Послание за водата към околния свят. Съобщението „Водата и нейните свойства. Водният баланс на тялото е пряк път към здравето

Водата на нашата планета е в три състояния – течно, твърдо (лед, сняг) и газообразно (пара). В момента водата е 3/4.

Водата образува водната обвивка на нашата планета - хидросферата.

Хидросферата (от гръцките думи "hydro" - вода, "сфера" - топка) включва три основни компонента: океаните, земните води и водата в атмосферата. Всички части на хидросферата са свързани помежду си чрез познатия ви процес на кръговрата на водата в природата.

1. Обяснете как водата от континентите навлиза в океаните.
2. Как водата попада в атмосферата?
3. Как водата се връща на сушата?

Океаните представляват над 96% от цялата вода на нашата планета.

Континентите и островите разделят Световния океан на отделни океани: Тихия, Атлантическия, Индийския.

През последните години картите подчертават Южния океан - водното тяло около Антарктида. Най-големият по площ е Тихият океан, най-малкият е Северният ледовит океан.

Частите на океаните, които излизат на сушата и се различават по свойствата на водите си, се наричат ​​морета. Има много от тях. Най-големите морета на планетата са Филипинско, Арабско, Коралово.

Водата в естествени условия съдържа различни вещества, разтворени в нея. 1 литър океанска вода съдържа средно 35 г сол (най-вече готварска сол), което й придава солен вкус, прави я неподходяща за пиене и употреба в промишлеността и селското стопанство.

Реките, езерата, блатата, ледниците и подземните води са сухоземни води. Повечето от сухоземните води са пресни, но солените се срещат и сред езерата и подпочвените води.

Знаете каква огромна роля играят реките, езерата и блатата в природата и човешкия живот. Но ето какво е изненадващо: в общото количество вода на Земята техният дял е много малък - само 0,02%.

Много повече вода се задържа в ледниците – около 2%. Те не трябва да се бъркат с леда, който се образува при замръзване на водата. възникват там, където повече изпада, отколкото има време да се стопи. Постепенно снегът се натрупва, сгъстява и се превръща в лед. Ледниците покриват около 1/10 от сушата. Те са разположени предимно на континенталната част на Антарктида и остров Гренландия, които са покрити с огромни ледени черупки. Отчупили се по бреговете им ледени парчета образуват плаващи планини – айсберги.

Някои от тях достигат огромни размери. Големи площи са заети от ледници в планините, особено в такива високи планини като Хималаите, Памир, Тиен Шан.

Ледниците могат да се нарекат складове за прясна вода. Досега той почти не се използва, но учените отдавна разработват проекти за транспортиране на айсберги до сухи райони, за да осигурят на местните жители питейна вода.

Те също така съставляват около 2% от цялата вода на Земята. Те се намират в горната част на земната кора.

Тези води могат да бъдат солени и пресни, студени, топли и горещи. Често те са наситени с вещества, полезни за човешкото здраве и са лечебни (минерални води).

На много места, например, по бреговете на реките, в дерета, подземните води излизат на повърхността, образувайки извори (те се наричат ​​още извори и извори).

Запасите на подземните води се попълват от атмосферните валежи, които се просмукват през някои от скалите, изграждащи земната повърхност. Така подземните води участват в природата.

Вода в атмосферата

Съдържа водна пара, водни капчици и ледени кристали. Заедно те съставляват част от процента от общото количество вода на Земята. Но без тях водният кръговрат на нашата планета би бил невъзможен.

1. Какво е хидросферата? Избройте съставните му части.
2. Какви океани образуват световните океани на нашата планета?
3. От какво се състои земната вода?
4. Как се образуват ледниците и къде се намират?
5. Каква е ролята на подземните води?
6. Какво представлява водата в атмосферата?
7. Каква е разликата между река, езеро и?
8. Каква е опасността от айсберг?
9. Има ли солени водни тела на нашата планета освен морета и океани?

Водната обвивка на Земята се нарича хидросфера. Състои се от Световния океан, земните води и водата в атмосферата. Всички части на хидросферата са свързани помежду си от процеса на кръговрата на водата в природата. Океаните представляват повече от 96% от цялата вода на планетата. Разделя се на отделни океани. Частите на океаните, които стърчат в сушата, се наричат ​​морета. Сухопътните води включват реки, езера, блата, ледници, подземни води. Атмосферата съдържа водна пара, водни капчици и ледени кристали.

Ще бъда благодарен, ако споделите тази статия в социалните мрежи:

Търсене в сайта.

ГЛАВЕН АВТОРИЗАТОР НА РЕЗЮМЕ

ПЕТРУНИНА

АЛЛА

БОРИСОВНА

ОБЩИНСКА ОБРАЗОВАТЕЛНА

ОСНОВНО УЧИЛИЩЕ №4

ЕСЕ

по химия по темата:

"Водата и нейните свойства"

Изпълнено :

ученик 11 "В" клас

Петрунина Елена

ПЕНЗА 2001г

Вода- веществото е познато и необичайно. Известният съветски учен академик IV Петрянов нарече своята научно-популярна книга за водата „Най-необикновеното вещество в света“. А докторът на биологичните науки Б. Ф. Сергеев започна книгата си „Забавна физиология“ с глава за водата – „Веществото, което създаде нашата планета“.

Учените са прави: на Земята няма вещество, което е по-важно за нас от обикновената вода, и в същото време няма друго вещество от същия вид, в чиито свойства би имало толкова противоречия и аномалии, колкото в неговите свойства.

