Повідомлення про воду навколишній світ. Повідомлення «Вода та її властивості. Водний баланс організму

Вода на нашій планеті знаходиться в трьох станах - рідкому, твердому (лід, сніг) та газоподібному (пар). В даний час вода займає 3/4.

Вода утворює водну оболонку нашої планети – гідросферу.

Гідросфера (від грецьких слів «гідро» - вода, «сфера» - куля) включає три основні складові: Світовий океан, води суші та воду в атмосфері. Всі частини гідросфери пов'язані між собою вже відомим вам процесом кругообігу води в природі.

Поясніть, як вода з материків потрапляє до Світового океану.
Як вода попадає в атмосферу?
Як вода знову потрапляє на сушу?

На Світовий океан припадає понад 96% усієї води нашої планети.

Материки та острови ділять Світовий океан окремі океани: Тихий, Атлантичний, Індійський, .

В останні роки на картах виділяють Південний океан – водний простір, що оточує Антарктиду. Найбільший за площею – Тихий океан, найменший – Північний Льодовитий.

Частини океанів, які вдаються в сушу та відрізняються властивостями своїх вод, називають морями. Їх дуже багато. Найбільші моря планети – Філіппінське, Аравійське, Коралове.

Вода в природних умовах містить різні розчинені у ній речовини. В 1 л океанської води в середньому міститься 35 г солі (найбільше кухонної), яка надає їй солоний смак, робить непридатною для пиття та використання у промисловості та сільському господарстві.

Річки, озера, болота, льодовики та підземні води – це води суші. Більшість вод суші - прісні, але серед озер і підземних вод зустрічаються і солоні.

Ви знаєте, яку величезну роль у природі та житті людей відіграють річки, озера, болота. Але ось що дивно: у загальній кількості води на Землі їх частка дуже мала - всього 0,02%.

Набагато більше води укладено у льодовиках – близько 2%. Не треба плутати їх із тим льодом, який утворюється при замерзанні води. виникають там, де випадає більше, ніж встигає розтанути. Поступово сніг накопичується, ущільнюється і перетворюється на лід. Льодовиками покрита приблизно 1/10 частина суші. Вони розташовуються, насамперед, на материку Антарктида та острові Гренландія, які вкриті величезними крижаними панцирями. глиби льоду, що відкололися по їх берегам, утворюють плаваючі гори - айсберги.

Деякі їх досягають величезних розмірів. Чималі площі займають льодовики у горах, особливо у таких високих, як Гімалаї, Памір, Тянь-Шань.

Льодовики можна назвати коморами прісної води. Поки що вона майже не використовується, але вчені давно розробляють проекти транспортування айсбергів у посушливі райони, щоб забезпечити питною водою місцевих жителів.

Також становлять близько 2% усієї води Землі. Вони розташовані у верхній частині земної кори.

Ці води можуть бути солоними та прісними, холодними, теплими та гарячими. Нерідко вони насичені корисними здоров'ю людини речовинами і є лікувальними (мінеральні води).

У багатьох місцях, наприклад на берегах річок, в ярах, підземні води виходять на поверхню, утворюючи джерела (їх ще називають джерелами і ключами).

Запаси підземних вод поповнюються рахунок атмосферних опадів, які просочуються крізь деякі породи, складові земну поверхню. Таким чином, підземні води беруть участь у природі.

Вода в атмосфері

Містить водяну пару, крапельки води та кристалики льоду. Усі разом вони становлять частки відсотка загальної кількості води Землі. Але без них неможливим був би кругообіг води на нашій планеті.

Що таке гідросфера? Перерахуйте її складові.
Які океани утворюють Світовий океан нашої планети?
Що становить води суші?
Як утворюються і де розташовуються льодовики?
Яка роль підземних вод?
Чим представлена вода у атмосфері?
У чому різниця між річкою, озером та ?
Яку небезпеку становить айсберг?
Чи існують на нашій планеті солоні водойми крім морів та океанів?

Водну оболонку Землі називають гідросферою. Її складають Світовий океан, води суші та вода в атмосфері. Усі частини гідросфери пов'язані між собою процесом кругообігу води у природі. На Світовий океан припадає понад 96% усієї води планети. Його ділять окремі океани. Частини океанів, що вдаються у сушу, називають морями. Води суші включають річки, озера, болота, льодовики, підземні води. В атмосфері містяться водяна пара, крапельки води та кристалики льоду.

Буду вдячний, якщо Ви поділитеся цією статтею у соціальних мережах:

Пошук по сайту.

ГОЛОВНИЙ СКЛАДНИК РЕФЕРАТУ

ПЕТРУНІНА

АЛЛА

БОРИСІВНА

МУНІЦИПАЛЬНА ЗАГАЛЬНООСВІТНЯ

СЕРЕДНЯ ШКОЛА №4

РЕФЕРАТ

з хімії на тему:

"Вода та її властивості"

Виконала :

учениця 11 ”Б” класу

Петруніна Олена

ПЕНЗА 2001р.

Вода– речовина звична та незвичайна. Відомий радянський вчений академік І.В.Петрянов свою науково – популярну книгу про воду назвав “Найнезвичайніша речовина у світі”. А доктор біологічних наук Б.Ф.Сергєєв почав свою книгу "Цікава фізіологія" з розділу про воду - "Речовина, яка створила нашу планету".

Вчені мають рацію: немає на Землі речовини важливішого для нас, ніж звичайна вода, і в той же час не існує іншої такої ж речовини, у властивостях якої було б стільки протиріч і аномалій, скільки в її властивостях.

