Ammoniakvatten -. Vattens egenskaper - kemiska och fysikaliska egenskaper hos flytande vatten Strukturerat vatten - vad är det

Lämna en kommentar 6,950

Vatten, enligt dess formel - H2O, bör endast bestå av en blandning av två gaser - väte och syre Detta är dock inget annat än en laboratoriestandard. I själva verket är det en blandning av en mängd olika ämnen i en mängd olika fysiska och kemiska tillstånd. Den kemiska sammansättningen av naturligt vatten är väldigt, väldigt varierande.

Faktorer som påverkar bildandet av kemisk sammansättning

En kemisk analys av vatten utförd i laboratoriet gör att vi kan bestämma sammansättningen av alla föroreningar av organiskt och mineraliskt ursprung som finns i vätskan i form av molekyler, joner, suspensioner, kolloider och emulsioner. Den kemiska sammansättningen av både yt- och grundvatten påverkas väsentligt av det geografiska läget, geologiska strukturen och klimatförhållandena i det område där de är belägna.

💦 Låt oss kort överväga den kemiska sammansättningen av naturligt vatten, som är ett ganska komplext dispersionssystem, där vatten är ett dispergerat medium och organiska mineralämnen, gaser och levande mikroorganismer är den dispergerade fasen.

Cirka 90 till 95 procent av komponenterna som finns lösta i vatten är salter, som finns där i form av joner. Naturligt vatten innehåller alltid en "uppsättning" av tre anjoner och fyra katjoner (HCO3-, SO42-, Cl-, Ca2+, Mg2+, Na+, K+), som brukar kallas huvudjoner.

Vissa av dem är smaklösa medan andra ger vätskan en bitter och salt smak. De kommer in i vatten huvudsakligen från jord, stenar och mineraler. Vissa av dessa joner kommer från mänsklig produktion. Dessa makrokomponenter finns i vatten i en mängd olika koncentrationer.

Naturligt vatten innehåller, förutom huvudjonerna, även olika gaser, naturligtvis, i löst form. En av de viktigaste är syre som ger vätskan en fräsch smak. Det kan finnas olika mängder av denna gas i vatten, allt beror på naturliga förhållanden. Vatten innehåller förutom syre gaser som kväve och metan, som varken har smak eller lukt, samt giftigt svavelväte som ger vätskan en extremt obehaglig lukt. Koncentrationen av dessa gaser i vatten bestäms huvudsakligen av dess temperatur.

Dessutom innehåller vatten näringsämnen som utgör majoriteten av alla existerande levande organismer. Dessa inkluderar främst föreningar av fosfor och kväve. När det gäller kväve kan det finnas i naturligt vatten både i organisk och oorganisk form. Koncentrationen av näringsämnen i en sådan vätska kan ligga inom väldigt olika gränser - från bara spår till 10 milligram per liter. De huvudsakliga källorna till dessa ämnen är atmosfärisk nederbörd, ytavrinning samt avloppsvatten från jordbruk, industri och hushåll.

Integralkomponenter av vatten är mikroelement, som finns i vätskan mindre än ett milligram per liter. Dessa inkluderar praktiskt taget alla kända metaller, med undantag av järn och större joner och vissa icke-metaller. Mycket viktiga av dem är fluor och jod, som säkerställer normal funktion av människokroppen.

Vatten innehåller bland annat även lösta organiska ämnen. Dessa är i huvudsak organiska former av de näringsämnen som nämns ovan. Dessa inkluderar: kolhydrater, organiska syror, fenoler, aldehyder, alkoholer, aromatiska föreningar, estrar och så vidare.

Den kemiska sammansättningen av vatten, utöver de listade, inkluderar även giftiga föreningar och ämnen - petroleumprodukter, tungmetaller, ytaktiva ämnen, organiska klorbekämpningsmedel, fenoler och så vidare.

Naturligt vatten, på grund av närvaron av ett stort antal gasbubblor och olika suspenderade partiklar i det, anses vara ett inhomogent medium.

Av väteoxiderna är den vanligaste på jorden vatten. Empirisk formel – H2O. Molekylvikt - 18. Strukturen av en vattenmolekyl(strukturformel):

Vattenmolekyler har en triangulär formel: väteatomer bildar en vinkel på 104,3 % med en syreatom. Nära syreatomen bildas ett negativt laddat fält, eftersom den högsta elektrondensiteten är koncentrerad till syreatomen, och nära väteatomerna bildas ett positivt laddat fält - en vattenmolekyl - en dipol. På grund av polaritet associerar vattenmolekyler genom att bilda vätebindningar. De senare bestämmer vattnets alla fysiska egenskaper.

Fysiska egenskaper: vatten är en färglös vätska, smaklös och luktfri, densitet – 1 g/cm3; frystemperatur – 0 °C (is), kokpunkt – 100 °C (ånga). Vid 100 °C och normalt tryck bryts vätebindningar och vatten förvandlas till ett gasformigt tillstånd - ånga. Vatten har dålig termisk och elektrisk ledningsförmåga, men god löslighet.

Kemiska egenskaper: vatten dissocierar något:

I närvaro av vatten sker hydrolys av salter - deras nedbrytning av vatten med bildandet av en svag elektrolyt:

Interagerar med många grundläggande oxider och metaller:

Med sura oxider:

Mottagande: vatten bildas vid förbränning av väte i syre: 2H2 + O2 = 2H2O

Denna reaktion sker omedelbart vid 700 °C. En blandning av två volymer väte och en volym syre kallas explosiv blandning. Rent vatten erhålls genom destillation - destillerat vatten.