Почти ¾ от повърхността на нашата планета е заета от океани и морета. Твърда вода - сняг и лед - покрива 20% от земята. От общото количество вода на Земята, равно на 1 милиард 386 милиона кубически километра, 1 милиард 338 милиона кубични километра се пада на солените води на Световния океан, а само 35 милиона кубични километра се падат на сладки води. Общото количество океанска вода би било достатъчно, за да покрие земното кълбо със слой от повече от 2,5 километра. На всеки жител на Земята се падат приблизително 0,33 кубически километра морска вода и 0,008 кубически километра прясна вода. Но трудността е, че преобладаващата част от прясната вода на Земята е в такова състояние, което затруднява достъпа на хората. Почти 70% от прясната вода се съдържа в ледените покривки на полярните страни и в планинските ледници, 30% - във водоносните хоризонти под земята, а всички речни канали едновременно съдържат само 0,006% прясна вода.

Водни молекули са открити в междузвездното пространство. Водата е част от кометите, повечето планети в Слънчевата система и техните спътници.

Изотопен състав. Има девет стабилни изотопни разновидности на водата. Съдържанието им в прясна вода средно е както следва: 1 H216 O - 99,73%, 1 H218 O - 0,2%,

1 H217 O - 0,04%, 1 H2 H16 O - 0,03%. Останалите пет изотопни вида присъстват във водата в незначителни количества.

Структура на молекулата. Както знаете, свойствата на химичните съединения зависят от това от какви елементи са изградени техните молекули и се променят естествено. Водата може да се разглежда като водороден оксид или кислороден хидрид. Атомите на водорода и кислорода във водната молекула са разположени в ъглите на равнобедрен триъгълник с дължина на връзката O - H 0,957 nm; свързващ ъгъл Н - О - Н 104o 27 '.

1040 27"

Но тъй като и двата водородни атома са разположени от една и съща страна на кислородния, в него се разпръскват електрически заряди. Водната молекула е полярна, което е причината за специалното взаимодействие между различните й молекули. Водородните атоми във водната молекула, имащи частичен положителен заряд, взаимодействат с електроните на кислородните атоми на съседните молекули.Тази химична връзка се нарича w o d o r o d... Той обединява водните молекули в особени полимери с пространствена структура. Водната пара съдържа около 1% водни димери. Разстоянието между кислородните атоми е 0,3 nm. В течната и твърдата фаза всяка водна молекула образува четири водородни връзки: две като донор на протони и две като акцептор на протони. Средната дължина на тези връзки е 0,28 nm, ъгълът H - O - H клони към 1800. Четирите водородни връзки на водната молекула са насочени приблизително към върховете на правилен тетраедър.

Структурата на ледените модификации е триизмерна решетка. В модификациите, които съществуват при ниски налягания, така наречените лед - I, връзките H - O - H са почти праволинейни и насочени към върховете на правилния тетраедър. Но при високо налягане обикновеният лед може да се превърне в така наречения лед - II, лед - III и т.н. - по-тежки и по-плътни кристални форми на това вещество. Най-твърди, плътни и огнеупорни досега са лед – VII и лед – VIII. Лед - VII е получен под налягане от 3 милиарда Ра, топи се при температура + 1900 С. При модификации - лед - II - лед - VI - с връзки H - O - H са извити и ъглите между тях се различават от тетраедричен, което причинява увеличаване на плътността в сравнение с плътността на обикновения лед. Само в модификациите лед-VII и лед-VIII се постига най-висока плътност на опаковане: в тяхната структура две правилни мрежи, изградени от тетраедри, се вмъкват една в друга, като се запазва системата от праволинейни водородни връзки.

Триизмерна мрежа от водородни връзки, изградена от тетраедри, съществува в течна вода в целия диапазон от точката на топене до критичната температура от +3,980C. Увеличаването на плътността при топене, както в случая на плътни модификации на леда, се обяснява с огъването на водородните връзки.

Кривината на водородните връзки се увеличава с повишаване на температурата и налягането, което води до увеличаване на плътността. От друга страна, при нагряване средната дължина на водородните връзки става по-дълга, в резултат на което плътността намалява. Комбинираният ефект на двата факта обяснява наличието на максимална плътност на водата при температура от +3, 980C.

Физически свойстваводите са аномални, което се обяснява с горните данни за взаимодействието между водните молекули.

Водата е единственото вещество на Земята, което съществува в природата и в трите агрегатни състояния – течно, твърдо и газообразно.

Топенето на леда при атмосферно налягане е придружено от намаляване на обема с 9%. Плътността на течната вода при температури близки до нула е по-голяма от тази на леда. При 00С 1 грам лед заема обем от 1,0905 кубически сантиметра, а 1 грам течна вода заема обем от 1,0001 кубични сантиметра. И ледът плава, поради което те обикновено не замръзват през водни тела, а само се покриват с лед.

Температурният коефициент на обемно разширение на лед и течна вода е отрицателен при температури под - 2100C и +3,980C, съответно.

Топлинният капацитет по време на топене почти се удвоява и в диапазона от 00С до 1000С почти не зависи от температурата.

Водата има неравномерно високи точки на топене и кипене в сравнение с други водородни съединения на елементите от основната подгрупа VI група на периодичната таблица.