Майже ¾ поверхні нашої планети зайнято океанами та морями. Твердою водою – снігом та льодом – покрито 20% суші. Із загальної кількості води Землі, рівного 1 млрд. 386 млн. кубічних кілометрів, 1 млрд. 338 млн. кубічних кілометрів посідає частку солоних вод Світового океану, і лише 35 млн. кубічних кілометрів посідає частку прісних вод. Усього кількості океанічної води вистачило б на те, щоб покрити нею земну кулю шаром понад 2,5 кілометри. На кожного жителя Землі приблизно припадає 0,33 кубічних кілометрів морської води та 0,008 кубічних кілометрів прісної води. Але труднощі у цьому, що переважна частина прісної води Землі перебуває у стані, що робить її важкодоступною людини. Майже 70% прісних вод укладено в льодовикових покривах полярних країн і в гірських льодовиках, 30% - у водоносних шарах під землею, а в руслах усіх річок утримуються одночасно лише 0,006% прісних вод.

Молекули води виявлені у міжзоряному просторі. Вода входить до складу комет, більшості планет сонячної системи та їх супутників.

Ізотопний склад. Існує дев'ять стійких ізотопних різновидів води. Зміст їх у прісній воді в середньому такий: 1 Н216 Про – 99,73%, 1 Н218 Про – 0,2%,

1 Н217 Про – 0,04%, 1 H2 Н16 Про – 0,03%. Інші п'ять ізотопних різновидів присутні у воді у мізерно малих кількостях.

Будова молекули. Як відомо, властивості хімічних сполук залежать від того, з яких елементів складаються їх молекули і змінюються закономірно. Воду можна розглядати як оксид водню або як гідрид кисню. Атоми водню та кисню в молекулі води розташовані в кутах рівнобедреного трикутника із довжиною зв'язку Про – Н 0,957 нм; валентний кут Н - Про - Н 104o 27 '.

1040 27"

Але оскільки обидва водневі атоми розташовані по одну сторону від кисневого, електричні заряди в ній розосереджуються. Молекула води полярна, що причиною особливої взаємодії між різними її молекулами. Атоми водню в молекулі води, маючи частковий позитивний заряд, взаємодіють з електронами атомів кисню сусідніх молекул. Такий хімічний зв'язок називається водний. Вона об'єднує молекули води у своєрідні полімери просторової будови. У водяній парі є близько 1% димерів води. Відстань між атомами кисню – 0,3 нм. У рідкій та твердій фазах кожна молекула води утворює чотири водневі зв'язки: два – як донор протонів та дві – як акцептор протонів. Середня довжина цих зв'язків - 0, 28 нм, кут Н - О - Н прагне до 1800. Чотири водневі зв'язки молекули води спрямовані приблизно до вершин правильного тетраедра.

Структура модифікацій льоду є тривимірною сіткою. У модифікаціях, що існують при низьких тисках, так званий лід – I, зв'язки Н – О – Н майже прямолінійні та спрямовані до вершин правильного тетраедра. Але при високих тисках звичайний лід можна перетворити на так звані лід – II, лід – III тощо – більш важкі та щільні кристалічні форми цієї речовини. Найбільш тверді, щільні і тугоплавкі поки - лід - VII і лід - VIII. Лід - VII отриманий під тиском 3 млрд Па, він плавиться при температурі + 1900 C. У модифікаціях - лід - II - лід - VI - з в'язи Н - О - Н викривлені і кути між ними відрізняються від тетраедричного, що обумовлює збільшення щільності по порівняно із щільністю звичайного льоду. Тільки в модифікаціях лід – VII та лід – VIII досягається найвища щільність упаковки: у їх структурі дві правильні сітки, збудовані з тетраедрів, вставлені одна в одну, при цьому зберігається система прямолінійних водневих зв'язків.

Тривимірна сітка водневих зв'язків, побудована з тетраедрів, існує і в рідкій воді в інтервалі від температури плавлення до критичної температури, що дорівнює + 3,980С. Збільшення густини при плавленні, як і у разі щільних модифікацій льоду, пояснюється викривленням водневих зв'язків.

Викривлення водневих зв'язків збільшується зі зростанням температури та тиску, що веде до зростання щільності. З іншого боку при нагріванні середня довжина водневих зв'язків стає більшою, внаслідок чого щільність зменшується. Спільна дія двох фактів пояснює наявність максимуму щільності води за температури + 3, 980С.

Фізичні властивостіводи аномальні, що пояснюється наведеними вище даними взаємодії між молекулами води.

Вода – єдина речовина на Землі, яка існує в природі у всіх трьох агрегатних станах – рідкому, твердому та газоподібному.

Плавлення льоду при атмосферному тиску супроводжується зменшенням обсягу 9%. Щільність рідкої води при температурі, близької до нуля, більша, ніж у льоду. При 00С 1 г льоду займає об'єм 1,0905 кубічних сантиметрів, а 1 грам рідкої води займає об'єм 1,0001 кубічних сантиметрів. І лід плаває, тому й не промерзають зазвичай наскрізь водоймища, а лише покриваються крижаним покривом.

Температурний коефіцієнт об'ємного розширення льоду та рідкої води від'ємний при температурах відповідно нижче - 2100С та + 3,980С.

Теплоємність при плавленні зростає майже вдвічі й у інтервалі від 00С до 1000С майже залежить від температури.

Вода має незакономірно високі температури плавлення та кипіння порівняно з іншими водневими сполуками елементів головної підгрупи VI групи таблиці Менделєєва.

