Свойства воды — химические и физические свойства воды в жидком состоянии. Пептиды

Тогда как, вполне вероятно, вы помните, что у всех остальных веществ их твёрдая фаза тяжелее жидкой фазы.

Соответственно, хорошо, что лёд легче воды — и это также основное свойство воды, благодаря которому возможна жизнь в её нынешней форме.

Ну а если бы этого свойства воды не было, пришлось бы нам развиваться на основе, например, аммиака. То ещё удовольствие 🙂

Теперь остановим своё внимание на том, что вода может испаряться при кипении. Но это не основное свойство воды — так как практически любые вещества при кипении испаряются, и в этом нет ничего зазорного. Важно то, что вода испаряется и просто в жидком состоянии, и даже с поверхности льда . Почему это свойство более важно, чем испарение при кипении? А вот почему.

То, что вода может испаряться не только при кипении — это основное свойство воды, поскольку из-за этого возможен круговорот воды в природе . Что однозначно хорошо, так как вода не накапливается в одном месте, а более менее равномерно расходится по всей планете. То есть, грубо говоря, в пустыне Сахара не так жарко и сухо, как могло бы быть, потому, что в Антарктиде вода испаряется с поверхности ледников. Ну и океаны в этом играют немаловажную роль.

Соответственно, без круговорота воды в природе жизнь бы сидела возле пары оазисов, а остальные места были бы засушливой пустыней, где нет ни капли влаги.

И поэтому свойство воды испаряться — это основное свойство воды.

Естественно, не только вода может испаряться не при кипении. Большинство ароматических соединений (спирты, эфиры, хлороформ и т.д.) испаряются не при кипении. Но у воды есть один немаловажный плюс, ещё одно основное свойство — вода не токсична для живых организмов . Тогда как спирты и эфиры токсичны. Кстати, подробнее про токсичность (и как с ней справиться) этилового спирта, то есть, водки, в статье «Положительные свойства структурированной водки «.

Конечно, в современных условиях и вода может стать токсичной. Но с этим справляются для воды, и это не настолько большая проблема, чтобы с ней нельзя было справиться.

Итак, ещё одно основное свойство воды — это то, что она не токсична.

Иначе мы бы, опять же, были иными 🙂

И, наконец, основное свойство воды, которое важно не только для жизни, но и для промышленности: вода достаточно медленно нагревается и медленно остывает (то есть, может поглотить много тепла ). Это свойство защищает людей и остальных животных, да и Землю, от перегрева. И переохлаждения. Именно поэтому живые организмы могут выживать при -50 градусах по Цельсию и при + 50 градусах. Если бы мы были устроены на основе другого вещества, такой диапазон температур нам был бы не по плечу.

Кроме того, нужно учитывать, что тёплая и холодная вода имеют разный вес — тёплая вода легче, холодная вода тяжелее. Соответственно, в океане происходит расслоение воды — как по солёности, так и по температуре. И в океане возможна именно такая жизнь, как она сейчас организована. Ну а поскольку мы все вышли из океана, то если бы не это свойство воды, то мы бы также были совершенно другими.

Ну и, наконец, свойство воды поглощать тепло и находиться на поверхности в нагретом состоянии позволяет существовать таким штукам, как тёплые течения — и в частности, Гольфстриму. Который обогревает всю Европу, и без которого на месте Европы была бы тундра с тайгой, а не виноградники.

Возможно, вы назовёте какие-то другие основные свойства воды, но перечисленные выше, на мой взгляд, по-настоящему основополагающие, так как от них зависит существование жизни на планете именно в той форме, в которой существует жизнь. Надеюсь, эта информация вам пригодится, когда нужно будет отвечать на вопросы любопытных детей 🙂

А вот и обещанная презентация на тему «Основные свойства воды » для скачивания: http://festival.1september.ru/articles/513123/

Итак, основные свойства воды — это свойства, благодаря которым мы все живы!

И имеем тот вид и форму, которые имеем 🙂

другие вещества в воде СОВЕРШЕННО не растворяютсяp

СКАЗКА-ЛОЖЬ?

Сказки о живой и мертвой воде, как это ни странно, имеют под собой реальную основу. Вода на самом деле обладает уникальными свойствами. Например, при определенных условиях она может светиться в темноте, не замерзать при отрицательных температурах или действительно лечить. В старину одним из факторов выбора места для основания нового поселения являлось наличие могучих многовековых деревьев, всем своим видом свидетельствовавших о плодородности здешних почв и живительной силе местных источников. Мертвая же вода тоже не всегда соответствует своему названию. Достаточно вспомнить Мертвое море, чья вода насыщена полезными солями и микроэлементами.

ТАКИЕ РАЗНЫЕ МИФЫ

В культуре многих народов есть мифы о высших существах, повелевающих водой. Дубердикус у лузитанов, Чалчиутлике у майя, Энки у шумеров, Водяной у славян, Арнапкапфаалук у эскимосов, Посейдон у древних греков и Нептун - у римлян... Это лишь некоторые из божеств и существ, с которыми наши предки отождествляли силу и мощь водной стихии. Гомер считал, что Океан - прародитель всех богов, от которого пошли все живые существа на земле, и, как доказала современная прикладная наука, древнегреческий поэт-сказитель был прав. Жизнь на нашей планете действительно зародилась в океане и лишь после миллиардов лет эволюции вышла на сушу.