Att hitta i naturen: vatten utgör 2/3 av jordens yta. Naturligt vatten är aldrig rent, eftersom en enorm mängd salter är lösta i det. Vatten är en del av många kristallina hydrater: Na2СО3 ? 10H2O; CuSO4? 5H2O; MgSO4? 7H2O. Tungt vatten D2O skiljer sig från den vanliga som bildas av väte - protium - genom närvaron i den av en andra isotop av väte - D(deuterium), varav Ar är 2, därför är molekylvikten för tungt vatten 20. Densitet D2O = 1,1050 g/cm3; kokpunkt – 101,4 °C, fryspunkt – 3,8 °C. Kemiskt mindre aktiv. Används som neutronmoderator i kärnreaktorer. Det är olämpligt för livsprocesser eftersom det ändrar hastigheten för biokemiska reaktioner. Vanligt vatten innehåller en del tungt vatten.

Vatten är ett av de vanligaste ämnena i naturen (hydrosfären upptar 71 % av jordens yta). Vatten spelar en viktig roll i geologin och planetens historia. Utan vatten kan inte levande organismer existera. Faktum är att människokroppen är nästan 63% - 68% vatten. Nästan alla biokemiska reaktioner i varje levande cell är reaktioner i vattenlösningar... De flesta tekniska processer vid kemiska industriföretag, vid produktion av läkemedel och livsmedelsprodukter sker i lösningar (mest vattenhaltiga). Och inom metallurgi är vatten oerhört viktigt, och inte bara för kylning. Det är ingen slump att hydrometallurgi - utvinning av metaller från malmer och koncentrat med lösningar av olika reagens - har blivit en viktig industri.

Vatten, du har ingen färg, ingen smak, ingen lukt,
du kan inte beskrivas, du njuts,
att inte veta vad du är. Det är omöjligt att säga
vad som är nödvändigt för livet: du är livet självt.
Du uppfyller oss med glädje,
som inte kan förklaras av våra känslor.
Med dig kommer vår styrka tillbaka,
som vi redan har sagt adjö till.
Genom din nåd börjar de om i oss
de torra källorna i våra hjärtan bubblar.
(A. de Saint-Exupéry. Planet of People)

Jag skrev en uppsats om ämnet "Vatten är det mest fantastiska ämnet i världen." Jag valde detta ämne eftersom det är det mest relevanta ämnet, eftersom vatten är det viktigaste ämnet på jorden utan vilken ingen levande organism kan existera och inga biologiska, kemiska reaktioner eller tekniska processer kan inträffa.

Vatten är det mest fantastiska ämnet på jorden

Vatten är ett bekant och ovanligt ämne. Den berömda sovjetiska vetenskapsmannen I.V. Petryanov kallade sin populärvetenskapliga bok om vatten "det mest extraordinära ämnet i världen." Och "Entertaining Physiology", skriven av Doctor of Biological Sciences B.F. Sergeev, börjar med ett kapitel om vatten - "Ämnet som skapade vår planet."
Forskarna har helt rätt: det finns inget ämne på jorden som är viktigare för oss än vanligt vatten, och samtidigt finns det inget annat ämne vars egenskaper skulle ha lika många motsägelser och anomalier som dess egenskaper.

Nästan 3/4 av vår planets yta är ockuperad av hav och hav. Hårt vatten - snö och is - täcker 20% av landet. Klimatet på planeten beror på vatten. Geofysiker hävdar att jorden skulle ha svalnat för länge sedan och förvandlats till en livlös stenbit om det inte vore för vatten. Den har en mycket hög värmekapacitet. När den värms upp absorberar den värme; kyler ner, han ger bort det. Jordens vatten både absorberar och returnerar mycket värme och ”jämnar ut” klimatet. Och det som skyddar jorden från den kosmiska kylan är de där vattenmolekylerna som är utspridda i atmosfären - i moln och i form av ånga... Man klarar sig inte utan vatten - detta är det viktigaste ämnet på jorden.
Strukturen av en vattenmolekyl

Vattens beteende är "ologiskt". Det visar sig att övergången av vatten från fast till flytande och gas sker vid mycket högre temperaturer än den borde vara. En förklaring har hittats till dessa anomalier. Vattenmolekylen H 2 O är byggd i form av en triangel: vinkeln mellan de två syre-vätebindningarna är 104 grader. Men eftersom båda väteatomerna är belägna på samma sida av syret, sprids de elektriska laddningarna i det. Vattenmolekylen är polär, vilket är anledningen till den speciella interaktionen mellan dess olika molekyler. Väteatomerna i H 2 O-molekylen, som har en partiell positiv laddning, interagerar med elektronerna i syreatomerna i angränsande molekyler. Denna kemiska bindning kallas en vätebindning. Den kombinerar H 2 O-molekyler till unika polymerer med en rumslig struktur; planet i vilket vätebindningarna är belägna är vinkelrät mot planet för atomerna i samma H 2 O-molekyl. Ytterligare energi måste tillföras för att lossa och sedan förstöra vätebindningar. Och denna energi är mycket betydelsefull. Det är därför förresten vattnets värmekapacitet är så hög.

Vilka bindningar har H 2 O?

En vattenmolekyl innehåller två polära kovalenta bindningar H-O.

De bildas på grund av överlappningen av två en-elektron p-moln av syreatomen och en-elektron S-moln av två väteatomer.

I en vattenmolekyl har syreatomen fyra elektronpar. Två av dem är involverade i bildandet av kovalenta bindningar, d.v.s. är bindande. De andra två elektronparen är icke-bindande.

Det finns fyra polladdningar i en molekyl: två är positiva och två är negativa. Positiva laddningar är koncentrerade på väteatomer, eftersom syre är mer elektronegativt än väte. De två negativa polerna kommer från två icke-bindande elektronpar av syre.