телуроводень селеноводород сірководень вода

Н 2 Ті Н 2 S е Н 2 S Н2 Про

t плавлення - 510С - 640С - 820С 00С

_____________________________________________________

t кипіння - 40С - 420С - 610С 1000С

_____________________________________________________

Потрібно підвести додаткову енергію, щоб розхитати, а потім зруйнувати водневі зв'язки. І ця енергія дуже значна. Ось чому така велика теплоємність води. Завдяки цій особливості вода формує клімат планети. Геофізики стверджують, що Земля давно б охолола і перетворилася на млявий шматок каменю, якби не вода. Нагріваючись, вона поглинає тепло, остигаючи, віддає його. Земна вода і поглинає, і повертає дуже багато тепла, і тим самим вирівнює клімат. Особливо помітно формування клімату материків впливають морські течії, що утворюють у кожному океані замкнуті кільця циркуляції. Найбільш яскравий приклад - вплив Гольфстріму, потужної системи теплих течій, що йдуть від півострова Флорида в Північній Америці до Шпіцбергена та Нової Землі. Завдяки Гольфстріму середня температура січня узбережжя Північної Норвегії, за Полярним колом, така сама, як і степовій частині Криму, - близько 00С, т. е. підвищена на 15 – 200С. А в Якутії на тій же широті, але далеко від Гольфстріму - мінус 400С. А від космічного холоду оберігають Землю ті молекули води, які розсіяні в атмосфері – у хмарах та у вигляді пари. Водяна пара створює потужний "парниковий ефект", який затримує до 60% теплового випромінювання нашої планети, не дає їй охолоджуватися. За розрахунками М.І.Будико, при зменшенні вмісту водяної пари в атмосфері вдвічі середня температура Землі знизилася б більш ніж на 50С (з 14,3 до 90С). На пом'якшення земного клімату, зокрема на вирівнювання температури повітря в перехідні сезони – весну та осінь, помітний вплив мають величезні величини прихованої теплоти плавлення та випаровування води.

Але не лише тому ми вважаємо воду життєво важливою речовиною. Справа в тому, що тіло людини майже на 63 - 68% складається з води. Майже всі біохімічні реакції у кожній живій клітині – це реакції у водних розчинах. З водою віддаляються з нашого тіла отруйні шлаки; вода, що виділяється потовими залозами та випаровується з поверхні шкіри, регулює температуру нашого тіла. Представники тваринного та рослинного світу містять таку ж різноманітність води у своїх організмах. Найменше води, лише 5 – 7% ваги, містять деякі мохи та лишайники. Більшість мешканців земної кулі та рослини складаються більш ніж на половину з води. Наприклад, ссавці містять 60 - 68%; риби – 70%; водорості – 90 – 98 % води.

У розчинах (переважно водних) протікає більшість технологічних процесів на підприємствах хімічної промисловості, у виробництві лікарських препаратів і харчових продуктів.

Не випадково гідрометалургія – вилучення металів із руд та концентратів за допомогою розчинів різних реагентів – стала важливою галуззю промисловості.

Вода – це важливе джерело енергоресурсів. Як відомо, всі гідроелектричні станції світу, від маленьких до найбільших, перетворюють механічну енергію водного потоку на електричну виключно за допомогою водяних турбін зі з'єднаними з ними електрогенераторами. На атомних електростанціях атомний реактор нагріває воду, водяна пара обертає турбіну з генератором та виробляє електричний струм.

Вода, незважаючи на всі її аномольні властивості, є еталоном для вимірювання темпкратури, маси (ваги), кількості тепла, висоти місцевості.

Шведський фізик Андерс Цельсій, член Стокгольмської академії наук, створив в 1742 стоградусну шкалу термометра, якою в даний час користуються майже повсюдно. Точка кипіння води позначена 100 а точка танення льоду 0 .

При розробці метричної системи, встановленої за декретом французького революційного уряду в 1793 замість різних старовинних заходів, вода була використана для створення основної міри маси (ваги) - кілограма і грама: 1 грам, як відомо, це вага 1 кубічного сантиметра (мілілітра) чистої води за нормальної температури найбільшої щільності – 40С. Отже, 1 кілограм – це вага 1 літра (1000 кубічних сантиметрів) чи 1 кубічного дециметра води: а 1 тонна (1000 кілограмів) – це вага 1 кубічного метра води.

Вода використовується для вимірювання кількості тепла. Одна калорія – це кількість тепла, необхідне нагрівання 1 грама води з 14, 5 до 15,50С.

Усі висоти та глибини на земній кулі відраховуються від рівня моря.

У 1932 році американці Г.Юрі та Е.Осборн виявили, що навіть у найчистішій воді, яку тільки можна отримати в лабораторних умовах, міститься незначна кількість якоїсь речовини, що виявляється, мабуть, тією ж хімічною формулою Н2О, але володіє молекулярною вагою 20 замість ваги 18, властивого звичайній воді. Юрі назвав цю речовину важкою водою. Велика вага важкої води пояснюється лише тим, що її молекули складаються з атомів водню з подвоєним атомним вагою проти атомами звичайного водню. Подвійна вага цих атомів у свою чергу обумовлюється тим, що їх ядра містять, крім єдиного протона, що становить ядро звичайного водню, ще один нейтрон. Тяжкий ізотоп водню отримав назву дейтерію.

(D або 2 Н), а звичайний водень стали називати протиєм. Тяжка вода, окис дейтерію, виражається формулою D2 Про.

Незабаром було відкрито третій надважкий ізотоп водню з одним протоном і двома нейтронами в ядрі, який був названий тритієм (Т або 3 Н). У поєднанні з киснем тритій утворює надважку воду Т2 Про з молекулярною вагою 22.

У природних водах міститься середньому близько 0,016% важкої води. Тяжка вода зовні схожа на звичайну воду, але за багатьма фізичними властивостями відрізняється від неї. Точка кипіння тяжкої води 101,40С, точка замерзання + 3,80С. Важка вода на 11% важча за звичайну. Питома вага важкої води за нормальної температури 250С дорівнює 1,1. Вона гірша (на 5-15%) розчиняє різні солі. У тяжкій воді швидкість перебігу деяких хімічних реакцій інша, ніж у звичайній воді.

І у фізіологічному відношенні важка вода впливає на живу речовину інакше: на відміну від звичайної води, що володіє цілющою силою, важка вода інертна. Насіння рослин, якщо їх поливати важкою водою, не проростає; пуголовки, мікроби, черв'яки, риби у важкій воді не можуть існувати; якщо тварин напувати однією важкою водою, вони загинуть від спраги. Тяжка вода – це мертва вода.