водород телурид сероводород сероводород вода

н 2 Тези н 2 С д н 2 С H2 O

т топене - 510C - 640C - 820C 00C

_____________________________________________________

точка на кипене - 40C - 420C - 610C 1000C

_____________________________________________________

Трябва да се достави допълнителна енергия, за да се разхлабят и след това да се разрушат водородните връзки. И тази енергия е много значима. Ето защо топлинният капацитет на водата е толкова висок. Благодарение на тази характеристика водата оформя климата на планетата. Геофизиците твърдят, че Земята би се охладила отдавна и би се превърнала в безжизнено парче камък, ако не беше вода. Като се нагрява, поглъща топлина, докато се охлажда, я отдава. Земната вода едновременно поглъща и връща много топлина и по този начин „изравнява“ климата. Особено забележимо върху формирането на климата на континентите е влиянието на морските течения, които образуват затворени циркулационни пръстени във всеки океан. Най-яркият пример е влиянието на Гълфстрийм, мощна система от топли течения, минаващи от полуостров Флорида в Северна Америка до Свалбард и Нова Земля. Благодарение на Гълфстрийм средната януарска температура по крайбрежието на Северна Норвегия, отвъд Арктическия кръг, е същата като в степната част на Крим - около 00C, тоест се повишава с 15 - 200C. И в Якутия, на същата географска ширина, но далеч от Гълфстрийм - минус 40C. А Земята е защитена от космическия студ от онези водни молекули, които са разпръснати в атмосферата – в облаци и под формата на пари. Водните пари създават мощен „парников ефект“, който улавя до 60% от топлинното излъчване на нашата планета и предотвратява охлаждането й. Според изчисленията на M.I.Budyko, с намаляване на съдържанието на водна пара в атмосферата наполовина, средната температура на земната повърхност ще падне с повече от 50C (от 14,3 до 90C). Смекчаването на земния климат, по-специално изравняването на температурата на въздуха през преходните сезони - пролетта и есента, е значително повлияно от огромните стойности на латентната топлина на топене и изпаряване на водата.

Но това не е единствената причина, поради която смятаме водата за жизненоважно вещество. Факт е, че човешкото тяло се състои от почти 63 - 68% вода. Почти всички биохимични реакции във всяка жива клетка са реакции във водни разтвори. Отровните токсини се отстраняват от тялото ни с вода; водата, отделяна от потните жлези и изпарена от повърхността на кожата, регулира телесната ни температура. Представителите на флората и фауната съдържат същото изобилие от вода в телата си. Най-малко количество вода, само 5 - 7% от теглото, съдържа мъхове и лишеи. Повечето от жителите и растенията на света са повече от половината вода. Например, бозайниците съдържат 60 - 68%; риба - 70%; водорасли - 90 - 98% вода.

В разтвори (предимно водни) повечето от технологичните процеси протичат в химическата промишленост, при производството на лекарства и хранителни продукти.

Неслучайно хидрометалургията - извличането на метали от руди и концентрати с помощта на разтвори на различни реагенти - се превърна във важна индустрия.

Водата е важен източник на енергийни ресурси. Както знаете, всички водноелектрически централи в света, от най-малките до най-големите, преобразуват механичната енергия на водния поток в електрическа енергия изключително с помощта на водни турбини със свързани към тях електрически генератори. В атомните електроцентрали ядрен реактор загрява вода, парата върти турбина с генератор и генерира електрически ток.

Водата, въпреки всичките си аномални свойства, е еталон за измерване на температурата, масата (теглото), количеството топлина и височината на терена.

Шведският физик Андерс Целзий, член на Стокхолмската академия на науките, създава през 1742 г. термометър по Целзий, който сега се използва почти навсякъде. Точката на кипене на водата е обозначена като 100, а точката на топене на леда е 0.

При разработването на метричната система, създадена с указ на френското революционно правителство през 1793 г. вместо различни стари мерки, е използвана вода за създаване на основната мярка за маса (тегло) - килограми и грамове: 1 грам, както знаете, е теглото от 1 кубичен сантиметър (милилитър) чиста вода при температура с най-висока плътност - 40С. Следователно 1 килограм е теглото на 1 литър (1000 кубически сантиметра) или 1 кубичен дециметър вода: а 1 тон (1000 килограма) е теглото на 1 кубичен метър вода.

Водата се използва и за измерване на количеството топлина. Една калория е количеството топлина, необходимо за загряване на 1 грам вода от 14,5 до 15,50С.

Всички височини и дълбочини на земното кълбо се измерват от морското равнище.

През 1932 г. американците Г. Юри и Е. Озбърн откриват, че дори най-чистата вода, която може да се получи при лабораторни условия, съдържа незначително количество някакво вещество, което очевидно се изразява със същата химична формула H2O, но има молекулно тегло от 20 вместо тегло от 18, присъщо на обикновената вода. Юри нарече това вещество тежка вода. Голямото тегло на тежката вода се обяснява с факта, че нейните молекули се състоят от водородни атоми с два пъти по-голямо атомно тегло в сравнение с обикновените водородни атоми. Двойното тегло на тези атоми от своя страна се дължи на факта, че техните ядра съдържат, освен единичен протон, който съставлява ядрото на обикновения водород, още един неутрон. Тежък изотоп на водорода, наречен деутерий

(D или 2 H), а обикновеният водород започва да се нарича протий. Тежката вода, деутериевият оксид, се изразява с формулата D2O.

Скоро беше открит трети, свръхтежък изотоп на водорода с един протон и два неутрона в ядрото, който беше наречен тритий (T или 3 H). В комбинация с кислород, тритият образува свръхтежка вода T2O с молекулно тегло 22.

Естествените води съдържат средно около 0,016% тежка вода. Тежката вода изглежда като обикновена вода, но се различава от нея по много физически свойства. Точката на кипене на тежката вода е 101.40C, точката на замръзване е +3.80C. Тежката вода е с 11% по-тежка от нормалната вода. Специфичното тегло на тежката вода при температура 25 ° C е 1,1. Разтваря различни соли по-лошо (с 5 - 15%). В тежката вода скоростта на някои химични реакции е различна от тази в обикновената вода.

И във физиологичен план тежката вода влияе на живата материя по различен начин: за разлика от обикновената вода, която има животворна сила, тежката вода е напълно инертна. Семената на растенията, ако се поливат с тежка вода, не покълват; попови лъжички, микроби, червеи, риби не могат да съществуват в тежка вода; ако животните се хранят само с тежка вода, те ще умрат от жажда. Тежката вода е мъртва вода.