МОРЕ ДЬЯВОЛА

Причины исчезновений кораблей и самолетов в Бермудском треугольнике до сих пор точно не установлены. Если отбросить совсем уж фантастические истории вроде козней зеленых человечков, остаются две наиболее вероятные версии: внезапный выброс огромных объемов гидрата метана и так называемые блуждающие волны. Однако это не объясняет, почему в районе, ограниченном полуостровом Флорида, Бермудскими островами и Пуэрто-Рико, пропадали самолеты. По данным наблюдений из космоса, поверхность воды в центре треугольника на 25 м ниже общего уровня Мирового океана, что может свидетельствовать о наличии гравитационного возмущения. Может быть, разгадка именно в этом?

И НЕВЕДОМА ЗВЕРУШКА

Подводная фауна - неиссякаемый источник вдохновения для фантастов. Во время погружений на океанское дно режиссер Джеймс Кэмерон многое подсмотрел для съемок "Аватара", строение головы личинки стрекозы навеяло Хансу Руди Гигеру образ Чужого, а добрая половина голливудских киномонстров напоминает зубастых глубоководных удильщиков. Даже после 10 лет исследований в рамках проекта "Перепись морской жизни", включавшего почти 550 экспедиций, биологи затрудняются сказать, сколько всего видов животных обитает в Мировом океане. По итогам работы было описано более 5000 новых видов и обнаружены реликтовые, считавшиеся вымершими миллионы лет назад рыбы.

Н2 БЕЗ О

Человечество давно научилось получать энергию из воды. В разных странах ГЭС обеспечивают от 19 до 60% потребности в энергии, но ученые не намерены останавливаться на достигнутом. Океан является безграничным источником энергии, нужно только найти дешевый и эффективный способ разделения молекулы воды на атомы водорода и кислорода. На сегодняшний день все технологии по расщеплению воды Н и О основываются на процессе электролиза, однако такой способ имеет низкий КПД. Если ученым удастся решить эту проблему, то человечество навсегда забудет о проблеме нехватки энергоресурсов.

СВЯЩЕННЫЕ ВОДЫ

Вода - один из древнейших сакральных символов многих религий. У буддистов есть священное горное озеро Манасаровар, у индуистов - священные реки Ганг, Сарасвати, Джамна, Годавари, Кавери и Нармада, у шаманистов Азии - озеро Байкал. Иисус ходил по воде и превращал ее в вино, а после того как он принял крещение в водах реки Иордан, вода в христианстве приобрела поистине сакральное значение. Обряд крещения символизирует очищение и обновление, погружение в воду в крещенскую ночь исцеляет от недугов и приносит успокоение израненным душам. Ученые-скептики, пытаясь объяснить это чудо, выдвигают множество теорий - которые, впрочем, в глазах верующих выглядят совершенно неубедительно.

ВСЕ ЧУДЕСАТЕЕ И ЧУДЕСАТЕЕ

Природа подчас создает настолько необычные водоемы, что диву даешься. На Кольском полуострове, например, есть озеро Могильное, которое похоже на слоеный пирог: вода в нем располагается слоями, имеющими разную соленость, которые, не смешиваясь между собой, стали домом для морских и пресноводных обитателей. Совсем другая картина на берегах Пустого озера в Кемеровской области. Связанное речками и протоками с другими, кишащими рыбой, водоемами края, Пустое озеро является абсолютно безжизненным. В Алжире есть озеро с чернилами, в Канаде - разноцветное пятнистое озеро Клилук, а озеро Ребта в Сенегале благодаря обитающим в нем бактериям имеет удивительную розовую окраску.

ЛЕДЯНАЯ ЗАГАДКА

Арктика, Антарктида, Гренландия и Исландия - в этих регионах в замерзшем состоянии находится 97% всех пресноводных ресурсов планеты. Ледяные шапки Земли представляют научный интерес, ведь по составу льда можно определить, какой климат был па планете 10,50 и даже 100 тысяч лет назад. Некоторые ученые придерживаются мнения, что под ледяным щитом Антарктиды, достигающим местами высоты 4 км. скрывается ответ на главный вопрос - как на Земле возникла жизнь. Там же, на глубине более 3500 м подо льдом, находится озеро Восток, чья экосистема может обладать уникальными свойствами.

ДНО ЗЕМЛИ

Марианский желоб как магнит притягивает к себе ученых. Исследователи всего мира неоднократно пытались разгадать тайны впадины, глубина которой, по разным оценкам, составляет от 10 863 до 11 033 м. но люди опустились на ее дно только один раз - в январе 1960 года. Смельчаки - лейтенант ВМС США Дон Уолш и швейцарский исследователь Жак Пикар - провели в общей сложности почти сутки в батискафе «Триест». Обнаружение ими жизни на дне впадины (до этого считалось, что ни одно существо не может жить при давлении, в 1100 раз превышающем нормальное атмосферное) положило конец трениям о возможности захоронения в Марианском желобе ядерных отходов.

Привычка пить чистую воду и проблемы лишнего веса

В нашей стране люди разучились пить чистую воду! А вода для человека является вторым после воздуха жизненно важным условием существования. Современный человек настолько глух к сигналам собственного тела, что он может обычную жажду принять за чувство голода, и вместо того, чтобы просто выпить стакан воды, он с жадностью поглощает очередную и уже лишнюю для себя порцию пищи, и таким образом, незаметно и постепенно набирает вес.

