, emri i të cilit është në titujt kryesorë? Çfarë lloj "urie" mund të ketë nëse ka një bollëk të tillë trupash ujorë në Tokë? Po, ka më shumë se ujë të mjaftueshëm në Tokë. Por nuk duhet të harrojmë se jeta në planetin Tokë, sipas shkencëtarëve, fillimisht u shfaq në ujë, dhe vetëm atëherë erdhi në tokë. Organizmat kanë ruajtur varësinë e tyre nga uji gjatë evolucionit për shumë miliona vjet. Uji është "materiali ndërtimor" kryesor që përbën trupin e tyre. Kjo mund të verifikohet lehtësisht duke analizuar shifrat në tabelat e mëposhtme:
Numri i fundit i kësaj tabele tregon se një person peshon 70 kg. përmban 50 kg. ujë! Por ka edhe më shumë në embrionin e njeriut: në një embrion tre-ditor - 97%, në një embrion tre-mujor - 91%, në një embrion tetë-mujor - 81%.
Problemi i "urisë për ujë" është nevoja për të mos u përmbajtur një sasi e caktuar uji në trup, pasi ka një humbje të vazhdueshme të lagështirës gjatë ndryshme. proceset fiziologjike. Për ekzistencë normale në një klimë të butë, një person duhet të marrë rreth 3.5 litra ujë në ditë nga pirja dhe ushqimi; në shkretëtirë kjo normë rritet në të paktën 7.5 litra. Një person mund të ekzistojë pa ushqim për rreth dyzet ditë, dhe pa ujë shumë më pak - 8 ditë. Sipas eksperimenteve të veçanta mjekësore, me një humbje të lagështisë në masën 6-8% të peshës trupore, një person bie në gjendje të fikëti, me një humbje prej 10%, fillojnë halucinacionet, me 12%, një person nuk mund të shërohet më pa të veçanta kujdes mjekësor, dhe me një humbje prej 20%, ndodh vdekja e pashmangshme. Shumë kafshë përshtaten mirë me mungesën e lagështirës. Më të famshmit dhe shembull i ndritshëm kjo është “anija e shkretëtirës”, deveja. Mund të jetojë për një kohë shumë të gjatë në një shkretëtirë të nxehtë, pa konsumuar ujë të pijshëm dhe duke humbur deri në 30% të peshës së tij origjinale pa kompromentuar performancën e tij. Pra, në një nga testet speciale, një deve punoi për 8 ditë nën diellin përvëlues të verës, duke humbur 100 kg. nga 450 kg. peshën e saj fillestare. Dhe kur e sollën në ujë, ai piu 103 litra dhe e rifitoi peshën. Është vërtetuar se një deve mund të marrë deri në 40 litra lagështi duke shndërruar yndyrën e grumbulluar në gungën e saj. Nuk e përdorin fare ujë i pijshëm kafshët e shkretëtirës si jerboas dhe minjtë kangur - ata kanë lagështi të mjaftueshme, të cilën e marrin nga ushqimi, dhe uji i formuar në trupin e tyre gjatë oksidimit të yndyrës së tyre, ashtu si devetë. Më shumë më shumë ujë konsumohen nga bimët për rritjen dhe zhvillimin e tyre. Një kokë lakër "pi" më shumë se një litër ujë në ditë; mesatarisht, një pemë pi më shumë se 200 litra ujë. Sigurisht, kjo është një shifër mjaft e përafërt - raca të ndryshme Pemët në kushte të ndryshme natyrore konsumojnë sasi shumë, shumë të ndryshme lagështie. Kështu, saksauli që rritet në shkretëtirë harxhon një sasi minimale lagështie, dhe eukalipt, i cili në disa vende quhet "pemë pompe", kalon një sasi të madhe uji përmes vetvetes dhe për këtë arsye mbjelljet e tij përdoren për të kulluar kënetat. Kështu u kthyen në një territor të begatë tokat moçalore malariale të Ultësirës Kolchis.
Tashmë, rreth 10% e popullsisë së planetit tonë i mungon uji i pastër. Dhe nëse keni parasysh se 800 milionë familje në zonat rurale, ku jeton rreth 25% e gjithë njerëzimit, nuk kanë ujë të rrjedhshëm, atëherë problemi i “urisë për ujë” bëhet vërtet global. Është veçanërisht e mprehtë në vendet në zhvillim, ku afërsisht 90% e popullsisë përdor ujë të varfër. Mungesa e ujit të pastër po bëhet një nga faktorët më të rëndësishëm duke kufizuar zhvillimin progresiv të njerëzimit.
Pyetje të blera në lidhje me ruajtjen e ujit
Uji përdoret në të gjitha zonat aktivitet ekonomik person. Është pothuajse e pamundur të përmendësh ndonjë procesi i prodhimit, e cila nuk do të përdorte ujë. Për shkak të zhvillimit të shpejtë të industrisë dhe rritjes së popullsisë urbane, konsumi i ujit po rritet. Çështjet e mbrojtjes së burimeve dhe burimeve ujore nga shterimi, si dhe nga ndotja nga ujërat e zeza, janë të një rëndësie të madhe. Të gjithë e dinë dëmin që shkaktojnë ujërat e zeza banorët e rezervuarëve. Akoma më e tmerrshme për njerëzit dhe të gjitha gjallesat në Tokë është shfaqja e kimikateve toksike në ujërat e lumenjve, të shpërlarë nga fushat. Pra, prania e 2.1 pjesëve të pesticidit (endrinës) në ujë për miliard pjesë të ujit është e mjaftueshme për të vrarë të gjithë peshqit në të. Ujërat e zeza të patrajtuara që derdhen në lumenj përbëjnë një kërcënim të madh për njerëzimin. vendbanimet. Ky problem zgjidhet duke zbatuar procese teknologjike në të cilat ujërat e ndotura nuk derdhen në rezervuarë, por pas pastrimit kthehen në proces teknologjik.