Є ще один вид води, що відрізняється за фізичними властивостями від звичайної води, - це вода, що омагнічує. Таку воду отримують за допомогою магнітів, вмонтованих у трубопровід, яким тече вода. Омагнічена вода змінює свої фізико – хімічні властивості: швидкість хімічних реакцій у ній збільшується, прискорюється кристалізація розчинених речовин, збільшується злипання твердих частинок домішок і випадання в осад з утворенням великих пластівців (коагуляція). Омагнічування успішно застосовується на водопровідних станціях при великій каламутності води, що забирається. Вона дозволяє також швидко брати в облогу забруднені промислові стоки.

З хімічних властивостейводи особливо важливі здатність її молекул дисоціювати (розпадатися) на іони та здатність води розчиняти речовини різної хімічної природи.

Роль води як головного та універсального розчинника визначається насамперед полярністю її молекул і, як наслідок, її надзвичайно високою діелектричною проникністю. Різноіменні електричні заряди, і зокрема іони, притягуються один до одного у воді у 80 разів слабше, ніж притягувалися б у повітрі. Сили взаємного тяжіння між молекулами або атомами зануреного у воду тіла також слабші, ніж у повітрі. Тепловому руху у разі легше розбити молекули. Тому і відбувається розчинення, у тому числі багатьох важкорозчинних речовин: крапля камінь точить.

Лише незначна частка молекул (одна з 500 000 000) зазнає електролітичної дисоціації за схемою:

Н2 + 1 /2 О2 Н2 О -242 кДж/моль для пари

286 кДж/моль для рідкої води

При низьких температурах без каталізаторів відбувається вкрай повільно, але швидкість реакції різко зростає при підвищенні температури, і при 5500С вона відбувається з вибухом. При зниженні тиску та підвищенні температури рівновага зсувається вліво.

Під дією ультрафіолетового випромінювання відбувається фотодисоціація води на іони Н+ та ОН-.

Іонізуюче випромінювання викликає радіоліз води з утворенням Н2; Н2 О2 та вільних радикалів: Н*; ВІН *; О * .

Вода - реакційна сполука.

Вода окислюється атомарним киснем:

Н2 Про + З СО + Н2

При підвищеній температурі у присутності каталізатора вода реагує із СО; СН4 та іншими вуглеводнями, наприклад:

6Н2 Про + 3Р 2НРО3 + 5Н2

Вода взаємодіє з багатьма металами з утворенням Н2 та відповідного гідроксиду. З лужними та лужноземельними металами (крім Мg) ця реакція протікає вже при кімнатній температурі. Менш активні метали розкладають воду за підвищеної температури, наприклад, Мg і Zn – вище 1000С; Fe - вище 6000С:

2Fe + 3H2 O Fe2 O 3 + 3H2

При взаємодії з водою багатьох оксидів утворюються кислоти чи основи.

Вода може бути каталізатором, наприклад, лужні метали і водень реагують з CI2 тільки в присутності слідів води.

Іноді вода - каталітична отрута, наприклад, для залізного каталізатора при синтезі NH3.

Здатність молекул води утворювати тривимірні сітки водневих зв'язків дозволяє їй давати з інертними газами, вуглеводнями, CO2, CI2, (CH2)2 O, CHCI3 та багатьма іншими речовинами газові гідрати.

Приблизно до кінця 19 століття вода вважалася безплатним невичерпним даром природи. Її не вистачало лише у слабонаселених районах пустель. У 20 столітті погляд на воду різко змінився. Внаслідок швидкого зростання населення земної кулі та бурхливого розвитку промисловості проблема постачання людства чистою прісною водою стала чи не світовою проблемою номер один. В даний час люди використовують щорічно близько 3000 млрд. кубічних метрів води, і ця цифра безперервно швидко зростає. У багатьох густонаселених промислових районах чистої води не вистачає.

Нестачу прісної води на земній кулі можна заповнити різними шляхами: опрісняти морську воду, а також замінювати нею, де це можливо в техніці, прісну воду; очищати стічні води настільки, щоб їх можна було спокійно спускати у водоймища і водотоки, не боячись забруднити, і використовувати вдруге; економно витрачати прісну воду, створюючи менш водоємну технологію виробництва, замінюючи, де це можна, прісну воду високої якості водою нижчої якості і т.д.

В О Д А - од н о і з го л а в н их б о г а т с т в л о л е ч е ч а в а н е Землі.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ:

1. Хімічна енциклопедія. Том 1. Редактор І.Л.Кнунянц. Москва, 1988 рік.

2. Енциклопедичний словник молодого хіміка. Укладачі

В.А.Кріцман, В.В.Станцо. Москва, "Педагогіка", 1982рік.

"Гідрометеоздат", 1980 рік.

4. Найнезвичайніша речовина у світі. Автор

І.В.Петрянов. Москва, "Педагогіка", 1975 рік.

П Л А Н.

I.Вступ.

Висловлювання відомих вчених про воду.

II .Основна частина.

1.Поширення води на планеті Земля, в космічному

просторі.

2.Ізотопний склад води.

3. Будова молекули води.

4.Фізичні властивості води, їхня аномальність.

а). Агрегатні стани води.

б).Щільність води в твердому та рідкому стані.

в).Теплоємність води.

г).Температури плавлення та кипіння води в порівнянні з

іншими водневими сполуками елементів

головної підгрупи YI групи таблиці Менделєєва.

5.Вплив води формування клімату планети

6. Вода як основний складовий компонент рослинних та

тваринних організмів.

7.Використання води в промисловості, виробництві

електроенергії.

8.Використання вода як зразка.

а).Для вимірювання температури.

б).Для вимірювання маси (ваги).

в).Для вимірювання кількості тепла.

г).Для вимірювання висоти місцевості.

9. Тяжка вода, її властивості.

10.Омагнічена вода, її властивості.

11. Хімічні властивості води.

а). Утворення води з кисню та водню.

б).Дісоціація води на іони.