Поэтому, если вы хотите похудеть навсегда, то вам придется снова научиться пить достаточное количество чистой воды.Сколько литров воды необходимо выпивать в день?

Расчет этого количества достаточно прост на каждый килограмм нашего тела требуется 30-40 граммов воды ежедневно, таким образом, человек с массой в 70 кг должен пить от 2100 до 2800 мл воды.

Мудрость нашего тела заключается в том, что оно различными симптомами сигнализирует о своих нуждах, указывает на то, в чем мы поступаем несправедливо по отношению к самим себе.

Итак, по каким симптомам можно судить о том, что мы употребляем недостаточное количество чистой питьевой воды?

Это, прежде всего:

Сухая, шелушащаяся кожа

Частые головные боли

Сниженная работоспособность

Лишний вес

И как не парадоксально, отеки

И различные болезни обмена веществ, такие, как камни в почках, желчном пузыре и др., к сожалению, мы редко обращаем внимание на эти симптомы обезвоживания, и еще реже связываем эти проблемы с тем, что в течение дня мало пьем чистой воды.

Роль воды в организме.

Человек на 60-70 % состоит из воды. Биологи иногда шутят, что вода «изобрела» человека как средство передвижения. И это похоже на правду, ведь основным компонентом нашего организма является именно вода. В эмбрионе количество воды может доходить до 90%! А вот с возрастом мы утрачиваем эту прекрасную свою составляющую. Прекрасно выразился Дюбуа: «Живой организм – это одушевленная вода».

Что же такое вода для организма, если ее содержание в теле так велико? Вода для нас – это единственный самый мощный растворитель вредных веществ в человеческом теле и катализатор всех обменных процессов !

Когда организм получает воду в достаточном количестве, то все органы и системы функционируют и чувствуют себя нормально, т.к. вовремя выводятся все продукты метаболизма, с необходимой скоростью работают обменные процессы.

В условиях дефицита воды почки не могут работать на полную мощность , т.к. им не хватает этой жидкой составляющей, чтобы из крови переработать, растворить и с мочой вывести все вредные и лишние вещества. И тогда моча постоянно концентрируется до такой сильной степени, что со временем появляются кристаллы различного содержания, которые в дальнейшем увеличиваются и образуют камни в почках.

Если почки не работают на полную мощность, то к печени, как органу, который также отвечает за переработку вредных веществ, предъявляются повышенные требования. В результате печень уже не в полной мере перерабатывает полученный с пищей и накопленный ранее организмом жир в энергию . Возникают застойные явления, которые также способствуют образованию и отложению камней. Кроме того, т.к. печень частично выключается из жирового обмена, в организме идет процесс накопления жира, и у человека возникает проблема с лишним весом.

В условиях дефицита воды, организм включает режим водной экономии, т.к. чувствует угрозу для жизни и начинает:

с одной стороны – в кишечнике извлекать воду из уже переработанных материалов , и тогда возникают запоры, а с другой стороны всеми возможными способами наш организм стремиться накопить воду, загоняя ее в межклеточное пространство – вот вам и проблема отеков , распухшие тяжелые ноги, ступни. (я здесь, конечно не беру случаи отеков, которые связаны с патологией почек, приемом некоторых лекарств, алкоголя и т.п.). Необходимо понимать, что с приемом мочегонных средств ситуация улучшается лишь временно, т.к. в данном случае мы направляем свои действия на следствия, а не на причину, которая привела к отекам. И как это не парадоксально звучит – лучший способ избавится от отеков – начать пить в достаточном количестве чистую питьевую воду, это даст возможность организму «успокоится», перестать делать запасы в местах, которые для этого не предназначены, и отеки постепенно уйдут.

По данным Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) более 80% всех заболеваний у человека связано с недостаточным употреблением чистой питьевой воды. По мнению ряда специалистов, дефицит воды в организме – хроническое обезвоживание – является важнейшей причиной многих заболеваний: астмы, аллергии, повышенного артериального давления, избыточного веса, некоторых эмоциональных проблем, в том числе депрессии.

Недостаточное потребление воды постепенно нарушает нормальную жизнедеятельность организма. У человека все чаще и не только к концу дня появляется усталость и снижается работоспособность, нарушаются процессы пищеварения. Обезвоженный организм, как хороший эконом замедляет скорость всех биохимических реакций, увеличивается вязкость крови, что создает условия образования тромбов. Поскольку мозг на 75% состоит из воды, относительное его обезвоживание вызывает у клеток мозга сильнейший стресс, снижается внимание, ухудшается память.

Поэтому, если вы хотите быть здоровым и снизить вес, вам придется вернуть себе этот забытый вами навык и снова научиться пить чистую воду в достаточном количестве , а это примерно 2 – 2,5 литра, конечно количество воды будет большим, если – вы интенсивно занимаетесь спортом

Любите посидеть в сауне,

Если вы любитель кофе или алкоголя

Имеете лишний вес.

Точную цифру тогда вам подскажет врач.

Вода помогает организму расстаться с жировыми запасами .

