Водата е прозрачна течност, безцветна (в малки количества) и без мирис. Водата е от ключово значение за създаването и поддържането на живота на Земята, за химическия строеж на живите организми, за формирането на климата и времето. В твърдо състояние се нарича лед или сняг, а в газообразно състояние се нарича водна пара. Около 71% от повърхността на Земята е покрита с вода (океани, морета, езера, реки, лед на полюсите).
Свойствата на водата са съвкупност от физични, химични, биохимични, органолептични, физикохимични и други свойства на водата.
Водата - водородният оксид - е едно от най-разпространените и важни вещества. Земната повърхност, заета от вода, е 2,5 пъти по-голяма от земната повърхност. В природата няма чиста вода, тя винаги съдържа примеси. Чистата вода се получава чрез дестилация. Дестилираната вода се нарича дестилирана вода. Състав на водата (по маса): 11,19% водород и 88,81% кислород.
Чистата вода е прозрачна, без мирис и вкус. Има най-голяма плътност при 0° C (1 g/cm3). Плътността на леда е по-малка от плътността на течната вода, така че ледът изплува на повърхността. Водата замръзва при 0°C и кипи при 100°C при налягане 101 325 Pa. Той провежда лошо топлината и много слабо провежда електричеството. Водата е добър разтворител. Молекулата на водата има ъглова форма; водородните атоми образуват ъгъл от 104,5 ° по отношение на кислорода. Следователно водната молекула е дипол: частта от молекулата, където се намира водородът, е положително заредена, а частта, където се намира кислородът, е отрицателно заредена. Поради полярността на водните молекули, електролитите в нея се дисоциират на йони.
Течната вода, заедно с обикновените молекули H20, съдържа свързани молекули, т.е. свързани в по-сложни агрегати (H2O)x поради образуването на водородни връзки. Наличието на водородни връзки между водните молекули обяснява аномалиите на неговите физични свойства: максимална плътност при 4 ° C, висока точка на кипене (в серията H20-H2S - H2Se) и необичайно висок топлинен капацитет. С повишаването на температурата водородните връзки се разкъсват и настъпва пълно разкъсване, когато водата се превърне в пара.
Водата е силно реактивоспособно вещество. При нормални условия той реагира с много основни и киселинни оксиди, както и с алкални и алкалоземни метали. Водата образува множество съединения - кристални хидрати.
Очевидно съединенията, които свързват вода, могат да служат като изсушаващи агенти. Други изсушаващи вещества включват P2O5, CaO, BaO, метал Ma (те също реагират химически с вода), както и силикагел. Важни химични свойства на водата включват нейната способност да влиза в реакции на хидролитично разлагане.
Химичните свойства на водата се определят от нейния състав. Водата се състои от 88,81% кислород и само 11,19% водород. Както споменахме по-горе, водата замръзва при нула градуса по Целзий, но кипи при сто. Дестилираната вода има много ниска концентрация на положително заредени хидрониеви йони HO и H3O+ (само 0,1 µmol/l), така че може да се нарече отличен изолатор. Свойствата на водата в природата обаче не биха се реализирали правилно, ако тя не беше добър разтворител. Водната молекула е много малка по размер. Когато друго вещество навлезе във водата, неговите положителни йони се привличат от кислородните атоми, които изграждат водната молекула, а отрицателните йони се привличат от водородните атоми. Водата сякаш обгръща от всички страни разтворените в нея химически елементи. Следователно водата почти винаги съдържа различни вещества, по-специално метални соли, които осигуряват провеждането на електрически ток.
Физическите свойства на водата ни „дадоха“ такива явления като парниковия ефект и микровълновата печка. Около 60% от парниковия ефект се създава от водни пари, които перфектно абсорбират инфрачервените лъчи. В този случай оптичният индекс на пречупване на водата е n=1,33. Освен това водата абсорбира и микровълните поради високия диполен момент на нейните молекули. Тези свойства на водата в природата накараха учените да се замислят за изобретяването на микровълновата печка.
Ролята на водата в природата и човешкия живот е неизмеримо голяма. Можем да кажем, че всички живи същества се състоят от вода и органични вещества. Тя е активен участник във формирането на физическата и химичната среда, климата и времето. В същото време това засяга и икономиката, индустрията, селското стопанство, транспорта и енергетиката.