в).Фотодисоціація води.

г). Радіоліз води.

д). Окислення води атомарним киснем.

е).Взаємодія води з неметалами, галогенами,

вуглеводнями.

ж). Взаємодія води з металами.

з). Взаємодія води з оксидами.

і). Вода як каталізатор та інгібітор хімічних

III . Висновок.

Вода як одна з головних багатств людства Землі.

ВСТУП

Вода - найпоширеніша на планеті речовина. Океани, моря і річки, льодовики та вода атмосфери - ось далеко не повний список «сховищ» води на Землі. Навіть у надрах нашої планети є вода, а що вже говорити про живі організми, що живуть на її поверхні! Не існує жодної живої клітини, до складу якої не входила вода. Організм людини, наприклад, складається з води більш ніж 70 %.

Життя на Землі є сукупністю численних складних процесів, основне місце серед яких займає кругообіг тепла, вологи та речовин. Головну роль у цьому відіграє вода - прабатьківниця життя на Землі.
Але чи випадково те, що наше життя невіддільне від води, і які є підстави для цього?

На відміну від звичайних людей, які звикли вважати воду чимось настільки обійденим і звичним, що не варто довгих роздумів, а тим більше здивування, вчені вважають цю рідину найзагадковішою та найдивовижнішою. Наприклад, багато властивостей води аномальні, тобто істотно відрізняються від відповідних властивостей сполук аналогічної будови. Як не дивно, але саме аномальні властивості води дали цій рідині можливість стати самоголовною на Землі.

ВОДА В ПРИРОДІ

У вільному стані на Землі міститься колосальна кількість води - близько півтора мільярда кубічних кілометрів. Майже стільки ж води знаходиться у фізично та хімічно зв'язаному стані у складі кристалічних та осадових порід.
Більшість природних вод є розчини, вміст розчинених речовин у яких коливається від 0,01 % (у прісних водах) до 3.5 % (у морській воді).
Перед прісної води припадає лише близько 3 % всього запасу води планети (приблизно 35 млн км3). Людина на свої потреби може безпосередньо використовувати лише 0,006% прісної води - це та її частина, яка міститься в руслах усіх річок та озерах. Решта прісних вод важкодоступна - 70% є льодовикові покриви полярних районів або гірські льодовики, 30% - підземні водоносні шари.
Без перебільшення можна сказати, що наша планета просякнута водою. Саме завдяки цьому на Землі став можливим розвиток тих форм життя, які ми бачимо навколо себе.

ВЛАСТИВОСТІ ВОДИ,

СПОСТУВАЛИ ПОЯВУ ЖИТТЯ НА ЗЕМЛІ
Порівнюючи властивості води з властивостями сполук-аналогів, приходимо до висновку, що багато характеристик води мають аномальні значення. Як буде сказано нижче, саме ця аномальність властивостей зіграє найважливішу для зародження та життя на Землі.

Температура температури кипіння

Розглянемо температури кипіння сполук ряду Н2Эл, де Ел - елемент головної підгрупи VI групи.

З'єднання H 2 0 H 2 S H 2 Se Н 2 Ті

t ° з кип. +100 -60 -41 -2

Як видно, температура кипіння води різко відрізняється від температури кипіння сполук елементів-аналогів та має аномально високе значення. Встановлено, що подібна аномалія спостерігається для всіх сполук типу Н 2 Ел, де Ел сильно електронегативний неметал (О, N і т. д.).
Якщо серед H 2 Te-H 2 Se-H 2 S температура кипіння знижується рівномірно, то від H 2 S до Н 2 0 вона стрибкоподібно зростає. Те саме спостерігається для ряду HI-HBr-HCl-HF і H3Sb-H3As-H3P-H3N. Припустили, а згодом і довели, що між молекулами Н20 існують специфічні зв'язки, на розрив яких і витрачається енергія нагрівання. Ці ж зв'язки ускладнюють відрив молекул HF і H 3 N. Такий вид зв'язку отримав назву водневого зв'язку, бачимо його механізм.

Елементи Н і Про мають велику відмінність у значеннях електронегативності (ЕО(Н) = 2,1; ЕО(О) = 3,5), тому хімічний зв'язок Н-О сильно ризований. Електронна щільність зміщується у бік кисню, в результаті чого атом водню набуває ефективний позитивний заряд, а кисню - ефективний негативний заряд. Водневий зв'язок - образ, в результаті електростатичного тяжіння між позитивно зарядженим атомом водню однієї молекули і негативно зарядженим атомом кисню іншої молекули:

Здатність води утворювати водневі зв'язки має важливе біохімічне значення.

густина
Для всіх речовин характерне збільшення густини при зниженні температури. Однак вода в цьому випадку веде себе дещо незвично.
Мінімальна температура, при якій вода може знаходитися, не замерзаючи, дорівнює 0 "С. Було б логічно припустити, що найбільша густина води також відповідає цій температурі. Однак експериментально було доведено, що густина рідкої води максимальна при 4 °С.
Цей факт має величезне значення. Уявімо, що вода підпорядковується закономірностям, характерним для всіх інших рідин. Тоді зміна її густини відбувалася б, як у інших рідин. У навколишньому світі це призвело б до катастрофи: з наближенням зими та повсюдним похолоданням верхні шари рідини у водоймах остигали б і опускалися на дно. Більш теплі шари рідини, що піднялися на їх місце, також охолоджувалися б до 0 °С і опускалися. Це тривало б доти, доки вся вода не охолоне до О °С. Далі вода, починаючи з верхніх шарів, почала б замерзати. Будучи більш щільним, лід опускався на дно, замерзання тривало до того часу, поки вся вода природних водойм не промерзла до дна. Зрозуміло, що в таких умовах флора та фауна природних водойм існувати не могла б.