Во-первых , вода поможет вам отделить чувство жажды и маскированный под нее аппетит от реального чувства голода. Голод не утешится тем, что вы медленно выпьете стакан воды, а вот если вы испытываете жажду, то после этого желание съесть лишний персик или мороженое пройдет.

Во-вторых , вода поможет вывести продукты расщепление накопленных жировых отложений, активно включаясь и нормализуя обмен, помогая вам похудеть.

В-третьих , вода необходима всем органам и тканям нашего организма

– она, как хороший косметолог и массажист помогает бороться с появляющейся обвислостью кожи, морщинами, улучшает эластичность и структуру кожи.

Она поддерживает не только эластичность кожи, но и нормализует состав мышц и хрящевой ткани, делая их прочными и упругими, а ваши суставы более выносливыми и гибкими.

В-четвертых , благодаря достаточному количеству воды, печень включается полностью в жировой обмен, тем самым процесс расщепления жиров идет быстрее, и вы худеете.

В – пятых , чистая питьевая вода, которая является естественным мочегонным, вымывает отеки из межклеточного пространства, ваши объемы и масса тела также уменьшаются.

В-шестых …. Стакан горячей воды, выпитый вечером, так же помогает расслабить нервную систему, как и горячее молоко. Ведь вода – это природный транквилизатор!

Можно перечислять еще много достоинств того, чтобы вернуть себе этот навык и пить достаточное количество воды.

Может быть, вам первое время придется трудно. Вы будете забывать покупать или наполнять бутылки водой. Вы будете придумывать себе 1000 причин для того, чтобы этого не делать. Быть может, вам не будет нравиться вкус воды, будет неудобным перед другими людьми, что вдруг вы стали «так много пить воды» по сравнению с ними и т.д.

Просто вам необходимо осознать факт, что пить воду также необходимо, как дышать воздухом.

При этом пить воду следует понемногу, по 2-3 глотка. Не пейте сразу литр воды, не впадайте в крайности. Часто первое время человек не ощущает жажды, но дело в том, что жажда у нас есть, но поскольку мы отучили организма от воды, эта потребность нами подавлена. Однако, когда мы начинаем регулярно пить воду, рефлекс восстанавливается. То есть нужно начать пить больше воды, и потом жажда будет появляться сама по себе. И нам не придется себя заставлять пить воду, и придумывать различные хитрости для того, чтобы сделать глоток, другой!

Если вы хотите быть здоровым человеком, необходимо иметь здоровые привычки! Одна из них – пить чистую воду! А решение всегда остается за вами.

Свою статью хочется закончить высказыванием Антуана де Сент-Экзюпери: «Вода, у тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха. Тебя невозможно описать, тобой наслаждаются, не ведая, что ты такое! Нельзя сказать, что ты необходима для жизни: ты – сама жизнь. Ты наполняешь нас радостью, которую не объяснишь только нашими чувствами. Ты самое большое богатство на свете».

Самое важное, уникальное по свойствам и составу вещество нашей планеты - это, конечно, вода. Ведь именно благодаря ей на Земле жизнь есть, в то время как на других известных сегодня объектах Солнечной системы ее нет. Твердая, жидкая, в виде пара - она нужна и важна любая. Вода и ее свойства составляют предмет изучения целой научной дисциплины - гидрологии.

Количество воды на планете

Если рассматривать показатель количества данного оксида во всех агрегатных состояниях, то его на планете около 75% от общей массы. При этом следует учитывать связанную воду в органических соединениях, живых существах, минералах и прочих элементах.

Если учитывать только жидкое и твердое состояние воды, показатель падет до 70,8%. Рассмотрим, как распределяются эти проценты, где содержится рассматриваемое вещество.

Соленой воды в океанах и морях, солончаковых озерах на Земле 360 млн км 2 .
Пресная вода распределена неравномерно: ее в ледниках Гренландии, Арктики, Антарктиды заковано во льды 16,3 млн км 2 .
В пресных реках, болотах и озерах сосредоточено 5,3 млн км 2 оксида водорода.
Подземные воды составляют 100 млн м 3 .

Именно поэтому космонавтам из далекого космического пространства видно Землю в форме шара голубого цвета с редкими вкраплениями суши. Вода и ее свойства, знание особенностей строения являются важными элементами науки. К тому же, в последнее время человечество начинает испытывать явную нехватку пресной воды. Может быть, такие знания помогут в решении данной проблемы.

Состав воды и строение молекулы

Если рассмотреть эти показатели, то сразу станут понятны и свойства, которые проявляет это удивительное вещество. Так, молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода, поэтому имеет эмпирическую формулу Н 2 О. Кроме того, при построении самой молекулы большую роль играют электроны обоих элементов. Посмотрим, что собой представляют структура воды и ее свойства.

Очевидно, что каждая молекула ориентирована вокруг другой, и все вместе они формируют общую кристаллическую решетку. Интересно то, что оксид построен в форме тетраэдра - атом кислорода в центре, а две пары электронов его и два атома водорода вокруг асимметрично. Если провести через центры ядер атомов линии и соединить их, то получится именно тетраэдрическая геометрическая форма.