Без храна можем да живеем няколко седмици, но без вода - само 2-3 дни. За да осигури нормално съществуване, човек трябва да въведе в тялото приблизително 2 пъти повече вода от теглото си, отколкото хранителни вещества. Загубата на повече от 10% вода от човешкото тяло може да доведе до смърт. Средно тялото на растенията и животните съдържа повече от 50% вода, в тялото на медуза е до 96%, във водораслите 95-99%, в спорите и семената от 7 до 15%. Почвата съдържа поне 20% вода, докато в човешкото тяло водата е около 65%. Различните части на човешкото тяло съдържат различни количества вода: стъкловидното тяло на окото се състои от 99% вода, кръвта съдържа 83%, мастната тъкан 29%, скелетът 22% и дори зъбният емайл 0,2%. През целия си живот човек губи вода от тялото, биоенергийният му потенциал намалява. В шестседмичен човешки ембрион съдържанието на вода е до 97%, при новородено - 80%, при възрастен - 60-70%, а в тялото на възрастен човек - само 50-60%.
Водата е абсолютно необходима за всички ключови човешки животоподдържащи системи. Водата и съдържащите се в нея вещества се превръщат в хранителна среда и доставят на живите организми необходимите за живота микроелементи. Съдържа се в кръвта (79%) и улеснява транспортирането през кръвоносната система в разтворено състояние на хиляди основни вещества и елементи (геохимичният състав на водата е близък до състава на кръвта на животните и хората.).
В лимфата, която осъществява обмена на вещества между кръвта и тъканите на живия организъм, водата съставлява 98%.
Водата проявява свойствата на универсален разтворител по-силно от другите течности. След определено време той може да разтвори почти всяко твърдо вещество.
Тази всеобхватна роля на водата се дължи на нейните уникални свойства.
Напоследък усилията на изследователите са насочени към ускореното изследване на процесите, протичащи на повърхността. Оказа се, че водата в граничните слоеве има много интересни свойства, които не се проявяват в насипната фаза. Тази информация е изключително необходима за решаването на редица важни практически проблеми. Пример за това може да бъде създаването на фундаментално нова елементна база за микроелектрониката, където по-нататъшната миниатюризация на схемите ще се основава на принципа на самоорганизация на макромолекули върху водна повърхност. Развитата повърхност също е характерна за биологичните системи, поради значението на повърхностните явления за тяхното функциониране. Почти винаги наличието на вода оказва значително влияние върху характера на процесите, протичащи в приповърхностната област. От своя страна, под въздействието на повърхността, свойствата на самата вода радикално се променят и водата в близост до границата трябва да се разглежда като принципно нов физически обект на изследване. Много е вероятно изследването на молекулярните статистически свойства на водата близо до повърхността, което по същество едва започва, да направи възможно ефективното контролиране на много физични и химични процеси.
Напоследък се увеличи интересът към изучаването на свойствата на водата на микроскопично ниво. По този начин, за да се разберат много въпроси във физиката на повърхностните явления, е необходимо да се познават свойствата на водата на повърхността. Липсата на строги представи за структурата на водата и организацията на водата на молекулярно ниво води до факта, че когато се изучават свойствата на водните разтвори както в обемната фаза, така и в капилярните системи, водата често се разглежда като безструктурна среда. Известно е обаче, че свойствата на водата в граничните слоеве могат значително да се различават от тези в обема. Следователно, разглеждайки водата като безструктурна течност, ние губим уникална информация за свойствата на граничните слоеве, които, както се оказва, до голяма степен определят характера на процесите, протичащи в тънките пори. Например, йонната селективност на мембраните от целулозен ацетат се обяснява със специалната молекулярна организация на водата в порите, което по-специално се отразява в концепцията за „обем на неразтворител“. По-нататъшното развитие на теорията, което отчита спецификата на междумолекулните взаимодействия, лежащи в основата на селективния мембранен транспорт, ще допринесе за по-пълното разбиране на мембранното обезсоляване на разтвори. Това ще даде възможност да се дадат информирани препоръки за подобряване на ефективността на процесите на обезсоляване на водата. Това предполага значението и необходимостта от изучаване на свойствата на течностите в граничните слоеве, по-специално близо до повърхността на твърдо тяло.
02 октомври 2012 г
вода- не само най-често срещаното, но и най-удивителното вещество в природата. Това твърдение се основава на присъщите му физични, химични и уникални свойства, които осигуряват изключителното му място в биосферата.
Учените, в резултат на множество научни експерименти, са доказали, че водата играе водеща роля в еволюцията на геоложките процеси и произхода на живота на планетата. Огромно количество вода в свързано състояние присъства в недрата на Земята, по-специално в някои минерали и скали. Основните му запаси са съсредоточени в мантията на земната кора – около 15 млрд. km3.