Інша аномалія густини води полягає в тому, що щільність льоду нижче, ніж густина води, тобто вода при замерзанні не стискається, як всі інші рідини, а навпаки - розширюється.
З точки зору законів фізики це абсурд, адже більш упорядкований стан молекул (лід) не може займати більший обсяг, ніж менший упорядкований (рідка вода) за умови, що кількість молекул в обох станах однакова.
Як було зазначено, у рідкій воді молекули Н 2 0 пов'язані між собою водневими зв'язками. Утворення кристалів льоду супроводжується утворенням нових водневих зв'язків, у результаті молекули води утворюють шари. Зв'язок між шарами здійснюється за рахунок водневих зв'язків. Отримана структура (т. зв. структура льоду) відноситься до найменш щільних - порожнечі, що є між молекулами в кристалі льоду, перевищують за величиною молекули води. Тому густина води має більше значення, ніж густина льоду.

Поверхневий натяг

Як правило, під поверхневим натягом рідини розуміють силу, що діє на одиницю довжини контуру поверхні розділу фаз і прагне скоротити цю поверхню до мінімуму. Величина поверхневого натягу води має аномально високе значення - 7,3 .10 -2 Н/м при 20 0 З (з усіх рідин більш високе значення має лише ртуть - 51 10 -2 Н/м).

Високе значення поверхневого натягу води виявляється в тому, що вона прагне скоротити свою поверхню до мінімальної. Можна сказати, що під дією цієї сили молекули зовнішнього шару води зчіплюються, утворюючи на поверхні певну подобу плівки. Вона настільки міцна і пружна, що окремі предмети мають можливість триматися на поверхні води, не занурюючись у неї, навіть якщо їх щільність більша за щільність води.

Наявність плівки дає можливість багатьом комахам пересуватися на поверхні води і навіть сідати на неї як на тверду поверхню.
Внутрішня сторона води також активно використовується живими істотами. Багатьом з нас доводилося бачити личинок комарів, що повисали на ній, або повзаючих у пошуках видобутку маленьких равликів.
Високий поверхневий натяг обумовлює і таке надзвичайно важливе в природі явище, як капілярність (рідина піднімається дуже тонкими трубками - капілярами). Завдяки цьому здійснюється живлення рослин.
Для опису поведінки води у капілярах виведено досить складні фізичні закономірності. Шари води, які розташовані поблизу твердої поверхні, структурно впорядковані. Товщина такого шару може досягати десятків та сотень молекул. Нині вчені схиляються до того, щоб вважати структурно впорядкований стан води в капілярах окремим капілярним станом.

Капілярна вода широко поширена у природі у вигляді так званої порової води. Тонкою, але щільною плівкою вона покриває поверхні пор і тріщин порід та мінералів земної кори. Щільність цієї плівки обумовлена і тим, що її молекули води, що складають, пов'язані з частинками, що утворюють тверде тіло, міжмолекулярними силами. Структурна впорядкованість порової води є причиною того, що температура її кристалізації (замерзання) помітно нижче температури вільної води. Крім того, властивості гірських порід, з якими стикається порова вода, суттєво залежать від того, в якому агрегатному стані вона знаходиться.

Більша частина нашої планети — 79 % — займає вода, і навіть якщо заглибитися в товщу земної кори, то в тріщинах і порах можна знайти воду. Крім того, всі відомі на Землі мінерали та живі організми мають у своєму складі воду.

Велике значення води у природі. Сучасні наукові дослідження води дають можливість розглядати її як унікальну речовину. Вона бере участь у всіх фізико-географічних, біологічних, геохімічних та геофізичних процесах, що відбуваються на Землі, є рушійною силою багатьох глобальних процесів на планеті.

Вода викликала на Землі таке явище, як кругообіг водизамкнутий, безперервний процес переміщення води, що охоплює всі найважливіші оболонки Землі. Рушійною силою кругообігу води служить сонячна енергія, що викликає випаровування води (з океанів у 6,6 рази більше, ніж із суші). Вода, що поступила в атмосферу, переноситься повітряними течіями в горизонтальному напрямку, конденсується і під дією сили тяжіння падає на Землю у формі опадів. Одна частина їх через річки надходить в озера та океан, а інша йде на зволоження ґрунту та поповнення підземних вод, які беруть участь у харчуванні річок, озер та морів.

До річного кругообігу залучено 525,1 тис. км 3 води. У середньому протягом року на планеті випадає 1030 мм опадів і приблизно стільки ж випаровується (в об'ємних одиницях 525 000 км 3 ).

Рівність між кількістю води, що надходить на поверхню Землі з опадами, і кількістю води, що випаровує з поверхні Світового океану та суші, за однаковий період часу називається водним балансомнашої планети (табл. 19).

Таблиця 19. Водний баланс Землі (за М. І. Львовичем, 1986)

Для випаровування води потрібна певна кількість тепла, що звільняється при конденсації водяної пари. Отже, водний баланс тісно пов'язані з тепловим балансом, у своїй вологооборот рівномірно розподіляє тепло між його сферами, і навіть регіонами Землі, що має значення для всієї географічної оболонки.

Величезне значення води та у господарській діяльності. Неможливо перерахувати всі сфери діяльності людини, в яких використовується вода: побутове та промислове водопостачання, зрошення, отримання електроенергії та багато інших.

Найбільший біохімік та мінералог академік В. І. Вернадськийзазначав, що вода стоїть особняком історія нашої планети. Тільки вона може перебувати на Землі в трьох агрегатних станах і переходити з одного до іншого (рис. 158).

Вода, що знаходиться у всіх агрегатних станах, утворює водну оболонку нашої планети. гідросфери.

Так як вода міститься в літосфері, атмосфері та в різних живих організмах, визначити межі водної оболонки дуже складно. Крім того, існують два тлумачення поняття «гідросфера». У вузькому сенсі гідросфера — це уривчаста водна оболонка Землі, що складається зі Світового океану і внутрішньо- материкових водойм. Друге тлумачення - широке - визначає її як безперервну оболонку Землі, що складається з відкритих водойм, парів води в атмосфері та підземних вод.