Угол между центром атома кислорода и ядрами водородов составляет 104,5 0 С. Длина связи О-Н = 0,0957 нм. Наличие электронных пар кислорода, а также его большее в сравнении с водородами сродство к электрону обеспечивают формирование в молекуле отрицательно заряженного поля. В противовес ему ядра водородов образуют положительно заряженную часть соединения. Таким образом, выходит, что молекула воды - диполь. Это определяет то, какой может быть вода, и ее физические свойства также зависят от строения молекулы. Для живых существ эти особенности играют жизненно важную роль.

Основные физические свойства

К таковым принято относить кристаллическую решетку, температуры кипения и плавления, особенные индивидуальные характеристики. Все их и рассмотрим.

Строение кристаллической решетки оксида водорода зависит от агрегатного состояния. Оно может быть твердым - лед, жидким - основная вода при обычных условиях, газообразным - пар при повышении температуры воды свыше 100 0 С. Красивые узорные кристаллы формирует лед. Решетка в целом рыхлая, но соединение очень прочное, плотность низкая. Видеть ее можно на примере снежинок или морозных узоров на стеклах. У обычной воды решетка не имеет постоянной формы, она изменяется и переходит из одного состояния в другое.
Молекула воды в космическом пространстве имеет правильную форму шара. Однако под действием земной силы тяжести она искажается и в жидком состоянии принимает форму сосуда.
То, что по структуре оксид водорода - диполь, обуславливает следующие свойства: высокая теплопроводность и теплоемкость, которая прослеживается в быстром нагревании и долгом остывании вещества, способность ориентировать вокруг себя как ионы, так и отдельные электроны, соединения. Это делает воду универсальным растворителем (как полярным, так и нейтральным).
Состав воды и строение молекулы объясняют способность этого соединения образовывать множественные водородные связи, в том числе с другими соединениями, имеющими неподеленные электронные пары (аммиак, спирт и прочие).
Температура кипения жидкой воды - 100 0 С, кристаллизация наступает при +4 0 С. Ниже этого показателя - лед. Если же увеличивать давление, то температура кипения воды резко возрастет. Так, при высоких атмосферах в ней можно растопить свинец, но она при этом даже не закипит (свыше 300 0 С).
Свойства воды весьма значимы для живых существ. Например, одно из самых важных - поверхностное натяжение. Это формирование тончайшей защитной пленки на поверхности оксида водорода. Речь идет о воде в жидком состоянии. Эту пленку разорвать механическим воздействием очень сложно. Учеными установлено, что понадобится сила, равная весу в 100 тонн. Как ее заметить? Пленка очевидна, когда вода капает из крана медленно. Видно, что она словно в какой-то оболочке, которая растягивается до определенного предела и веса и отрывается в виде круглой капельки, слегка искаженной силой тяжести. Благодаря поверхностному натяжению многие предметы могут находиться на поверхности воды. Насекомые, имеющие особые приспособления, могут свободно передвигаться по ней.
Вода и ее свойства аномальны и уникальны. По органолептическим показателям данное соединение - бесцветная жидкость без вкуса и запаха. То, что мы называем вкусом воды, - это растворенные в ней минералы и другие компоненты.
Электропроводность оксида водорода в жидком состоянии зависит от того, сколько и каких солей в нем растворены. Дистиллированная вода, не содержащая никаких примесей, электрический ток не проводит.

Лед - это особое состояние воды. В структуре этого ее состояния молекулы связаны друг с другом водородными связями и формируют красивую кристаллическую решетку. Но она достаточно неустойчива и легко может расколоться, растаять, то есть деформироваться. Между молекулами сохраняется множество пустот, размеры которых превышают размеры самих частиц. Благодаря этому плотность льда меньше, чем жидкого оксида водорода.

Это имеет большое значение для рек, озер и прочих пресных водоемов. Ведь в зимний период вода в них не замерзает полностью, а лишь покрывается плотной коркой более легкого льда, всплывающего наверх. Если бы данное свойство не было характерно для твердого состояния оксида водорода, то водоемы промерзали бы насквозь. Жизнь под водой была бы невозможна.

Кроме того, твердое состояние воды имеет большое значение как источник огромного количества питьевых пресных запасов. Это ледники.

Особенным свойством воды можно назвать явление тройной точки. Это такое состояние, при котором лед, пар и жидкость могут существовать одновременно. Для этого требуются такие условия, как:

высокое давление - 610 Па;
температура 0,01 0 С.

Показатель прозрачности воды варьируется в зависимости от посторонних примесей. Жидкость может быть полностью прозрачной, опалесцентной, мутной. Поглощаются волны желтого и красного цветов, глубоко проникают лучи фиолетовые.

Химические свойства

Вода и ее свойства - важный инструмент в понимании многих процессов жизнедеятельности. Поэтому они изучены очень хорошо. Так, гидрохимию интересуют вода и ее химические свойства. Среди них можно назвать следующие:

Жесткость. Это такое свойство, которое объясняется наличием солей кальция и магния, их ионов в растворе. Подразделяется на постоянную (соли названных металлов: хлоридов, сульфатов, сульфитов, нитратов), временную (гидрокарбонаты), которая устраняется кипячением. В России воду перед использованием смягчают химическим путем для лучшего качества.
Минерализация. Свойство, основанное на дипольном моменте оксида водорода. Благодаря его наличию молекулы способны присоединять к себе множество других веществ, ионов и удерживать их. Так формируются ассоциаты, клатраты и прочие объединения.
Окислительно-восстановительные свойства. Как универсальный растворитель, катализатор, ассоциат, вода способна взаимодействовать с множеством простых и сложных соединений. С одними она выступает в роли окислителя, с другими - наоборот. Как восстановитель реагирует с галогенами, солями, некоторыми менее активными металлами, с многими органическими веществами. Последние превращения изучает органическая химия. Вода и ее свойства, в частности, химические, показывают, насколько она универсальна и уникальна. Как окислитель она вступает в реакции с активными металлами, некоторыми бинарными солями, многими органическими соединениями, углеродом, метаном. Вообще химические реакции с участием данного вещества нуждаются в подборе определенных условий. Именно от них и будет зависеть исход реакции.
Биохимические свойства. Вода является неотъемлемой частью всех биохимических процессов организма, являясь растворителем, катализатором и средой.
Взаимодействие с газами с образованием клатратов. Обычная жидкая вода может поглощать даже неактивные химически газы и располагать их внутри полостей между молекулами внутренней структуры. Такие соединения принято называть клатратами.
Со многими металлами оксид водорода формирует кристаллогидраты, в которые он включен в неизменном виде. Например, медный купорос (CuSO 4 *5H 2 O), а также обычные гидраты (NaOH*H 2 O и другие).
Для воды характерны реакции соединения, при которых происходит образование новых классов веществ (кислот, щелочей, оснований). Они не являются окислительно-восстановительными.
Электролиз. Под действием электрического тока молекула разлагается на составные газы - водород и кислород. Один из способов получения их в лаборатории и промышленности.

С точки зрения теории Льюиса вода - это слабая кислота и слабое основание одновременно (амфолит). То есть можно сказать о некоей амфотерности в химических свойствах.

Вода и ее полезные свойства для живых существ

Сложно переоценить то значение, которое имеет оксид водорода для всего живого. Ведь вода и есть сам источник жизни. Известно, что без нее человек не смог бы прожить и недели. Вода, ее свойства и значение просто колоссальны.

Это универсальный, то есть способный растворять и органические, и неорганические соединения, растворитель, действующий в живых системах. Именно поэтому вода - источник и среда для протекания всех каталитических биохимических преобразований, с формированием сложных жизненно важных комплексных соединений.
Способность образовывать водородные связи делает данное вещество универсальным в выдерживании температур без изменения агрегатного состояния. Если бы это было не так, то при малейшем снижении градусов она превращалась бы в лед внутри живых существ, вызывая гибель клеток.
Для человека вода - источник всех основных бытовых благ и нужд: приготовление пищи, стирка, уборка, принятие ванны, купание и плавание и прочее.
Промышленные заводы (химические, текстильные, машиностроительные, пищевые, нефтеперерабатывающие и другие) не сумели бы осуществлять свою работу без участия оксида водорода.
Издревле считалось, что вода - это источник здоровья. Она применялась и применяется сегодня как лечебное вещество.
Растения используют ее как основной источник питания, за счет чего они продуцируют кислород - газ, благодаря которому существует жизнь на нашей планете.

Можно назвать еще десятки причин того, почему вода - это самое широко распространенное, важное и необходимое вещество для всех живых и искусственно созданных человеком объектов. Мы привели только самые очевидные, главные.

Гидрологический цикл воды

Иными словами, это ее круговорот в природе. Очень важный процесс, позволяющий постоянно пополнять исчезающие запасы воды. Как он происходит?

Основных участников трое: подземные (или грунтовые) воды, поверхностные воды и Мировой океан. Важна также и атмосфера, конденсирующая и выдающая осадки. Также активными участниками процесса являются растения (в основном деревья), способные поглощать огромное количество воды в сутки.

Итак, процесс происходит следующим образом. Грунтовые воды заполняют подземные капилляры и стекаются к поверхности и Мировому океану. Затем поверхностные воды поглощаются растениями и транспирируются в окружающую среду. Также происходит испарение с огромных площадей океанов, морей, рек, озер и прочих водоемов. Попав в атмосферу, вода что делает? Конденсируется и проливается обратно в виде осадков (дождь, снег, град).

Если бы не происходили эти процессы, то запасы воды, особенно пресной, давно бы уже закончились. Именно поэтому охране и нормальному гидрологическому циклу уделяется людьми большое внимание.

Понятие о тяжелой воде

В природе оксид водорода существует в виде смеси изотопологов. Это связано с тем, что водород формирует три вида изотопа: протий 1 Н, дейтерий 2 Н, тритий 3 Н. Кислород, в свою очередь, также не отстает и образует три устойчивые формы: 16 О, 17 О, 18 О. Именно благодаря этому существует не просто обычная протиевая вода состава Н 2 О (1 Н и 16 О), но еще и дейтериевая, и тритиевая.

При этом устойчива по структуре и форме именно дейтериевая (2 Н), которая включается в состав практически всех природных вод, но в малом количестве. Именно ее называют тяжелой. Она несколько отличается от обычной или легкой по всем показателям.

Тяжелая вода и ее свойства характеризуются несколькими пунктами.

Кристаллизуется при температуре 3,82 0 С.
Кипение наблюдается при 101,42 0 С.
Плотность составляет 1,1059 г/см 3 .
Как растворитель в несколько раз хуже легкой воды.
Имеет химическую формулу D 2 O.