воданамиращи се в свободно състояние в течните среди на нашето тяло – кръв, лимфа, храносмилателни сокове и междуклетъчно пространство. В тъканите той присъства в свързана форма, следователно, ако органът е повреден или дисектиран, той не се екскретира. Водата е основната среда на човешкото тяло, в която протичат всички видове метаболизъм и протичат ензимни биохимични реакции.
вода(водороден оксид, H2O) е съединение на водород и кислород, което е стабилно при нормални условия. Тази течност няма нито цвят, нито мирис, нито вкус. Има синкав цвят само в дебели слоеве, например в океани и морета. Молекулното тегло на водата (18.016 amu) е разпределено както следва: водород - 11.9%, кислород - 88.81%.
Свойства на водатаопределя се от особеностите на структурата му. Водна молекулаима 3 ядра, образуващи равнобедрен триъгълник. В основата му има водородни протони, а на върха е кислороден атом.
Електроните във водната молекула са подредени по такъв начин, че образуват 2 сдвоени полюса с противоположни заряди: водородните атоми създават 2 положителни полюса, а кислородните атоми създават 2 отрицателни полюса.
Високата полярност на водната молекула позволява на кислородните атоми да привличат водородни атоми на съседни молекули и да образуват 4 водородни връзки, което е ясно видимо в ледените кристали. Структурата на последния има шестоъгълна решетка, в която има много кухини. Когато ледът се топи, съседните H2O молекули запълват празнините, което води до увеличаване на плътността. По-нататъшното нагряване увеличава движението на молекулите. Празнините се разширяват и плътността намалява.
водаВ природата съществува в течно, твърдо (лед) и газообразно (пара) състояние. При преминаване от твърдо към течно състояние, плътността на водната молекула, противно на очаквания ефект, се увеличава, а не намалява. Максимум плътност на водатадостига при 4 ℃, когато теглото на единица обем вода надвиши същата стойност при 0 ℃. При по-нататъшно нагряване плътността на водата намалява. Ако температурата спадне, водата бавно потъва на дъното и на повърхността й се образува лед. Тъй като плътността му е по-ниска, той се издига, но под долната му линия винаги има вода.
Друго уникално свойство на водата е нейният висок топлинен капацитет. Има най-висок топлинен капацитет от всички течности. Това обяснява бавното охлаждане на водата през есента и продължителното нагряване през пролетта. Това свойство на водата е свързано с друга нейна функция - регулиране на температурата на планетата.
Учените са установили, че топлинен капацитет на водатанамалява при нагряване от 0 до 37 ℃, а след това този параметър, напротив, се увеличава. Следователно най-оптималната температура, при която водата бързо се нагрява и охлажда, е 37 ℃, което е почти нормалната температура на човешкото тяло. Все още няма обяснение за този факт, но връзката с терморегулацията на човешкото тяло е очевидна. Предполага се, че това е защитната функция на водата, която е насочена към премахване на въздействието на високата температура.
В зависимост от произхода, молекулния състав или характеристиките на приложение се разграничават основни и специални видове вода. Първата включва подземни и отпадъчни води, стопена вода, прясна вода, морска вода, минерална вода, тежка вода, лека вода, дестилирана вода, дъждовна вода и др. А специалните видове вода са заобиколени от аура на мистерия и се определят от наличието на всякакви уникални свойства. Говорим за светена и структурирана, жива и мъртва вода.
наистина невероятно. Самото това съединение няма аналози, тъй като водата е водороден оксид.
Водата никога не е абсолютно чиста - тя задължително съдържа примеси от други химикали. Най-често това са метали или техните съединения. Затова сме свикнали да вярваме, че водата провежда добре електричество. Всъщност електрическата проводимост на водата зависи пряко от нейната чистота. В лабораторията може да се получи абсолютно чиста вода. Този процес се нарича дестилация. Дестилираната вода няма вкус, няма мирис и изобщо не провежда ток.
Физическите и химичните свойства на водата са не само интересни, но и много важни за осигуряване на нормалното функциониране на целия живот на Земята. Многократно сме чували фразата: водата е люлката на живота. Междувременно това е не само люлка, но и естествен термостат. С удивително висок топлинен капацитет (4,1868 kJ/kg), водата се охлажда бавно и се затопля бавно. Следователно преходите от зима към лято, от нощ към ден са по-плавни за всички живи същества. Удивителните свойства на водата в природата не свършват дотук. Вместо да губи плътност по време на прехода от твърдо към течно, водата, напротив, я придобива. Водата има най-голяма плътност при температури от 0 до 4 градуса по Целзий. Както знаете, при нула водата замръзва. Но това, което може би не сте чували е, че водата има най-високото повърхностно напрежение. По този показател той е на второ място след живака. И така, представете си: ако падате от височина 10 метра, би било по-добре под вас да има лед, а не просто разтопена вода.