Има и друг вид вода, която се различава по физически свойства от обикновената вода - това е намагнетизирана вода. Тази вода се получава с помощта на магнити, монтирани в тръбопровод, през който тече водата. Магнетизираната вода променя своите физикохимични свойства: скоростта на химичните реакции в нея се увеличава, кристализацията на разтворените вещества се ускорява, адхезията на твърди частици от примеси и тяхното утаяване се увеличават с образуването на големи флокули (коагулация). Магнетизирането се прилага успешно при водопроводи с висока мътност на поеманата вода. Освен това позволява бързото утаяване на замърсени промишлени отпадъчни води.

От химични свойствавода, особено важни са способността на нейните молекули да се дисоциират (разлагат) на йони и способността на водата да разтваря вещества с различно химическо естество.

Ролята на водата като основен и универсален разтворител се определя преди всичко от полярността на нейните молекули и като следствие от изключително високата й диелектрична константа. Противоположните електрически заряди, и в частност йони, се привличат един към друг във вода 80 пъти по-слабо, отколкото във въздуха. Силите на взаимното привличане между молекулите или атомите на тялото, потопено във вода, също са по-слаби, отколкото във въздуха. В този случай е по-лесно за термичното движение да разбие молекулите. Ето защо се получава разтваряне, включително много трудно разтворими вещества: една капка изхабява камъка.

Само малка част от молекулите (една от 500 000 000) се подлагат на електролитна дисоциация съгласно следната схема:

H2 + 1/2 O2 H2 O -242 kJ / mol за пара

286 kJ / mol за течна вода

При ниски температури, в отсъствието на катализатори, това протича изключително бавно, но скоростта на реакцията рязко нараства с повишаване на температурата, а при 5500С се случва с експлозия. С намаляване на налягането и повишаване на температурата, равновесието се измества наляво.

Под действието на ултравиолетовото лъчение настъпва фотодисоциация на водата на H + и OH- йони.

Йонизиращото лъчение причинява радиолиза на водата с образуване на Н2; H2O2 и свободни радикали: H *; ТОЙ*; О* .

Водата е реактивно съединение.

Водата се окислява от атомен кислород:

H2O + CCO + H2

При повишени температури, в присъствието на катализатор, водата реагира с CO; CH4 и други въглеводороди, например:

6H2O + 3P 2HPO3 + 5H2

Водата реагира с много метали, за да образува H2 и съответния хидроксид. При алкални и алкалоземни метали (с изключение на Mg) тази реакция протича вече при стайна температура. По-малко активните метали разлагат водата при повишени температури, например Mg и Zn - над 1000C; Fe - над 6000С:

2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3H2

При взаимодействие с вода много оксиди образуват киселини или основи.

Водата може да служи като катализатор, например алкалните метали и водородът реагират с CI2 само в присъствието на следи от вода.

Понякога водата е каталитична отрова, например за железен катализатор при синтеза на NH3.

Способността на водните молекули да образуват триизмерни мрежи от водородни връзки й позволява да дава газови хидрати с инертни газове, въглеводороди, CO2, CI2, (CH2)2O, CHCI3 и много други вещества.

До края на 19 век водата се смятала за безплатен, неизчерпаем дар на природата. Липсваше само в слабо населените райони на пустините. През 20-ти век възгледите за водата се променят драстично. В резултат на бързото нарастване на световното население и бързото развитие на индустрията, проблемът със снабдяването на човечеството с чиста прясна вода се превърна почти в световен проблем номер едно. В момента хората използват около 3000 милиарда кубически метра вода годишно и тази цифра непрекъснато нараства бързо. В много гъсто населени индустриални райони чистата вода вече не е достатъчна.

Липсата на прясна вода на земното кълбо може да се попълни по различни начини: чрез обезсоляване на морска вода, както и замяната й, където е възможно в технологиите, с прясна вода; пречистват отпадъчните води до такава степен, че да могат безопасно да се изхвърлят във водни обекти и потоци, без страх от замърсяване, и да се използват повторно; икономично използване на прясна вода, създаване на по-малко водоемка производствена технология, замяна, където е възможно, прясна вода с високо качество с вода с по-ниско качество и др.

W O D A - ЕДИН И ВЕЛИК ЖИВОТ НА ЗЕМЯТА.

БИБЛИОГРАФИЯ:

1. Химическа енциклопедия. Том 1. Редактор И. Л. Кнунянц. Москва, 1988г.

2. Енциклопедичен речник на млад химик. Компилатори

В.А.Крицман, В.В.Станзо. Москва, "Педагогика", 1982г.

"Гидрометеоиздат", 1980г.

4. Най-необикновеното вещество в света. автор

И. В. Петрянов. Москва, "Педагогика", 1975г.

П Л А Н.

Въведение.

Изявления на известни учени за водата.

II .Главна част.

1. Разпространението на водата на планетата Земя, в космоса

пространство.

2. Изотопен състав на водата.

3. Структурата на водната молекула.

4. Физични свойства на водата, тяхната аномалия.

а) Агрегатни състояния на водата.

б) Плътност на водата в твърдо и течно състояние.

в) Топлинен капацитет на водата.

г) Точки на топене и кипене на водата в сравнение с

други водородни съединения на елементите

основна подгрупа YI група на периодичната таблица.

5. Влиянието на водата върху формирането на климата на планетата

6.Водата като основна съставка на растението и

животински организми.

7. Използване на водата в промишлеността, производството

електричество.

8.Използвайте вода като ориентир.

а) .За измерване на температурата.

б) За измерване на маса (тегло).

в) За измерване на количеството топлина.

г).За измерване на височината на терена.

9. Тежка вода, нейните свойства.

10. Магнитната вода, нейните свойства.

11. Химични свойства на водата.

а) Образуване на вода от кислород и водород.

б) Дисоциация на водата на йони.

в) Фотодисоциация на водата.

г) Радиолиза на вода.

д) Окисление на водата с атомен кислород.

е) Взаимодействие на вода с неметали, халогени,

въглеводороди.