При проведении опытов, показывающих влияние подобной воды на живые системы, было установлено, что жить в ней способны лишь некоторые виды бактерий. Для приспособления и акклиматизации колониям потребовалось время. Но, приспособившись, они полностью восстановили все жизненно важные функции (размножение, питание). Кроме того, стали очень устойчивы к воздействию радиоактивного излучения. Опыты на лягушках и рыбах положительного результата не дали.

Современные области применения дейтерия и образованной им тяжелой воды - атомная и ядерная энергетика. Получить в лабораторных условиях такую воду можно при помощи электролиза обычной - она образуется как побочный продукт. Сам дейтерий формируется при многократных перегонках водорода в специальных устройствах. Применение его основано на способности замедлять нейтронные синтезы и протонные реакции. Именно тяжелая вода и изотопы водорода - основа для создания ядерной и водородной бомбы.

Опыты на применении дейтериевой воды людьми в небольших количествах показали, что задерживается она недолго - полный вывод наблюдается через две недели. Употреблять ее в качестве источника влаги для жизни нельзя, однако техническое значение просто огромно.

Талая вода и ее применение

Свойства такой воды издревле были определены людьми как целебные. Давно было замечено, что при таянии снега животные стараются напиться водой из образовавшихся лужиц. Позже были тщательно исследованы ее структура и биологическое воздействие на организм человека.

Талая вода, ее признаки и свойства находятся посередине между обычной легкой и льдом. Изнутри она образована не просто молекулами, а набором кластеров, сформированных кристаллами и газом. То есть внутри пустот между структурными частями кристалла находятся водород и кислород. По общему виду строение талой воды сходно со строением льда - сохраняется структурность. Физические свойства такого оксида водорода незначительно меняются в сравнении с обычным. Однако биологическое воздействие на организм отличное.

При замораживании воды первой фракцией превращается в лед более тяжелая часть - это дейтериевые изотопы, соли и примеси. Поэтому эту сердцевину следует удалять. А вот остальная часть - чистая, структурированная и полезная вода. Каково воздействие на организм? Учеными Донецкого НИИ были названы следующие виды улучшений:

Ускорение восстановительных процессов.
Укрепление иммунитета.
У детей после ингаляций такой водой происходит восстановление и излечение простудных заболеваний, проходит кашель, насморк и прочее.
Улучшается дыхание, состояние гортани и слизистых оболочек.
Общее самочувствие человека, активность повышаются.

Сегодня существует ряд сторонников лечения именно талой водой, которые пишут свои положительные отзывы. Однако есть ученые, в том числе медики, которые эти взгляды не поддерживают. Они считают, что вреда от такой воды не будет, но и пользы мало.

Энергетика

Почему свойства воды могут изменяться и восстанавливаться при переходе в разные агрегатные состояния? Ответ на этот вопрос следующий: у данного соединения существует своя информационная память, которая записывает все изменения и приводит к восстановлению структуры и свойств в нужное время. Биоэнергетическое поле, через которое проходит часть воды (та, что поступает из космоса), несет в себе мощный заряд энергии. Эту закономерность часто используют при лечении. Однако с медицинской точки зрения не каждая вода способна оказать благоприятный эффект, в том числе и информационный.

Структурированная вода - что это?

Это такая вода, которая имеет несколько иное строение молекул, расположение кристаллических решеток (такое, которое наблюдается у льда), но это все же жидкость (талая также относится к этому типу). В этом случае состав воды и ее свойства с научной точки зрения не отличаются от тех, что характерны для обычного оксида водорода. Поэтому структурированная вода не может иметь такого широкого лечебного эффекта, который ей приписывают эзотерики и сторонники нетрадиционной медицины.

И др.), присутствует в почве, является обязат. компонентом всех живых .

Изотопный состав. Существует 9 устойчивых изотопных разновидностей воды. Содержание их в пресной воде в среднем следующее (мол. %): 1 Н 2 16 О - 99,13; 1 Н 2 18 О - 0,2; 1 Н 2 17 0-0,04; 1 Н 2 О 16 О-0,03; остальные пять изотопных разновидностей присутствуют в воде в ничтожных кол-вах. Кроме стабильных изотопных разновидностей, в воде содержится небольшое кол-во радиоактивного 3 Н 2 (или Т 2 О). Изотопный состав природной воды разного происхождения неск. варьирует. Особенно непостоянно отношение 1 Н/ 2 Н: в пресных водах - в среднем 6900, в морской воде -5500, во - 5500-9000. По физ. свойствам D 2 O заметно отличается от обычной воде (см. ). Вода, содержащая 18 О, по св-вам ближе к воде с 16 О.

Физ. свойства воды аномальны. при атм. сопровождается уменьшением объема на 9%. Температурный коэф. объемного расширения и жидкой воды отрицателен при т-pax соотв. ниже -210°С и 3,98 °С. С° при возрастает почти вдвое и в интервале 0-100°С почти не зависит от т-ры (имеется минимум при 35 °С). Минимум изо-термич. (44,9*10 -11 Па -1), наблюдаемый при 46°С, выражен довольно четко. При низких и т-рах до 30 °С воды с ростом падает. Высокие диэлектрич. проницаемость и диполъный момент воды определяют ее хорошую растворяющую способность по отношению к полярным и ионогенным в-вам. Благодаря высоким значениям С°, и вода-важный регулятор климатич. условий на земле, стабилизирующий т-ру на ее пов-сти. Кроме того, близость угла Н-О-Н к тетраэдрическому (109° 28") обусловливает рыхлость структур и жидкой воды и, как следствие, аномальную зависимость плотности от т-ры. Поэтому не промерзают до дна крупные водоемы, что делает возможным существование в них жизни.