Мал. 158. Агрегатні стани води

Пари води в атмосфері називаються розсіяною гідросферою, а підземні води похованою гідросферою.

Що стосується гідросфери у вузькому сенсі, то найчастіше за її верхню межу приймають поверхню земної кулі, а нижню межу проводять за рівнем підземних вод, що знаходиться в осадовій пухкій товщі земної кори.

При розгляді гідросфери в широкому значенні її верхня межа розташовується в стратосфері і дуже невизначена, тобто лежить вище за географічну оболонку, яка не виходить за межі тропосфери.

Вчені стверджують, що обсяг гідросфери становить приблизно 1,5 млрд. км 3 води. Переважна частина площі та обсягу води посідає Світовий океан. У ньому укладено 94% (за іншими даними 96%) обсягу всієї води, що міститься у гідросфері. Близько 4% становить похована гідросфера (табл. 20).

Аналізуючи об'ємний склад гідросфери, не можна обмежуватись однією кількісною стороною. При оцінці компонентних частин гідросфери слід враховувати її активність у кругообігу води. Для цього він відомий радянський гідролог, доктор географічних наук М. І. Львовичввів поняття активності водообміну, що виражається числом років, необхідні повного відновлення обсягу.

Відомо, що у всіх річках на планеті одночасний об'єм води невеликий і становить 1,2 тис. км 3 . При цьому руслові води повністю оновлюються у середньому кожні 11 днів. Майже така ж активність водообміну властива розсіяній гідросфері. А ось підземним водам, водам полярних льодовиків іокеану для повного оновлення потрібні тисячоліття. Активність водообміну всієї гідросфери становить 2800 років (табл. 21). Найнижча активність водообміну у полярних льодовиків – 8000 років. Оскільки в даному випадку уповільнений водообмін супроводжується переходом води у твердий стан, маси полярних льодів складають законсервовану гідросферу.

Таблиця 20. Розподіл водних мас у гідросфері

Частини гідросфери	Частка у світових запасах, %
Частини гідросфери	від загальних запасів води	від запасів прісних вод
Світовий океан
Підземні води
Льодовики та постійний сніговий покрив
у тому числі в Антарктиді
Підземні води у зоні багаторічномерзлих порід



у тому числі прісні озера
Вода в атмосфері
Загальні запаси прісних вод
Загальні запаси води

Таблиця 21. Активність водообміну гідросфери (але М. І. Львовичу, 1986)

* З урахуванням підземного стоку в океан, минаючи річки: 4200 ліг.

Таблиця 21. Активність водообміну гідросфери (за М. І. Львовичем, 1986)

Гідросфера пройшла довгий шлях еволюції, неодноразово змінюючись за масою, співвідношенням окремих частин, рухом воли, співвідношенням розчинених газів, суспензій та інших компонентів, зміни яких записані в геологічному літописі, далеко не повністю розшифрованому.

Коли ж на планеті з'явилася гідросфера? Виявляється, вона існувала вже на початку геологічної історії Землі.

Як ми вже знаємо, приблизно 4,65 млрд. років тому виникла Земля. Найдавніші знайдені гірські породи досягають віку 3,8 млрд. років. Вони зберегли на собі відбитки одноклітинних організмів, які мешкали у водоймах. Це дозволяє судити про те, що первинна гідросфера з'явилася не пізніше 4 млрд років тому, проте вона становила лише 5-10% її сучасного обсягу. Згідно з однією з найпоширеніших на сьогоднішній день гіпотез, вода при утворенні Землі з'явилася шляхом виплавлення і дегазації речовини мантії(від лат. запереч. частки deта франц. gaz- газ) - видалення розчинених газів з мантії. Найімовірніше, спочатку велику роль зіграла ударна (катастрофічна) дегазація речовини мантії, спричинена падінням на Землю великих метеоритних тіл.

Спочатку зростання обсягу поверхневої гідросфери протікало дуже повільно, оскільки значна частина води витрачалася інші процеси, зокрема на приєднання води до мінеральним речовин (гідратацію, від грец. hydro- Вода). Обсяг гідросфери почав інтенсивно зростати після того, як темпи виділення зв'язаних у гірських породах вод перевищили темпи їхньої акумуляції. Водночас йшло надходження до гідросфери ювенільних вод(Від лат. juvenilis- юний) - годзcмних вод, що утворилися з кисню і водню, що виділяються з магми.

Вода і зараз виділяється з магми, потрапляючи на поверхню нашої планети при виверженні вулканів, при утворенні земної кори океанічного типу в зонах розтягування літосфсрних плит, і так відбуватиметься ще багато мільйонів років. Об'єм гідросфери зараз продовжує наростати зі швидкістю близько 1 км 3 води на рік. У зв'язку з цим передбачають збільшення обсягу водної маси Світового океану протягом найближчого мільярда років на 6-7%.

Тому ще зовсім недавно люди були впевнені, що запасів води вистачить назавжди. Але насправді через стрімкі темпи споживання кількість води різко скорочується, і її якість також різко зменшилася. Тому однією з найважливіших проблем на сьогоднішній день є організація раціонального використання вод та їхня охорона.

Ніхто з нас не сумнівається, що вода – джерело життя.Звичайна вода є найдивовижнішою речовиною у природі.
Зайнята водою поверхня Землі, в 2,5 рази більша за поверхню суші. Чистої води в природі немає, вона завжди містить домішки. Склад води (за масою): 11,19% водню та 88,81% кисню.
Хімічно чиста вода є безбарвною рідиною без запаху і смаку.
Природна вода завжди є розчином різних хімічних сполук, переважно солей. У воді, крім різних солей, розчинені також гази. Сучасними методами аналізу в морській воді знайдено дві третини хімічних елементів таблиці Менделєєва і, мабуть, зі зростанням технічних можливостей решта третини буде виявлена.