Aktualisht, kujdes i madh i kushtohet mbrojtjes mjedisi dhe në veçanti rezervuarët natyrorë. Duke pasur parasysh rëndësinë e këtij problemi, vendi ynë nuk ka miratuar një ligj për mbrojtjen dhe përdorimin racional të burime natyrore. Kushtetuta thotë: "Qytetarët e Rusisë janë të detyruar të kujdesen për natyrën dhe të mbrojnë pasurinë e saj".
Llojet e ujit
Uji me brom - tretësirë e ngopur e Br 2 në ujë (3,5% ndaj peshës Br 2). Uji me brom është një agjent oksidues, një agjent brominues në kiminë analitike.
Uji me amoniak - formohet kur gazi i papërpunuar i furrës së koksit bie në kontakt me ujin, i cili përqendrohet për shkak të ftohjes së gazit ose injektohet posaçërisht në të për të larë NH3. Në të dyja rastet, i ashtuquajturi i dobët, ose me pastrim, përftohet ujë me amoniak. Nga distilimi i këtij uji me amoniak me avull dhe më pas me refluks e kondensim, fitohet ujë amoniaku i koncentruar (18 - 20% NH 3 ndaj peshës), i cili përdoret në prodhimin e sodës, si pleh i lëngshëm etj.
| # 7732 · 15.11.2018 në orën 17:18 me orën e Moskës · adresa IP e regjistruar · · | |
faleminderit, do të jetë mirë për raportin) | |
Formula strukturore
Formula e vërtetë, empirike ose bruto: H2O
Përbërja kimike e ujit
Pesha molekulare: 18.015
Uji (oksid hidrogjeni) - binar përbërje inorganike Me formula kimike H2O. Një molekulë uji përbëhet nga dy atome hidrogjeni dhe një atom oksigjeni, të cilët janë të lidhur me një lidhje kovalente. Në kushte normale është lëng i qartë, nuk ka ngjyrë (në vëllime të vogla), erë apo shije. Në gjendje të ngurtë quhet akull (kristalet e akullit mund të formojnë borë ose ngricë), dhe në gjendje të gaztë quhet avull uji. Uji mund të ekzistojë edhe në formën e kristaleve të lëngëta (në sipërfaqe hidrofile). Ai përbën afërsisht 0.05% të masës së Tokës.
Është një tretës i mirë shumë polar. Në kushte natyrore, ai gjithmonë përmban substanca të tretura (kripëra, gazra).
Uji në kushte normale është në gjendje të lëngët, ndërsa përbërje të ngjashme hidrogjenore të elementeve të tjerë janë gazrat (H 2 S, CH 4, HF). Atomet e hidrogjenit janë ngjitur me atomin e oksigjenit, duke formuar një kënd prej 104,45° (104°27′). Për shkak të ndryshimit të madh në elektronegativitetin midis atomeve të hidrogjenit dhe oksigjenit, retë elektronike janë fort të njëanshme drejt oksigjenit. Për këtë arsye, molekula e ujit ka një moment të madh dipol (p = 1,84 D, i dyti vetëm pas acidit hidrocianik). Çdo molekulë uji formon deri në katër lidhje hidrogjeni - dy prej tyre formohen nga një atom oksigjeni dhe dy nga atomet e hidrogjenit. Numri i lidhjeve hidrogjenore dhe struktura e tyre e degëzuar përcaktojnë temperaturë të lartë uji i vluar dhe nxehtësia e tij specifike e avullimit. Nëse nuk do të kishte lidhje hidrogjeni, uji, bazuar në vendin e oksigjenit në tabelën periodike dhe pikat e vlimit të hidrideve të elementëve të ngjashëm me oksigjenin (squfuri, seleniumi, teluri), do të vlonte në -80 °C dhe do të ngrinte në -100 °C.
Gjatë kalimit në një gjendje të ngurtë, molekulat e ujit renditen, ndërsa vëllimet e zbrazëtirave midis molekulave rriten, dhe dendësia e përgjithshme e ujit zvogëlohet, gjë që shpjegon densitetin më të ulët (vëllimin më të madh) të ujit në fazën e akullit. Gjatë avullimit, përkundrazi, të gjitha lidhjet hidrogjenore prishen. Thyerja e lidhjeve kërkon shumë energji, prandaj uji ka kapacitetin më të lartë të nxehtësisë specifike midis lëngjeve të tjera dhe të ngurta. Për të ngrohur një litër ujë me një shkallë, nevojiten 4,1868 kJ energji. Për shkak të kësaj vetie, uji shpesh përdoret si ftohës. Përveç kapacitetit të lartë specifik të nxehtësisë, uji ka gjithashtu vlera të mëdha nxehtësia specifike e shkrirjes (333,55 kJ/kg në 0 °C) dhe avullimit (2250 kJ/kg).