Табл. 1 - СВОЙСТВА ВОДЫ И ВОДЯНОГО , НАХОДЯЩИХСЯ В

Но плотность модификаций II-VI значительно ниже той, к-рой мог бы обладать лёд при . Только в модификациях VII и VIII достигается достаточно высокая плотность упаковки: в их структуре две правильные сетки, построенные из тетраэдров (аналогичные существующим в кубич. низкотемпературном Iс, изоструктурном ), вставлены одна в другую; при этом сохраняется система прямолинейных , а координац. число по удваивается и достигает 8. Расположение во VII и VIII подобно расположению в и многих др. . В обычном (Ih) и кубическом (Iс) , а также во HI, V-VII ориентация не определена: оба ближайших к О образуют с ним , к-рые м. б. направлены к любым двум из четырех соседних в вершинах тетраэдра. Диэлектрич. проницаемость этих модификаций высока (выше, чем у жидкой воды). Модификации II, VIII и IX ориентационно упорядочены; их диэлектрич. проницаемость низка (ок. 3). VIII представляет собой упорядоченный по размещению вариант VII, а IX - III. Плотности ориентационно упорядоченных модификаций (VIII, IX) близки к плотностям соответствующих неупорядоченных (VII, III).

Вода как . Вода хорошо растворяет мн. полярные и диссоциирующие на в-ва. Обычно р-римость возрастает с увеличением т-ры, но иногда температурная зависимость имеет более сложный характер. Так, р-римость мн. , и при повышении т-ры уменьшается или сначала повышается, а затем проходит через максимум. Р-римость малополярных в-в (в т. ч. , входящих в ) в воде низкая и при повышении т-ры обычно сначала снижается, а затем проходит через минимум. С ростом р-римость возрастает, проходя при высоких через максимум. Многие в-ва, растворяясь в воде, реагируют с ней. Напр., в р-рах NH 3 могут присутствовать NH 4 (см. также ). Между растворенными в воде ,

(ст. усл.)

0,01012 см²/с
(при 20 °C) Термические свойства Температура плавления 0 °C Температура кипения 99,974 °C Тройная точка 0,01 °C, 611,73 Па Критическая точка 374 °C, 22,064 MПа Молярная теплоёмкость (ст. усл.) 75,37 Дж/(моль·К) Теплопроводность (ст. усл.) 0,56 Вт/(м·K)

71 % поверхности - вода

Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов , в формировании климата и погоды .

Физические и химические свойства

Физические свойства

Вода обладает рядом необычных особенностей:

Все эти особенности связаны с наличием водородных связей . Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По причине этого, а так же того, что ион водорода не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, он может проникать в электронную оболочку отрицательно поляризованного атома соседней молекулы. Благодаря этому, каждый атом кислорода притягивается к атомам водорода других молекул и наоборот. Каждая молекула воды может участвовать максимум в четырёх водородных связях: 2 атома водорода - каждый в одной, а атом кислорода - в двух; в таком состоянии молекулы находятся в кристалле льда. При таянии льда часть связей рвётся, что позволяет уложить молекулы воды плотнее; при нагревании воды связи продолжают рваться, и плотность её растёт, но при температуре выше 4 °С этот эффект становится слабее, чем тепловое расширение . При испарении рвутся все оставшиеся связи. Разрыв связей требует много энергии, отсюда высокая температура и удельная теплота плавления и кипения и высокая теплоёмкость. Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

Капля, ударяющаяся о поверхность воды

По сходным причинам вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные - атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.

Это свойство воды используется живыми существами. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде. Вода необходима для жизни всех без исключения одноклеточных и многоклеточных живых существ на Земле.

Чистая (не содержащая примесей) вода - хороший изолятор . При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионов гидроксония 3 +) и гидроксильных ионов - составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода - хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.

Агрегатные состояния

Химические свойства

Вода является наиболее распространённым растворителем на Земле, во многом определяющим характер земной химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ. Её иногда рассматривают, как амфолит - и кислоту и основание одновременно (катион H+ анион OH-). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода (или ионов гидроксония), pK a ≈ ок. 16.

Сама по себе вода относительно инертна в обычных условиях, но её сильно полярные молекулы сольватируют ионы и молекулы, образуют гидраты и кристаллогидраты . Сольволиз, и в частности гидролиз , происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности .

Вода в природе

Исследования воды

Гидрология

Гидрология подразделяется на океанологию , гидрологию суши и гидрогеологию .

Океанология подразделяется на биологию океана , химию океана , геологию океана , физическую океанологию , и взаимодействие океана и атмосферы.

Гидрология суши подразделяется на гидрологию рек (речную гидрологию, потамологию ), озероведение (лимнологию) , болотоведение , гляциологию .

Биологическая роль

Вода играет уникальную роль, как вещество , определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле . Она выполняет роль универсального растворителя , в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов . Уникальность воды состоит в том, что она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время - достаточную сложность образующихся комплексных соединений. Благодаря