ж).Взаимодействие на водата с металите.

з) Взаимодействие на водата с оксидите.

и) .Водата като катализатор и инхибитор на хим

III .Заключение.

Водата като едно от основните богатства на човечеството на Земята.

ВЪВЕДЕНИЕ

Водата е най-разпространеното вещество на нашата планета. Океани, морета и реки, ледници и атмосферни води - това не е пълен списък на "съхранението" на вода на Земята. Дори в недрата на нашата планета има вода, а какво да кажем за живите организми, живеещи на нейната повърхност! Няма нито една жива клетка, която да не съдържа вода. Човешкото тяло, например, се състои от повече от 70% вода.

Животът на Земята е съвкупност от множество сложни процеси, основното място сред които е циркулацията на топлина, влага и вещества. Основна роля в това играе водата – прародителката на живота на Земята.
Но случайно ли е, че животът ни е неделим от водата и какви са причините за това?

За разлика от обикновените хора, които са свикнали да смятат водата за нещо толкова светско и познато, че не си струва много да се мисли, камо ли изненада, учените смятат тази течност за най-загадъчна и изненадваща. Например, много свойства на водата са аномални, тоест те се различават значително от съответните свойства на съединения с подобна структура. Колкото и да е странно, но именно аномалните свойства на водата дадоха на тази течност възможността да стане самостоятелна на Земята.

ВОДА В ПРИРОДАТА

В свободно състояние Земята съдържа колосално количество вода - около един и половина милиарда кубически километра. Почти същото количество вода е във физически и химически свързано състояние в състава на кристални и седиментни скали.
Повечето естествени води са разтвори, чието съдържание на разтворени вещества варира от 0,01% (в сладките води) до 3,5% (в морската вода).
Прясната вода представлява само около 3% от общото водоснабдяване на планетата (приблизително 35 милиона km3). Човек може директно да използва само 0,006% прясна вода за собствени нужди - това е частта от нея, която се съдържа в каналите на всички реки и езера. Останалата прясна вода е труднодостъпна - 70% са ледени покривки от полярни райони или планински ледници, 30% са подземни водоносни хоризонти.
Не е преувеличено да се каже, че нашата планета е наситена с вода. Благодарение на това развитието на онези форми на живот, които виждаме около нас, стана възможно на Земята.

СВОЙСТВА НА ВОДАТА,

НАСЪРЧАВАНЕ НА ВИЖДАТА НА ЖИВОТА НА ЗЕМЯТА
Сравнявайки свойствата на водата със свойствата на аналогичните съединения, стигаме до извода, че много характеристики на водата имат аномални стойности. Както ще бъде казано по-долу, именно тази аномалност на свойствата ще играе най-важната роля за възникването и съществуването на живота на Земята.

Температура на кипене

Нека разгледаме точките на кипене на съединенията от серията H2El, където El е елемент от основната подгрупа от група VI.

Съединение H 2 0 H 2 S H 2 Se H 2 Te

t ° с бали +100 -60 -41 -2

Както можете да видите, точката на кипене на водата се различава рязко от точката на кипене на съединенията на аналогични елементи и има необичайно висока стойност. Установено е, че подобна аномалия се наблюдава за всички съединения от типа Н 2 El, където El е силно електроотрицателен неметал (O, N и др.).
Ако в серията H 2 Te-H 2 Se-H 2 S точката на кипене намалява равномерно, то от H 2 S до H 2 0 тя се повишава рязко. Същото се наблюдава и за сериите HI -HBr-HCl-HF и H 3 Sb-H 3 As-H 3 PH 3 N. Предполага се, а по-късно е доказано, че има специфични връзки между молекулите H 2 0, чието счупване изисква енергийно нагряване. Същите връзки затрудняват отделянето на молекулите HF и H 3 N. Този тип връзка се нарича водородна връзка, нека разгледаме нейния механизъм.

Елементите H и O имат голяма разлика в стойностите на електроотрицателността (EO (H) = 2,1; EO (O) = 3,5), следователно, химическата връзка H-O е силно яздена. Електронната плътност се измества към кислород, в резултат на което водородният атом придобива ефективен положителен заряд, а кислородът - ефективен отрицателен заряд. Водородната връзка е изображение, получено от електростатично привличане между положително зареден водороден атом на една молекула и отрицателно зареден кислороден атом на друга молекула:

Способността на водата да образува водородни връзки е от голямо биохимично значение.

Плътност
Всички вещества се характеризират с увеличаване на плътността с понижаване на температурата. Въпреки това, в този случай водата се държи малко необичайно.
Минималната температура, при която водата може да бъде без замръзване, е 0 "C. Логично би било да се предположи, че на тази температура отговаря и най-високата плътност на водата. Експериментално обаче е доказано, че плътността на течната вода е максимална при 4 °С.
Този факт е от огромно значение. Нека си представим, че водата се подчинява на законите, характерни за всички останали течности. Тогава ще настъпи промяна в неговата плътност, както при други течности. В света около нас това би довело до катастрофа: с наближаването на зимата и повсеместното захлаждане горните слоеве течност в резервоарите ще се охладят и ще потънат на дъното. По-топлите слоеве течност, които се издигат на тяхно място, също ще се охладят до 0°C и ще потънат. Това ще продължи, докато цялата вода се охлади до 0°C. Освен това водата, започвайки от горните слоеве, ще започне да замръзва. Тъй като е по-плътен, ледът ще потъне до дъното, замръзването ще продължи, докато цялата вода от естествените резервоари не замръзне до дъното. Ясно е, че при такива условия флората и фауната на природните резервоари не би могла да съществува.