En sådan förståelse av molekylens struktur gör det möjligt att förklara många egenskaper hos vatten, i synnerhet isens struktur. I iskristallgittret är varje molekyl omgiven av fyra andra. I en plan bild kan detta representeras enligt följande:

Diagrammet visar att kopplingen mellan molekyler utförs genom en väteatom:
Den positivt laddade väteatomen i en vattenmolekyl attraheras till den negativt laddade syreatomen i en annan vattenmolekyl. Denna bindning kallas en vätebindning (den betecknas med punkter). Styrkan hos en vätebindning är ungefär 15-20 gånger svagare än en kovalent bindning. Därför bryts vätebindningen lätt, vilket observeras till exempel under avdunstning av vatten.

Strukturen hos flytande vatten liknar den hos is. I flytande vatten är molekyler också anslutna till varandra genom vätebindningar, men vattnets struktur är mindre "styv" än isens. På grund av den termiska rörelsen av molekyler i vatten bryts vissa vätebindningar och andra bildas.

Fysikaliska egenskaper hos H 2 O

Vatten, H 2 O, luktfri, smaklös, färglös vätska (blåaktig i tjocka lager); densitet 1 g/cm 3 (vid 3,98 grader), t pl = 0 grader, t koka = 100 grader.
Det finns olika typer av vatten: flytande, fast och gasformig.
Vatten är det enda ämne i naturen som, under terrestra förhållanden, finns i alla tre aggregationstillstånd:

vätska - vatten
hård - is
gasformig - ånga

Den sovjetiska vetenskapsmannen V.I. Vernadsky skrev: "Vatten skiljer sig i vår planets historia som kan jämföras med dess inflytande på de viktigaste, mest ambitiösa geologiska processerna. Det finns ingen jordisk substans mineral, en levande kropp, som inte skulle innehålla den. All jordisk materia genomsyras och omfattas av den.

Kemiska egenskaper hos H 2 O

Bland vattnets kemiska egenskaper är dess molekylers förmåga att dissociera (sönderfalla) till joner och vattens förmåga att lösa upp ämnen av olika kemisk natur särskilt viktiga. Vattnets roll som det huvudsakliga och universella lösningsmedlet bestäms främst av polariteten hos dess molekyler (förskjutning av centra för positiva och negativa laddningar) och, som en konsekvens, dess extremt höga dielektriska konstant. Motsatta elektriska laddningar, och i synnerhet joner, attraheras till varandra i vatten 80 gånger svagare än de skulle attraheras i luft. Krafterna för ömsesidig attraktion mellan molekyler eller atomer i en kropp nedsänkt i vatten är också svagare än i luft. I det här fallet är det lättare för termisk rörelse att separera molekylerna. Det är därför upplösning sker, inklusive många svårlösliga ämnen: en droppe sliter bort en sten...

Dissociation (sönderfall) av vattenmolekyler till joner:
H2O → H + +OH, eller 2H2O → H3O (hydroxijon) +OH
under normala förhållanden är det ytterst obetydligt; I genomsnitt dissocierar en molekyl av 500 000 000. Man måste komma ihåg att den första av de givna ekvationerna är rent villkorad: en proton H som är berövad ett elektronskal kan inte existera i en vattenhaltig miljö. bildar hydroxijonen H 3 O. Det anses till och med att vattenmolekylernas associationer faktiskt sönderfaller till mycket tyngre joner, som t.ex.
8H 2 O → HgO 4 + H 7 O 4, och reaktionen H 2 O → H + + OH - är bara ett mycket förenklat diagram över den verkliga processen.

Vattnets reaktivitet är relativt låg. Det är sant att vissa aktiva metaller kan ersätta väte från det:
2Na+2H2O → 2NaOH+H2,

och i en atmosfär av fritt fluor kan vatten brinna:
2F2 +2H2O → 4HF+O2.

Vanliga iskristaller består också av liknande molekylära föreningar av molekylära föreningar. "packningen" av atomer i en sådan kristall är inte jonisk, och is leder inte värme bra. Densiteten för flytande vatten vid temperaturer nära noll är större än för is. Vid 0°C upptar 1 g is en volym av 1,0905 cm 3 och 1 g flytande vatten upptar en volym av 1,0001 cm 3. Och is flyter, varför vattenkroppar inte fryser igenom utan bara är täckta med is. Detta avslöjar en annan anomali av vatten: efter smältning drar det ihop sig först, och först då, vid 4 graders svängning, börjar det expandera under den fortsatta processen. Vid höga tryck kan vanlig is förvandlas till den så kallade isen - 1, is - 2, is - 3, etc. - tyngre och tätare kristallina former av detta ämne. Den hårdaste, tätaste och mest eldfasta isen hittills är 7, erhållen vid ett tryck på 3 kiloPa. Det smälter vid 190 grader.

Vattnets kretslopp i naturen

Människokroppen penetreras av miljontals blodkärl. Stora artärer och vener förbinder kroppens huvudorgan med varandra, mindre flätar ihop dem på alla sidor, och de finaste kapillärerna når nästan varje enskild cell. Oavsett om du gräver ett hål, sitter i klassen eller sover lyckligt, flödar blod kontinuerligt genom dem och förbinder hjärna och mage, njurar och lever, ögon och muskler till ett enda system i människokroppen. Vad behövs blod till?

Blod transporterar syre från dina lungor och näringsämnen från magen till varje cell i kroppen. Blod samlar upp avfallsprodukter från alla, även de mest avskilda hörnen av kroppen, och befriar det från koldioxid och andra onödiga, inklusive farliga, ämnen. Blod bär speciella ämnen i hela kroppen - hormoner, som reglerar och samordnar olika organs arbete. Med andra ord, blod förbinder olika delar av kroppen till ett enda system, till en sammanhängande och effektiv organism.