Химични свойства на водатапоради състава си. Водата се състои от 88,81% кислород и само 11,19% водород. Както споменахме по-горе, водата замръзва при нула градуса по Целзий, но кипи при сто. Дестилираната вода има много ниска концентрация на положително заредени хидрониеви йони HO и H3O+ (само 0,1 µmol/l), така че може да се нарече отличен изолатор. Свойствата на водата в природата обаче не биха се реализирали правилно, ако тя не беше добър разтворител. Водната молекула е много малка по размер. Когато друго вещество навлезе във водата, неговите положителни йони се привличат от кислородните атоми, които изграждат водната молекула, а отрицателните йони се привличат от водородните атоми. Водата сякаш обгръща от всички страни разтворените в нея химически елементи. Следователно водата почти винаги съдържа различни вещества, по-специално метални соли, които осигуряват провеждането на електрически ток.
Физични свойства на водата„ни даде“ такива явления като парниковия ефект и микровълновата печка. Около 60% от парниковия ефект се създава от водни пари, които перфектно абсорбират инфрачервените лъчи. В този случай оптичният индекс на пречупване на водата е n=1,33. В допълнение, водата също абсорбира микровълните поради високия диполен момент на нейните молекули. Тези свойства на водата в природата накараха учените да се замислят за изобретяването на микровълновата печка.
Ако не сте силни във физиката или химията, но имате голямо желание да разберете тези трудни науки, тогава винаги имате възможност да наемете учител. Наистина, в нашата ера на информационни технологии, това може да се направи, без да ставате от стола си, тъй като преподавателите вече са достъпни в Интернет. Просто трябва да отидете на желания уебсайт и да изберете подходящ учител.
Водата е единственото вещество в природата, което при земни условия съществува в три агрегатни състояния - твърдо, течно и газообразно. Точките на кипене и топене се приемат като референтни точки на температурната скала на Целзий. Това е 0 °C – точката на топене на леда и 100 °C – точката на кипене на водата.
Плътността на водата е -1 g/cm. Плътността на леда е 0,92 g/cm. Ледът, плаващ по водата, спасява резервоарите от замръзване през зимата. През 1793 г. френският химик Антоан Лавоазие доказва, че водата е химично съединение на водород и кислород – водороден оксид.
Молекулата на водата има ъглова форма: водородните атоми образуват ъгъл от 104,5˚ спрямо кислорода. Следователно водната молекула е дипол: частта от молекулата, където се намира водородът, е положително заредена, а частта, където се намира кислородът, е отрицателно заредена. Поради полярността на водните молекули, електролитите в нея се дисоциират на йони.
Течната вода, заедно с обикновените H2O молекули, съдържа свързани молекули, т.е. свързани в по-сложни агрегати поради образуването на водородни връзки. Наличието на водородни връзки между водните молекули обяснява аномалиите на нейните физични свойства: максимална плътност при 4˚ C, висока точка на кипене, необичайно висок топлинен капацитет. С повишаване на температурата водородните връзки се разкъсват и пълното им разкъсване настъпва, когато водата се трансформира в пара.
Универсалната структура на водата й осигурява способността да преминава от едно агрегатно състояние в друго. Това се случва чрез топене, изпарение, кипене, кондензация и замръзване.
Свойства на водата
Физични свойства:
Водата е прозрачна течност, която няма мирис и вкус. Масата на 1 ml чиста вода се приема за единица маса и се нарича грам. Ниската топлопроводимост на водата и високият топлинен капацитет обясняват използването й като охлаждаща течност. Поради високия си топлинен капацитет, той отнема много време, за да се охлади през зимата и бавно се затопля през лятото, като по този начин е естествен температурен регулатор на земното кълбо. Специалните свойства на водата, които я отличават от другите тела, се наричат водни аномалии:
- Когато водата се нагрява от 0°C до 4°C, водата намалява обема си, достигайки максимална плътност от 1g/ml.
- Когато водата замръзне, тя се разширява, а не се свива, както всички други тела, нейната плътност намалява /14,15/.
- Точката на замръзване на водата намалява с увеличаване на налягането, а не се повишава, както може да се очаква.