Друга аномалия в плътността на водата е, че плътността на леда е по-ниска от плътността на водата, тоест, когато замръзва, водата не се свива, както всички други течности, а напротив, се разширява.
От гледна точка на законите на физиката това е абсурдно, тъй като по-подредено състояние на молекулите (лед) не може да заема по-голям обем от по-малко подреденото (течна вода), при условие че броят на молекулите в двете състояния е същото.
Както вече споменахме, в течната вода молекулите на H2O са свързани с водородни връзки. Образуването на ледени кристали се придружава от образуването на нови водородни връзки, в резултат на което водните молекули образуват слоеве. Връзката между слоевете също се осъществява чрез водородни връзки. Получената структура (т.нар. ледена структура) е една от най-малко плътните – празнините между молекулите в ледения кристал са по-големи от водните молекули. Следователно плътността на водата е по-важна от плътността на леда.

Повърхностно напрежение

Като правило повърхностното напрежение на течността се разбира като сила, действаща на единица дължина на контура на интерфейса и стремяща се да намали тази повърхност до минимум. Повърхностното напрежение за водата е с необичайно висока стойност - 7,3 .10 -2 N / m при 20 0 С (от всички течности само живакът има по-висока стойност - 51 10 -2 N / m).

Високата стойност на повърхностното напрежение на водата се проявява във факта, че тя има тенденция да намали повърхността си до минимум. Можем да кажем, че под действието на тази сила молекулите на външния слой вода се залепват, образувайки един вид филм на повърхността. То е толкова силно и издръжливо, че отделните предмети имат способността да се задържат на повърхността на водата, без да потъват в нея, дори ако плътността им е по-голяма от тази на водата.

Наличието на филма прави възможно много насекоми да се движат по повърхността на водата и дори да седят върху нея, сякаш върху твърда повърхност.
Вътрешната страна на водната повърхност също се използва активно от живи същества. Много от нас са виждали ларви на комари, висящи по него, или малки охлюви да пълзят в търсене на плячка.
Високото повърхностно напрежение определя и такова изключително важно явление в природата като капилярността (течността се издига през много тънки тръбички - капиляри). Благодарение на това се извършва подхранване на растенията.
За да се опише поведението на водата в капилярите, са изведени доста сложни физични закони. Водните слоеве, разположени близо до твърда повърхност, са структурно подредени. Дебелината на такъв слой може да достигне десетки и стотици молекули. Сега учените са склонни да разглеждат структурно подреденото състояние на водата в капилярите като отделно състояние - капилярно.

Капилярната вода е широко разпространена в природата под формата на така наречената порова вода. Той покрива повърхностите на порите и пукнатините в скалите и минералите на земната кора с тънък, но плътен филм. Плътността на този филм се дължи и на факта, че съставните му водни молекули са свързани с частиците, които образуват твърдото вещество, чрез междумолекулни сили. Структурното подреждане на поровата вода е причината температурата на нейната кристализация (замръзване) да е забележимо по-ниска от температурата на свободната вода. Освен това свойствата на скалите, с които влиза в контакт поровата вода, зависят значително от състоянието на агрегатиране, в което се намира.

По-голямата част от нашата планета - 79% - е вода и дори ако влезете по-дълбоко в дебелината на земната кора, можете да намерите вода в пукнатини и пори. Освен това всички известни на Земята минерали и живи организми съдържат вода.

Значението на водата в природата е голямо. Съвременните научни изследвания на водата позволяват да се разглежда като уникално вещество. Той участва във всички физико-географски, биологични, геохимични и геофизични процеси, протичащи на Земята, е движещата сила на много глобални процеси на планетата.

Водата предизвика такова явление на Земята като Водният цикъл -затворен, непрекъснат процес на движение на водата, обхващащ всички най-важни черупки на Земята. Движещата сила на водния цикъл е слънчевата енергия, която предизвиква изпаряване на водата (6,6 пъти повече от океаните, отколкото от сушата). Водата, постъпила в атмосферата, се пренася от въздушни течения в хоризонтална посока, кондензира и пада на Земята под въздействието на гравитацията под формата на валежи. Една част от тях преминава през реки към езера и океана, а другата отива за овлажняване на почвата и попълване на подземните води, които участват в подхранването на реки, езера и морета.

Годишният цикъл включва 525,1 хил. км 3 вода. Средно годишно на нашата планета падат 1030 mm валежи и приблизително същото количество се изпарява (в единици за обем, 525 000 km 3).

Равенството между количеството вода, постъпващо на земната повърхност с валежите, и количеството вода, изпаряваща се от повърхността на Световния океан и сушата за един и същи период от време, се нарича воден баланснашата планета (Таблица 19).

Таблица 19. Воден баланс на Земята (по M. I. Lvovich, 1986)

За изпаряване на водата е необходимо определено количество топлина, която се отделя, когато водната пара кондензира. Следователно водният баланс е тясно свързан с топлинния баланс, докато циркулацията на влагата равномерно разпределя топлината между нейните сфери, както и регионите на Земята, което е от голямо значение за цялата географска обвивка.

Водата също е от голямо значение в стопанската дейност. Невъзможно е да се изброят всички области на човешката дейност, в които се използва вода: битово и промишлено водоснабдяване, напояване, производство на електроенергия и много други.

Водещ академик биохимик и минералог В. И. Вернадскиотбеляза, че водата се откроява в историята на нашата планета. Само тя може да остане на Земята в три агрегатни състояния и да преминава от едно в друго (фиг. 158).

Водата, която е във всички агрегатни състояния, образува водната обвивка на нашата планета - хидросфера.

Тъй като водата се съдържа в литосферата, атмосферата и в различни живи организми, е много трудно да се определят границите на водната обвивка. Освен това има две интерпретации на понятието "хидросфера". В тесен смисъл хидросферата е прекъсната водна обвивка на Земята, състояща се от Световния океан и вътрешните водни тела. Второто тълкуване - широко - го определя като непрекъсната обвивка на Земята, състояща се от открити резервоари, водни пари в атмосферата и подземни води.