Vår planet har också ett cirkulationssystem. Jordens blod är vatten, och blodkärlen är floder, bäckar, bäckar och sjöar. Och detta är inte bara en jämförelse, en konstnärlig metafor. Vatten på jorden spelar samma roll som blod i människokroppen, och som forskare nyligen noterade är strukturen i flodnätverket mycket lik strukturen i det mänskliga cirkulationssystemet. "Naturens vagn" - detta är vad den store Leonardo da Vinci kallade vatten, det är hon som passerar från jord till växter, från växter till atmosfären, rinner nedför floder från kontinenter till haven och återvänder tillbaka med luftströmmar, förbinder olika beståndsdelar av naturen med varandra, förvandlar dem till ett enda geografiskt system. Vatten passerar inte bara från en naturlig komponent till en annan. Liksom blod bär det med sig en enorm mängd kemikalier som exporterar dem från jorden till växter, från land till sjöar och hav, från atmosfären till land. Alla växter kan konsumera näringsämnen som finns i jorden endast med vatten, där de är i löst tillstånd. Om det inte vore för inflödet av vatten från jorden till växterna, skulle alla örter, även de som växer i de rikaste jordarna, dö "av hunger", som en köpman som dog av svält på en kista av guld. Vatten levererar näringsämnen till invånarna i floder, sjöar och hav. Bäckar, som flyter glatt från åkrar och ängar under vårsmältningen av snö eller efter sommarregn, samlar kemikalier som lagras i jorden längs vägen och för dem till invånarna i reservoarer och havet, och förbinder därigenom jord- och vattenområdena på vår planet . Det rikaste "bordet" bildas på de platser där floder som bär näringsämnen rinner ut i sjöar och hav. Därför kännetecknas sådana områden av kusterna - flodmynningar - av ett upplopp av undervattensliv. Och vem tar bort det avfall som uppstår till följd av livsaktiviteten i olika geografiska system? Återigen, vatten, och som en accelerator fungerar det mycket bättre än det mänskliga cirkulationssystemet, som endast delvis utför denna funktion. Vattnets renande roll är särskilt viktig nu när människor förgiftar miljön med avfall från städer, industri- och jordbruksföretag. Den vuxna människokroppen innehåller cirka 5-6 kg. blod, varav det mesta cirkulerar kontinuerligt mellan olika delar av hans kropp. Hur mycket vatten behöver livet i vår värld?

Allt vatten på jorden som inte är en del av stenar förenas av begreppet "hydrosfär". Dess vikt är så stor att den vanligtvis inte mäts i kilogram eller ton, utan i kubikkilometer. En kubikkilometer är en kub med varje kant som mäter 1 km, ständigt upptagen av vatten. Vikten av 1 km 3 vatten är lika med 1 miljard ton Hela jorden innehåller 1,5 miljarder km 3 vatten, vilket i vikt är ungefär 1500000000000000000 ton! För varje person finns det 1,4 km 3 vatten, eller 250 miljoner ton dricka, jag vill inte!
Men tyvärr är allt inte så enkelt. Faktum är att 94% av denna volym består av vatten i världshaven, som inte är lämpliga för de flesta ekonomiska ändamål. Endast 6 % är landvatten, varav endast 1/3 är färskt, d.v.s. endast 2 % av hydrosfärens totala volym. Huvuddelen av detta sötvatten är koncentrerat i glaciärer. Betydligt färre av dem finns under jordens yta (i grunda underjordiska vattenhorisonter, i underjordiska sjöar, i jordar, såväl som i atmosfäriska ångor. Andelen floder, från vilka människor huvudsakligen tar vatten, är mycket liten - 1,2 tusen km 3. Den totala mängden vatten som samtidigt finns i levande organismer är helt obetydlig Så det finns inte så mycket vatten som kan konsumeras av människor och andra levande organismer vatten, växter avdunstar det i atmosfären och floder leder det ut i havet.

Varför får inte jorden slut på vatten?

Det mänskliga cirkulationssystemet är ett slutet kretslopp genom vilket blod kontinuerligt strömmar och transporterar syre och koldioxid, näringsämnen och avfallsprodukter. Detta flöde tar aldrig slut eftersom det är en cirkel eller en ring, och, som vi vet, "en ring har inget slut." Vår planets vattennät är utformat enligt samma princip. Vatten på jorden befinner sig i en konstant cykel, och dess förlust i en länk fylls omedelbart på genom intag från en annan. Drivkraften bakom vattnets kretslopp är solenergi och gravitation. På grund av vattnets kretslopp är alla delar av hydrosfären nära förenade och kopplar samman andra komponenter i naturen. I sin mest allmänna form ser vattnets kretslopp på vår planet ut så här. Under påverkan av solljus avdunstar vatten från havets och landets yta och kommer in i atmosfären, och avdunstning från markytan utförs både av floder och reservoarer och av jord och växter. En del av vattnet återvänder omedelbart med regn tillbaka till havet, och en del bärs av vindar till land, där det faller i form av regn och snö. När det kommer in i jorden absorberas vatten delvis i den, fyller på reserverna av jordfuktighet och jordfuktighet strömmar delvis längs ytan i floder och reservoarer, som delvis avdunstar den i atmosfären; in i floder, bara med lägre hastighet. Floder, matade av ytströmmar och grundvatten, transporterar vatten till haven och fyller på förlusten. Vatten avdunstar från dess yta, hamnar tillbaka i atmosfären och kretsloppet stängs. Samma rörelse av vatten mellan alla beståndsdelar i naturen och alla delar av jordens yta sker konstant och oavbrutet under många miljoner år.