- Поради диполния момент водата има по-голяма способност за разтваряне и дисоциация от другите течности.
- Водата има най-високото повърхностно напрежение след живака. Повърхностното напрежение и плътността определят височината, до която течността може да се издигне в капилярна система, когато се филтрира през прости бариери.
Значението на водата в природата
Водата е най-важният минерал на Земята и не може да бъде заменена с друго вещество. Той представлява по-голямата част от всеки организъм, както растителен, така и животински, по-специално при хората той представлява 60-80% от телесното тегло. Водата е местообитание на много организми, определя промените в климата и времето, помага за пречистването на атмосферата от вредни вещества, разтваря, измива скали и минерали и ги пренася от едно място на друго.
Водата насища атмосферата с кислород.
Водата е причината за еволюцията на Земята. Водният цикъл е сложен процес, състоящ се от няколко основни връзки: изпарение, пренос на водни пари от въздушни течения, валежи, повърхностен и подземен отток, вода навлиза в океана. Това е не само важен момент от възникването на живота на планетата, но и необходимо условие за устойчивото функциониране на биосферата.
Видове замърсяване на водата
Резервоар или водоизточник е свързан със заобикалящата го външна среда. Влияние оказват условията за образуване на повърхностен или подземен воден поток, различни природни явления, промишленост, промишлено и общинско строителство, транспорт, стопанска и битова човешка дейност. Последицата от тези влияния е въвеждането във водната среда на нови, необичайни вещества - замърсители, които влошават качеството на водата. Замърсителите, навлизащи във водната среда, се класифицират по различен начин в зависимост от подходите, критериите и целите. Това е начинът, по който обикновено се изолират химически, физични и биологични замърсители.
В нашата страна има специални институции, които системно следят качеството на водата. Стандартите за състава на питейната и промишлената вода са разработени от Комитета по стандартите.
Твърдостта на водата
Твърдостта на водата е набор от химични и физични свойства на водата, свързани със съдържанието на разтворени соли на алкалоземни метали, главно калций и магнезий. Твърдостта на естествените води може да варира в доста широк диапазон и не е постоянна през цялата година. Твърдостта се увеличава поради изпарението на водата и намалява през дъждовния сезон, както и по време на топенето на сняг и лед.
„Памет“ на водата
След обработка на естествената вода в магнитно поле много от нейните физикохимични свойства се променят. И подобни промени в свойствата на водата се случват не само когато е изложена на магнитно поле, но и под въздействието на редица други физични фактори - звукови сигнали, електрически полета, температурни промени, радиация, турбулентност и др. Какъв може да е механизмът на подобни влияния?
Обикновено течностите, както и газовете, се характеризират с хаотично подреждане на молекулите в тях. Но това не е природата на „най-удивителната течност“. Рентгеновият анализ на структурата на водата показа, че течната вода е по-близка по структура до твърдите вещества, отколкото до газовете, тъй като подреждането на водните молекули ясно показва известна закономерност, характерна за твърдите вещества. В същото време учените са открили, че водата, получена например в резултат на топенето на лед, и водата, получена чрез кондензация на пара, ще има различна структура на молекулярния ред, което означава, че някои от нейните свойства ще бъдат различни. Опитът показва, че стопената вода има благотворен ефект върху живите организми.
Структурните различия на водата се запазват за известно време, което позволи на учените да говорят за мистериозния механизъм на „памет“ на тази невероятна течност. Няма съмнение, че водата „помни” упражняваното върху нея физическо въздействие за известно време и тази „записана” във водата информация засяга живите организми, включително и хората. И изобщо не е изненадващо, че човек, като всеки друг организъм, изобщо не е безразличен какви външни влияния са се отпечатали в „паметта“ на водата, която пие.
Водата записва информацията, предадена й от нашите мисли, чувства и думи.
Ние сме отговорни за това, което предаваме на пространството.
Някога имало едно старо поверие: добре е да се храни добитъкът с гръмотевична вода. А летните дъждове и гръмотевични бури са наистина животворни за посевите. Такава вода се различава от обикновената вода преди всичко с голям брой заредени положителни и отрицателни частици, които имат положителен ефект върху протичането на голямо разнообразие от биологични процеси.
И така, водата е способна да съхранява различни физически ефекти в своята „памет“ и може също да бъде „пазител“ на духовните ефекти. Нека си припомним ритуалите по освещаване на вода за Богоявление. Водата, над която е прочетена молитвата, вероятно не напразно, се счита за специална.