Ориз. 158. Агрегационно състояние на водата

Водната пара в атмосферата се нарича разпръсната хидросфера, а подземната вода се нарича заровена хидросфера.

Що се отнася до хидросферата в тесен смисъл, най-често повърхността на земното кълбо се приема за горна граница, а долната граница се очертава според нивото на подземните води, които се намират в рехавия седиментален слой на земната кора.

Когато разглеждаме хидросферата в широк смисъл, горната й граница се намира в стратосферата и е много неопределена, тоест лежи над географската обвивка, която не излиза извън тропосферата.

Учените твърдят, че обемът на хидросферата е приблизително 1,5 милиарда км 3 вода. По-голямата част от площта и обема на водата пада върху Световния океан. Съдържа 94% (според други източници 96%) от обема на цялата вода, съдържаща се в хидросферата. Заровената хидросфера представлява около 4% (Таблица 20).

Анализирайки обемния състав на хидросферата, не може да се ограничи до един количествен аспект. При оценката на съставните части на хидросферата трябва да се вземе предвид нейната активност във водния цикъл. За тази цел известният съветски хидролог, доктор на географските науки М.И. Лвовичвъведе концепцията водообменна активност, което се изразява в броя на годините, необходими за пълното подновяване на тома.

Известно е, че във всички реки на нашата планета едновременният обем на водата е малък и възлиза на 1,2 хиляди км 3. В същото време водите на канала се обновяват напълно средно на всеки 11 дни. Почти същата активност на водния обмен е характерна за дисперсната хидросфера. Но подземните води, водите на полярните ледници и океана се нуждаят от хилядолетия за пълно обновяване. Водообменната активност на цялата хидросфера е 2800 години (табл. 21). Най-ниската активност на водния обмен в полярните ледници е 8000 години. Тъй като в този случай забавеният воден обмен е придружен от преминаването на водата в твърдо състояние, масите на полярния лед са запазена хидросфера.

Таблица 20. Разпределение на водните маси в хидросферата

Части от хидросферата		Дял в световните резерви, %
		от общите водни запаси	от запасите от прясна вода
Световен океан
Подземните води
Ледници и постоянна снежна покривка
включително в Антарктида
Подземни води в зоната на вечна замръзване
включително сладководни езера
Вода в атмосферата
Общи запаси от сладка вода
Общи водни запаси

Таблица 21. Активност на водния обмен на хидросферата (но M. I. Lvovich, 1986)

* Като се вземе предвид подземния отток в океана, заобикаляйки реките: 4200 лежат.

Таблица 21. Активност на водния обмен на хидросферата (по M. I. Lvovich, 1986)

Хидросферата е изминала дълъг път на еволюция, многократно променяйки масата си, съотношението на отделните части, движението на вола, съотношението на разтворените газове, суспензии и други компоненти, чиито промени се записват в геоложкия запис, който далеч не е напълно дешифриран.

Кога се появи хидросферата на нашата планета? Оказва се, че той е съществувал още в самото начало на геоложката история на Земята.

Както вече знаем, Земята е възникнала преди около 4,65 милиарда години. Най-старите открити скали са на 3,8 милиарда години. Те са запазили отпечатъците на едноклетъчни организми, които са живели във водни тела. Това ни позволява да преценим, че първичната хидросфера се е появила не по-късно от 4 милиарда години, но е била само 5-10% от съвременния й обем. Според една от най-разпространените хипотези днес водата по време на образуването на Земята се е появила чрез топене и дегазиране на мантийната материя(от латински отрицателни частици деи френски. газ- газ) - отстраняване на разтворени газове от мантията. Най-вероятно първоначално голяма роля изигра шоковата (катастрофална) дегазация на материала на мантията, причинена от падането на големи метеоритни тела на Земята.

Първоначално увеличаването на обема на повърхностната хидросфера протича много бавно, тъй като значителна част от водата се изразходва за други процеси, включително добавяне на вода към минерални вещества (хидратация, от гръцки. хидро- вода). Обемът на хидросферата започва да нараства бързо, след като скоростта на освобождаване на водите, свързани в скалите, надвишава скоростта на тяхното натрупване. В същото време имаше поток в хидросферата юношески води(от лат. juvenilis- млади) - godzmnyx води, образувани от кислород и водород, освободени от магма.

Водата все още се освобождава от магмата, падаща върху повърхността на нашата планета по време на вулканични изригвания, по време на образуването на океанска кора в зоните на разтягане на литосферните плочи и това ще продължи много милиони години. Сега обемът на хидросферата продължава да нараства със скорост от около 1 km 3 вода годишно. В тази връзка се предполага, че обемът на водната маса на Световния океан ще се увеличи с 6-7% през следващите милиарди години.

Изхождайки от това, доскоро хората бяха сигурни, че ще има достатъчно водни запаси завинаги. Но всъщност поради бързия темп на консумация количеството вода рязко намалява, а качеството й също рязко е намаляло. Ето защо един от най-важните проблеми днес е организацията на рационалното използване на водите и тяхното опазване.

Никой от нас не се съмнява в това водата е източник на живот.Обикновената вода е най-удивителното вещество в природата.
Повърхността на Земята, заета от вода, е 2,5 пъти по-голяма от повърхността на сушата. В природата няма чиста вода – тя винаги съдържа примеси. Състав на водата (тегловно): 11,19% водород и 88,81% кислород.
Химически чистата вода е безцветна течност, без мирис и вкус.
Естествената вода винаги е разтвор на различни химични съединения, предимно соли. Освен различни соли, във вода се разтварят и газове. Съвременните методи за анализ са открили две трети от химичните елементи на периодичната таблица в морската вода и, вероятно, с нарастването на техническите възможности, останалата трета ще бъде открита.