Det måste sägas att vattnets kretslopp inte är helt stängt. En del av det, som faller in i de övre lagren av atmosfären, sönderdelas under påverkan av solljus och går ut i rymden. Men dessa mindre förluster fylls ständigt på genom tillförsel av vatten från jordens djupa lager under vulkanutbrott. På grund av detta ökar volymen av hydrosfären gradvis. Enligt vissa beräkningar var dess volym för 4 miljarder år sedan 20 miljoner km 3, d.v.s. var sju tusen gånger mindre än den moderna. I framtiden kommer uppenbarligen också mängden vatten på jorden att öka med tanke på att vattenvolymen i jordens mantel uppskattas till 20 miljarder km 3 – det är 15 gånger mer än hydrosfärens nuvarande volym. Genom att jämföra volymen vatten i enskilda delar av hydrosfären med inflödet av vatten till dem och angränsande delar av kretsloppet är det möjligt att bestämma aktiviteten av vattenutbyte, d.v.s. den tid under vilken vattenvolymen i världshavet, atmosfären eller jorden kan förnyas helt. Vattnet i polarglaciärerna förnyas långsammast (en gång vart åttonde år). Och det snabbaste att förnya är flodvattnet, som i alla floder på jorden förändras helt på 11 dagar.

Planetens vattenhunger

"Jorden är en planet med fantastisk blåhet"! — Amerikanska astronauter som återvänder från avlägsna rymden efter att ha landat på månen rapporterade entusiastiskt. Och kan vår planet se annorlunda ut om mer än 2/3 av dess yta är upptagen av hav och oceaner, glaciärer och sjöar, floder, dammar och reservoarer. Men då, vad betyder fenomenet vars namn står i rubrikerna? Vilken typ av "hunger" kan det finnas om det finns ett sådant överflöd av vattenkroppar på jorden? Ja, det finns mer än tillräckligt med vatten på jorden. Men vi får inte glömma att livet på planeten jorden, enligt forskare, först dök upp i vatten och först sedan kom till land. Organismer har behållit sitt beroende av vatten under evolutionen i många miljoner år. Vatten är det huvudsakliga "byggnadsmaterialet" som utgör deras kropp. Detta kan enkelt verifieras genom att analysera siffrorna i följande tabeller:

Den sista siffran i denna tabell anger att en person väger 70 kg. innehåller 50 kg. vatten! Men det finns ännu mer av det i det mänskliga embryot: i ett tre-dagars embryo - 97%, i ett tre månaders embryo - 91%, i ett åtta månaders embryo - 81%.

Problemet med "vattenhunger" är behovet av att inkontinenta en viss mängd vatten i kroppen, eftersom det sker en konstant förlust av fukt under olika fysiologiska processer. För normal existens i ett tempererat klimat behöver en person få cirka 3,5 liter vatten per dag från att dricka och äta i öknen, denna norm ökar till minst 7,5 liter. En person kan existera utan mat i cirka fyrtio dagar och utan vatten mycket mindre - 8 dagar. Enligt speciella medicinska experiment, med en förlust av fukt i mängden 6-8% av kroppsvikten, faller en person i ett halvsvimningstillstånd, med en förlust på 10% börjar hallucinationer, med 12% kan en person inte längre återhämta sig utan särskild medicinsk vård, och med en förlust på 20%, oundviklig död. Många djur anpassar sig bra till brist på fukt. Det mest kända och slående exemplet på detta är "öknens skepp", kamelen. Den kan leva väldigt länge i en varm öken, utan att konsumera dricksvatten och förlora upp till 30 % av sin ursprungliga vikt utan att kompromissa med dess prestanda. Så i ett av de speciella testerna arbetade en kamel i 8 dagar under den stekande sommarsolen och tappade 100 kg. från 450 kg. dess startvikt. Och när de förde honom till vattnet drack han 103 liter och gick upp i vikt igen. Det har konstaterats att en kamel kan få upp till 40 liter fukt genom att omvandla fettet som samlats i dess puckel. Ökendjur som jerboor och kängururåttor konsumerar inte dricksvatten alls – de behöver bara den fukt de får från maten och det vatten som bildas i deras kroppar under oxidationen av deras eget fett, precis som kameler. Växter förbrukar ännu mer vatten för sin tillväxt och utveckling. Ett kålhuvud "dricker" mer än en liter vatten per dag i genomsnitt, ett träd dricker mer än 200 liter vatten. Naturligtvis är detta en ganska ungefärlig siffra - olika trädslag under olika naturliga förhållanden förbrukar väldigt, väldigt olika mängder fukt. Således slösar saxaul som växer i öknen en minimal mängd fukt, och eukalyptus, som på vissa ställen kallas ett "pumpträd", passerar en enorm mängd vatten genom sig själv, och av denna anledning används dess planteringar för att dränera träsk. Så förvandlades de sumpiga malarialänderna i Colchis Lowland till ett välmående territorium.

Redan nu saknar cirka 10 % av vår planets befolkning rent vatten. Och om man betänker att 800 miljoner hushåll på landsbygden, där cirka 25 % av all mänsklighet bor, inte har rinnande vatten, så blir problemet med "vattenhunger" verkligen globalt. Det är särskilt akut i utvecklingsländer, där cirka 90 % av befolkningen använder dåligt vatten. Bristen på rent vatten håller på att bli en av de viktigaste faktorerna som begränsar mänsklighetens progressiva utveckling.

Inköpta frågor om vattenhushållning

Vatten används inom alla områden av mänsklig ekonomisk verksamhet. Det är nästan omöjligt att nämna någon tillverkningsprocess som inte använder vatten. På grund av den snabba utvecklingen av industrin och stadsbefolkningen ökar vattenförbrukningen. Frågorna om att skydda vattenresurser och källor från utarmning, såväl som från förorening från avloppsvatten, är av största vikt. Alla vet vilka skador avloppsvatten orsakar invånarna i vattendrag. Ännu mer fruktansvärt för människor och alla levande varelser på jorden är uppkomsten av giftiga kemikalier i flodvatten, sköljda bort från fälten. Så närvaron av 2,1 delar bekämpningsmedel (endrin) i vatten per miljard delar vatten är tillräckligt för att döda all fisk i det. Orenat avloppsvatten från bosättningar som dumpats i floder utgör ett enormt hot mot mänskligheten. Detta problem löses genom att implementera sådana tekniska processer där avloppsvatten inte släpps ut i reservoarer, men efter rening återgår till den tekniska processen.