Вода - єдина рідина Землі, на яку залежність питомої теплоємності від температури має мінімум. Цей мінімум реалізується при температурі +35 0 С. При цьому нормальна температура людського тіла, що складається на дві третини (а в юному віці і більше) з води, знаходиться в діапазоні температур 36-38 0 С.

Теплоємність води аномально висока. Щоб нагріти певну кількість на один градус, необхідно витратити більше енергії, ніж при нагріванні інших рідин.

Із цього випливає унікальна здатність води зберігати тепло. Переважна більшість інших речовин такою властивістю не мають. Ця виняткова особливість води сприяє тому, що у людини нормальна температура тіла підтримується на одному рівні спекотним днем і прохолодною ніччю.

Вода – найсильніший універсальний розчинник. Якщо їй дати достатньо часу, вона може розчинити будь-яку тверду речовину. Саме через унікальну розчинну здатність води нікому досі не вдалося отримати хімічно чисту воду - вона завжди містить розчинений матеріал судини.

Тільки вода - єдина речовина на планеті може перебувати в трьох станах - рідкому, твердому та газоподібному.

Джерела води та її види.

Води Землі міститься приблизно 1500 млн. км3, причому прісні води становлять близько 10% загального планетарного запасу води. Вода на земній кулі знаходиться:
- у світовому океані (солоні води),
- в атмосфері,
- підземні води,
- ґрунтові води,
- у льодовиках,
- в озерах та річках,
- у рослинах та тваринах.
Основний запас прісної води, вживаної людиною, зосереджено озерах і річках. Прісну воду з атмосфери (близько 13 тис. км3) ми отримуємо у вигляді опадів - дощу та снігу.
Світовий океан містить великі запаси води, яка може бути опріснена різними фізико-хімічними методами.
Інше джерело води – живі організми. У рослинах та тваринах, що перебувають на дві третини з води, міститься 6 тис. км3 води.

Вода та здоров'я.

Всім з дитинства відома істина, що вода – джерело життя. Однак, далеко не всі усвідомлюють та приймають той факт, що вода є запорукою здоров'я та гарного самопочуття. Усі знають про важливість води у нашому організмі. , Це не просто слова.
Присутня у всіх клітинах та тканинах, граючи головну роль у всіх біологічних процесах від травлення до кровообігу, вода виконує багато важливих функцій. Оскільки людина складається на 65% (у старості) та 75% (у дитинстві) з води, природно, вона абсолютно необхідна для всіх ключових систем життєзабезпечення людини. Вона міститься в людській крові (79%) та сприяє перенесенню по кровоносній системі в розчиненому стані тисяч необхідних для життя речовин. Вода міститься в лімфі (96%), яка розносить з кишківника поживні речовини по тканинах живого організму.
Дорослі втрачають щодня 3,5 літра води: півлітра поту, два літри сечі та літр у процесі дихання. Тому наше тіло постійно потребує поповнення запасу чистою водою.
Вода є для нас ключовим інгредієнтом для того, щоб мати здорове тіло і відмінне самопочуття. Ніщо так не впливає на наше здоров'я, як споживання води. Вода необхідна для травлення, діяльності нирок і печінки. Вона виводить щоденно вироблювані токсини.
Нестача води в організмі знижує імунітет, а отже, і стійкість організму до різних захворювань. Зневодненість організму може викликати головний біль, запор, артрит, ваша шкіра виглядатиме сухою, втратить колір та еластичність. І це ще не все. Недолік води також викликає апатію, ми стаємо вразливими до стресу.
Людина може протриматися без води трохи більше 3 діб. Без вологи швидко чахне і гине рослинний і тваринний світ.

Вода є всюди. Не важко використовувати її в будь-яких необхідних кількостях. Особливо важлива склянка води з ранку, тому що поки ми спали, наш організм був позбавлений припливу води протягом кількох годин, тому не варто починати день з міцного чаю або кави, а краще почати його зі склянки чистої води.

Скільки треба пити води в день? Давайте порахуємо... У день людина втрачає щонайменше 10 склянок рідини, при підвищеній активності витрата може збільшитися до 1 літра на годину. Виходить, що нашому організму, щоб чудово почуватися, необхідно споживати не менше 8 склянок води на день.

Щоб вода давала максимальну користь, треба пити її правильно. Причому є як варіанти для повсякденного використання, так і при хворобах. Дотримуючись нескладних правил, можна зберегти своє здоров'я і чудово виглядати у будь-якому віці.

Воду слід пити перед їжею. Оптимальний час - за 30 хвилин до їди. Це дозволить підготувати травний тракт, особливо тим, хто страждає на гастрит, дуоденіт, печію, виразку, коліт або інші розлади травлення.
Воду потрібно пити завжди, коли ви відчуваєте спрагу - навіть під час їжі.
Воду потрібно пити через 2,5 години після їжі, щоб завершити процес травлення та усунути зневоднення, спричинене розщепленням їжі.
Воду потрібно пити вранці відразу після пробудження, щоб усунути зневоднення, спричинене довгим сном.
Воду потрібно пити перед виконанням фізичних вправ, щоб створити запас вільної води виділення поту.
Воду повинні пити ті, хто піддається запорам і споживає недостатньо фруктів та овочів. Дві-три склянки води вранці відразу після пробудження діють як найефективніше проносне».

А чи знаєте ви, що за старих часів молоді дівчата підтримували тонус шкіри дуже простим і дешевим способом. У той час, коли про пластичні операції і чутно не чули, «квітучий вигляд» (кров з молоком) могли зберігати на довгі роки.
Просто вони не лінувалися, і вранці спочатку обмивали обличчя гарячою водою, і відразу відразу, крижаною з колодязя. І так кілька разів. Але потім обличчя не витирали, а давали йому висохнути природним шляхом.
Колодязна вода вважалася «живою водою» і мала унікальні властивості збереження молодості та краси.

Вода – джерело життя, джерело всього живого на планеті.