Водата е единствената течност на Земята, за която зависимостта на специфичния топлинен капацитет от температурата е минимална. Този минимум се реализира при температура от +35 0 C. В същото време нормалната температура на човешкото тяло, която се състои от две трети (и още повече в млада възраст) вода, е в температурния диапазон от 36-38 0С.

Топлинният капацитет на водата е необичайно висок. За да загреете определено количество от него с един градус, трябва да изразходвате повече енергия, отколкото за нагряване на други течности.

Това води до уникалната способност на водата да задържа топлина. По-голямата част от другите вещества не притежават това свойство. Тази изключителна характеристика на водата допринася за това, че нормалната телесна температура на човек се поддържа на същото ниво както в горещ ден, така и в хладна нощ.

Водата е най-мощният универсален разтворител. При достатъчно време може да разтвори почти всяко твърдо вещество. Именно поради уникалната разтваряща способност на водата никой все още не е успял да получи химически чиста вода - тя винаги съдържа разтворения материал на съда.

Само водата – единственото вещество на планетата може да бъде в три състояния – течно, твърдо и газообразно.

Източници на вода и нейните видове.

Земята съдържа приблизително 1500 милиона km3 вода, като прясната вода представлява около 10% от общия запас от вода на планетата. Водата на земното кълбо е:
- в световните океани (солени води),
- в атмосферата,
- Подземните води,
- почвена вода,
- в ледниците,
- в езера и реки,
- при растенията и животните.
Основният запас от прясна вода, използвана от хората, е съсредоточен в езерата и реките. Получаваме прясна вода от атмосферата (около 13 хил. км3) под формата на валежи - дъжд и сняг.
Океаните съдържат големи запаси от вода, която може да бъде обезсолена чрез различни физикохимични методи.
Друг източник на вода са живите организми. Растенията и животните, които представляват две трети вода, съдържат 6 хиляди км3 вода.

Вода и здраве.

Всеки знае истината от детството водата е източник на живот... Не всеки обаче осъзнава и приема факта, че водата е ключът към здравето и благополучието. Всеки знае за значението на водата в нашето тяло. , това не са само думи.
Присъстваща във всички клетки и тъкани, играейки основна роля във всички биологични процеси от храносмилането до кръвообращението, водата има много важни функции. Тъй като човек се състои от 65% (в напреднала възраст) и 75% (в детството) вода, естествено, тя е абсолютно необходима за всички ключови системи за поддържане на живота на човека. Съдържа се в човешката кръв (79%) и подпомага транспортирането на хиляди вещества, необходими за живота през кръвоносната система в разтворено състояние. Водата се съдържа в лимфата (96%), която пренася хранителните вещества от червата до тъканите на живия организъм.
Възрастните губят 3,5 литра вода всеки ден: половин литър пот, два литра урина и един литър при дишане. Следователно тялото ни постоянно трябва да попълва запасите от чиста вода.
Водата е най-ключовата съставка, за да имаме здраво тяло и страхотно благополучие. Нищо не влияе на нашето здраве така, както консумацията на вода. Водата е от съществено значение за храносмилането, функционирането на бъбреците и черния дроб. Той премахва токсините, произвеждани ежедневно.
Липсата на вода в организма понижава имунитета, а оттам и устойчивостта на организма към различни заболявания. Дехидратацията може да причини главоболие, запек, артрит и кожата ви ще изглежда суха и ще загуби цвят и еластичност. И това не е всичко. Липсата на вода също причинява апатия и ние ставаме уязвими на стрес.
Човек може да оцелее без вода не повече от 3 дни. Без влага и флората, и фауната бързо изсъхват и умират.

Вода има навсякъде. Няма да е трудно да го консумирате в необходимото количество. Чаша вода сутрин е особено важна, тъй като докато спяхме, тялото ни беше лишено от притока на вода за няколко часа, така че не трябва да започвате деня със силен чай или кафе, а е по-добре да го започнете с чаша чиста вода.

Колко вода трябва да пиете на ден? Да преброим ... Човек губи най-малко 10 чаши течност на ден, при повишена активност консумацията може да се увеличи до 1 литър на час. Оказва се, че тялото ни, за да се чувства страхотно, трябва да приема поне 8 чаши вода на ден.

За да има максимална полза от водата, трябва да я пиете правилно. Освен това има както варианти за ежедневна употреба, така и за заболявания. Като следвате прости правила, можете да поддържате здравето си и да изглеждате страхотно на всяка възраст.

• Пийте вода преди хранене. Оптималното време е 30 минути преди хранене. Това ще подготви храносмилателния тракт, особено за тези с гастрит, дуоденит, киселини, язви, колит или други храносмилателни разстройства.
• Вода трябва да се пие винаги, когато почувствате жажда - дори и по време на хранене.
• Пийте вода 2,5 часа след хранене, за да завършите процеса на храносмилане и да премахнете дехидратацията, причинена от разграждането на храната.
• Водата трябва да се пие сутрин веднага след събуждане, за да се облекчи дехидратацията, причинена от дългия сън.
• Пийте вода преди тренировка, за да създадете запас от безплатна вода за изпотяване.
• Вода трябва да се пие от тези, които имат запек и не консумират достатъчно плодове и зеленчуци. Две до три чаши вода сутрин веднага след събуждане действат като най-ефективното слабително."

Знаете ли, че в старите времена младите момичета поддържаха тена на кожата по много прост и евтин начин. Във време, когато никой дори не беше чувал за пластични операции, „цъфтящият вид“ (кръв и мляко) можеше да се запази в продължение на много години.
Те просто не бяха мързеливи и на сутринта първо измиха лицата си с гореща вода, а след това веднага, ледено студена от кладенеца. И така няколко пъти. Но тогава не избърсваха лицето, а го оставиха да изсъхне естествено.
Водата от кладенеца се смятала за „жива вода“ и притежавала уникални свойства за запазване на младостта и красотата.

Водата е източникът на живота, източникът на целия живот на нашата планета.