För närvarande ägnas stor uppmärksamhet åt skyddet av miljön och i synnerhet naturliga reservoarer. Med tanke på betydelsen av detta problem har vårt land inte antagit en lag om skydd och rationell användning av naturresurser. Konstitutionen säger: "Medborgare i Ryssland är skyldiga att ta hand om naturen och skydda dess rikedom."

Typer av vatten

Bromvatten - mättad lösning av Br2 i vatten (3,5 viktprocent Br2). Bromvatten är ett oxidationsmedel, ett bromeringsmedel inom analytisk kemi.

Ammoniakvatten - bildas när rå koksugnsgas kommer i kontakt med vatten, som koncentreras på grund av kylning av gasen eller speciellt injiceras i den för att tvätta bort NH3. I båda fallen erhålls så kallat svagt, eller skrubbande, ammoniakvatten. Genom att destillera detta ammoniakvatten med ånga och efterföljande återflöde och kondensering erhålls koncentrerat ammoniakvatten (18 - 20% NH 3 i vikt), som används vid framställning av soda, som flytande gödningsmedel etc.

Den viktigaste substansen på vår planet, unik i sina egenskaper och sammansättning, är naturligtvis vatten. När allt kommer omkring är det tack vare henne som det finns liv på jorden, medan det inte finns något liv på andra objekt i solsystemet som är kända idag. Fast, flytande, i form av ånga - något av det behövs och är viktigt. Vatten och dess egenskaper utgör ämnet för studier av en hel vetenskaplig disciplin - hydrologi.

Mängden vatten på planeten

Om vi betraktar indikatorn för mängden av denna oxid i alla aggregationstillstånd, är det cirka 75% av den totala massan på planeten. I detta fall bör man ta hänsyn till bundet vatten i organiska föreningar, levande varelser, mineraler och andra grundämnen.

Om vi bara tar hänsyn till vattnets flytande och fasta tillstånd, sjunker siffran till 70,8%. Låt oss överväga hur dessa procentsatser är fördelade, var ämnet i fråga finns.

Det finns 360 miljoner km 2 saltvatten i haven och haven, och salthaltiga sjöar på jorden.
Färskvatten är ojämnt fördelat: 16,3 miljoner km 2 av det är inkapslat i is i glaciärerna på Grönland, Arktis och Antarktis.
5,3 miljoner km 2 väteoxid är koncentrerat i färska floder, träsk och sjöar.
Grundvattnet uppgår till 100 miljoner m3.

Det är därför astronauter från avlägsna yttre rymden kan se jorden i form av en blå boll med sällsynta inneslutningar av land. Vatten och dess egenskaper, kunskap om dess strukturella egenskaper är viktiga delar av vetenskapen. Dessutom har mänskligheten nyligen börjat uppleva en tydlig brist på färskvatten. Kanske kommer sådan kunskap att hjälpa till att lösa detta problem.

Sammansättning av vatten och molekylstruktur

Om vi överväger dessa indikatorer kommer egenskaperna som detta fantastiska ämne uppvisar omedelbart att bli tydliga. En vattenmolekyl består alltså av två väteatomer och en syreatom, därför har den den empiriska formeln H 2 O. Dessutom spelar elektronerna i båda elementen en viktig roll i konstruktionen av själva molekylen. Låt oss se vad vattnets struktur och dess egenskaper är.

Det är uppenbart att varje molekyl är orienterad runt den andra, och tillsammans bildar de ett gemensamt kristallgitter. Det är intressant att oxiden är byggd i form av en tetraeder - en syreatom i mitten, och två par elektroner och två väteatomer runt den asymmetriskt. Om du ritar linjer genom atomkärnornas centrum och kopplar ihop dem får du exakt en tetraedrisk geometrisk form.

Vinkeln mellan syreatomens centrum och vätekärnorna är 104,5 0 C. O-H bindningslängd = 0,0957 nm. Närvaron av elektronpar av syre, liksom dess större elektronaffinitet jämfört med väte, säkerställer bildandet av ett negativt laddat fält i molekylen. Däremot bildar vätekärnorna den positivt laddade delen av föreningen. Det visar sig alltså att vattenmolekylen är en dipol. Detta avgör vad vatten kan vara, och dess fysikaliska egenskaper beror också på molekylens struktur. För levande varelser spelar dessa egenskaper en avgörande roll.

Grundläggande fysikaliska egenskaper

Dessa inkluderar vanligtvis kristallgittret, kok- och smältpunkter och speciella individuella egenskaper. Låt oss överväga dem alla.

Strukturen av kristallgittret av väteoxid beror på tillståndet för aggregation. Det kan vara fast - is, flytande - basiskt vatten under normala förhållanden, gasformigt - ånga när vattentemperaturen stiger över 100 0 C. Is bildar vackra mönstrade kristaller. Gallret som helhet är löst, men kopplingen är mycket stark och densiteten är låg. Du kan se det i exemplet med snöflingor eller frostiga mönster på glas. I vanligt vatten har gittret inte en konstant form det förändras och går från ett tillstånd till ett annat.
En vattenmolekyl i yttre rymden har en regelbunden sfärisk form. Men under påverkan av jordens gravitation förvrängs den och tar i flytande form formen av ett kärl.
Det faktum att väteoxid är en dipol i strukturen bestämmer följande egenskaper: hög värmeledningsförmåga och värmekapacitet, vilket kan ses i den snabba uppvärmningen och långa kylningen av ämnet, förmågan att orientera både joner och enskilda elektroner och föreningar runt sig själv . Detta gör vatten till ett universellt lösningsmedel (både polärt och neutralt).
Vattensammansättningen och molekylens struktur förklarar denna förenings förmåga att bilda flera vätebindningar, inklusive med andra föreningar som har ensamma elektronpar (ammoniak, alkohol och andra).
Kokpunkten för flytande vatten är 100 0 C, kristallisation sker vid +4 0 C. Under denna indikator finns is. Ökar du trycket kommer vattnets kokpunkt att öka kraftigt. Så vid höga atmosfärer är det möjligt att smälta bly i det, men det kommer inte ens att koka (över 300 0 C).
Vattnets egenskaper är mycket betydelsefulla för levande varelser. Till exempel är en av de viktigaste ytspänningen. Detta är bildandet av en tunn skyddsfilm på ytan av väteoxid. Vi pratar om flytande vatten. Det är väldigt svårt att bryta den här filmen genom mekanisk verkan. Forskare har bestämt att en kraft lika med vikten av 100 ton kommer att krävas. Hur upptäcker man det? Filmen är tydlig när vattnet droppar långsamt från kranen. Man kan se att det är som i något slags skal, som sträcks till en viss gräns och vikt och lossnar i form av en rund droppe, lätt förvrängd av gravitationen. Tack vare ytspänningen kan många föremål flyta på vattenytan. Insekter med speciella anpassningar kan röra sig fritt längs den.
Vatten och dess egenskaper är anomala och unika. Enligt organoleptiska indikatorer är denna förening en färglös vätska utan smak eller lukt. Det vi kallar smaken av vatten är de mineraler och andra komponenter som är lösta i det.
Den elektriska ledningsförmågan hos väteoxid i flytande tillstånd beror på hur många och vilka salter som är lösta i den. Destillerat vatten, som inte innehåller några föroreningar, leder inte elektrisk ström.

Is är ett speciellt vattentillstånd. I strukturen av detta tillstånd är molekylerna förbundna med varandra genom vätebindningar och bildar ett vackert kristallgitter. Men det är ganska instabilt och kan lätt splittras, smälta, det vill säga bli deformerat. Det finns många tomrum mellan molekylerna, vars dimensioner överstiger dimensionerna på själva partiklarna. På grund av detta är densiteten hos is mindre än den för flytande väteoxid.

Detta är av stor betydelse för floder, sjöar och andra sötvattenförekomster. På vintern fryser faktiskt inte vattnet i dem helt, utan är bara täckt av en tät skorpa av lättare is som flyter till toppen. Om denna egenskap inte var karakteristisk för väteoxidens fasta tillstånd, skulle reservoarerna frysa igenom. Livet under vatten skulle vara omöjligt.

Dessutom är vattnets fasta tillstånd av stor betydelse som källa till enorma mängder färskt dricksvatten. Dessa är glaciärer.

En speciell egenskap hos vatten kan kallas trippelpunktsfenomenet. Detta är ett tillstånd där is, ånga och vätska kan existera samtidigt. Detta kräver följande villkor:

högt tryck - 610 Pa;
temperatur 0,01 0 C.

Vattnets klarhet varierar beroende på främmande ämnen. Vätskan kan vara helt transparent, opaliserande eller grumlig. Vågor av gula och röda färger absorberas, violetta strålar penetrerar djupt.

Kemiska egenskaper

Vatten och dess egenskaper är ett viktigt verktyg för att förstå många livsprocesser. Därför har de studerats mycket väl. Hydrokemi är alltså intresserad av vatten och dess kemiska egenskaper. Bland dem finns följande:

Stelhet. Detta är en egenskap som förklaras av närvaron av kalcium- och magnesiumsalter och deras joner i lösning. Det är uppdelat i permanenta (salter av de namngivna metallerna: klorider, sulfater, sulfiter, nitrater), tillfälliga (bikarbonater), som elimineras genom kokning. I Ryssland mjukas vatten kemiskt före användning för bättre kvalitet.
Mineralisering. En egenskap baserad på dipolmomentet för väteoxid. Tack vare dess närvaro kan molekyler fästa vid sig många andra ämnen, joner och hålla dem. Så bildas associates, clathrates och andra föreningar.
Redoxegenskaper. Som ett universellt lösningsmedel, katalysator och associering kan vatten interagera med många enkla och komplexa föreningar. Med vissa fungerar det som ett oxidationsmedel, med andra - vice versa. Som ett reduktionsmedel reagerar det med halogener, salter, vissa mindre aktiva metaller och med många organiska ämnen. Organisk kemi studerar de senaste omvandlingarna. Vatten och dess egenskaper, i synnerhet kemiska, visar hur universellt och unikt det är. Som ett oxidationsmedel reagerar det med aktiva metaller, vissa binära salter, många organiska föreningar, kol och metan. I allmänhet kräver kemiska reaktioner som involverar ett visst ämne val av vissa villkor. Resultatet av reaktionen kommer att bero på dem.
Biokemiska egenskaper. Vatten är en integrerad del av alla biokemiska processer i kroppen, eftersom det är ett lösningsmedel, katalysator och medium.
Interaktion med gaser för att bilda klatrater. Vanligt flytande vatten kan absorbera även kemiskt inaktiva gaser och placera dem i håligheter mellan den inre strukturens molekyler. Sådana föreningar kallas vanligtvis klatrater.
Med många metaller bildar väteoxid kristallina hydrater, i vilka det ingår oförändrat. Till exempel kopparsulfat (CuSO 4 * 5H 2 O), såväl som vanliga hydrater (NaOH * H 2 O och andra).
Vatten kännetecknas av sammansatta reaktioner där nya klasser av ämnen (syror, alkalier, baser) bildas. De är inte redox.
Elektrolys. Under påverkan av en elektrisk ström sönderdelas molekylen till sina ingående gaser - väte och syre. Ett av sätten att få dem är i laboratoriet och industrin.

Ur Lewis teoris synvinkel är vatten en svag syra och en svag bas på samma gång (amfolyt). Det vill säga, vi kan tala om en viss amfotericitet i kemiska egenskaper.

Vatten och dess fördelaktiga egenskaper för levande varelser

Det är svårt att överskatta den betydelse som väteoxid har för allt levande. När allt kommer omkring är vatten själva källan till liv. Det är känt att utan det kunde en person inte leva ens en vecka. Vatten, dess egenskaper och betydelse är helt enkelt kolossala.

Det är ett universellt lösningsmedel, det vill säga kan lösa både organiska och oorganiska föreningar, verka i levande system. Det är därför vatten är källan och mediet för att alla katalytiska biokemiska omvandlingar ska ske, med bildning av komplexa vitala komplexa föreningar.
Förmågan att bilda vätebindningar gör detta ämne universellt för att tåla temperaturer utan att ändra dess aggregationstillstånd. Om det inte vore så, skulle det med den minsta minskningen i grader förvandlas till is inuti levande varelser, vilket skulle orsaka celldöd.
För människor är vatten källan till alla grundläggande hushållsartiklar och behov: matlagning, tvätt, städning, bad, bad och simning, etc.
Industrianläggningar (kemi, textil, ingenjörskonst, livsmedel, oljeraffinering och andra) skulle inte kunna utföra sitt arbete utan medverkan av väteoxid.
Sedan urminnes tider trodde man att vatten är en hälsokälla. Det var och används idag som ett läkemedel.
Växter använder det som sin huvudsakliga näringskälla, på grund av vilket de producerar syre, gasen som tillåter liv att existera på vår planet.

Vi kan nämna dussintals anledningar till varför vatten är det mest utbredda, viktiga och nödvändiga ämnet för alla levande och konstgjort skapade föremål. Vi har bara citerat de mest uppenbara, huvudsakliga.

Vattens hydrologiska kretslopp

Detta är med andra ord dess kretslopp i naturen. En mycket viktig process som gör att vi ständigt kan fylla på krympande vattenförråd. Hur går det till?

Det är tre huvuddeltagare: underjordiskt (eller grundvatten) vatten, ytvatten och världshavet. Atmosfären, som kondenserar och producerar nederbörd, är också viktig. Aktiva deltagare i processen är också växter (främst träd), som kan absorbera enorma mängder vatten per dag.

Så, processen går som följer. Grundvatten fyller underjordiska kapillärer och strömmar till ytan och världshavet. Ytvatten tas sedan upp av växter och tränger ut i miljön. Avdunstning sker också från stora områden av hav, hav, floder, sjöar och andra vattendrag. Väl i atmosfären, vad gör vatten? Det kondenserar och rinner tillbaka i form av nederbörd (regn, snö, hagel).

Om dessa processer inte hade inträffat, skulle vattenförsörjningen, särskilt färskvatten, ha tagit slut för länge sedan. Det är därför människor lägger stor vikt vid skyddet och den normala hydrologiska cykeln.

Begreppet tungt vatten

I naturen finns väteoxid som en blandning av isotopologer. Detta beror på att väte bildar tre typer av isotoper: protium 1 H, deuterium 2 H, tritium 3 H. Syre i sin tur släpar inte heller efter och bildar tre stabila former: 16 O, 17 O, 18 O Det är tack vare Därför finns det inte bara vanligt protiumvatten med sammansättningen H 2 O (1 H och 16 O), utan även deuterium och tritium.

Samtidigt är det deuterium (2 H) som är stabilt i struktur och form, vilket ingår i sammansättningen av nästan alla naturliga vatten, men i små mängder. Detta är vad de kallar tungt. Den skiljer sig något från normal eller lätt i alla avseenden.

Tungt vatten och dess egenskaper kännetecknas av flera punkter.

Kristalliseras vid en temperatur av 3,82 0 C.
Kokning observeras vid 101,42 0 C.
Densiteten är 1,1059 g/cm3.
Som lösningsmedel är det flera gånger värre än lätt vatten.
Den har den kemiska formeln D 2 O.

När man genomförde experiment som visade inverkan av sådant vatten på levande system, fann man att endast vissa typer av bakterier kan leva i det. Det tog tid för kolonierna att anpassa sig och acklimatisera sig. Men efter att ha anpassat sig återställde de helt alla vitala funktioner (reproduktion, näring). Dessutom är stål mycket motståndskraftigt mot strålning. Experiment på grodor och fiskar gav inget positivt resultat.

Moderna användningsområden för deuterium och det tunga vattnet som bildas av det är kärn- och kärnenergi. Sådant vatten kan erhållas i laboratorieförhållanden med hjälp av vanlig elektrolys - det bildas som en biprodukt. Deuterium självt bildas vid upprepade destillationer av väte i speciella anordningar. Dess användning är baserad på förmågan att bromsa neutronfusioner och protonreaktioner. Det är tungvatten- och väteisotoper som är grunden för att skapa kärn- och vätebomber.

Experiment med användning av deuteriumvatten av människor i små mängder har visat att det inte dröjer länge - fullständigt tillbakadragande observeras efter två veckor. Den kan inte användas som en källa till fukt för livet, men dess tekniska betydelse är helt enkelt enorm.

Smält vatten och dess användning

Sedan urminnes tider har egenskaperna hos sådant vatten identifierats av människor som helande. Det har länge märkts att när snön smälter försöker djur att dricka vatten från de resulterande pölarna. Senare studerades dess struktur och biologiska effekter på människokroppen noggrant.

Smältvatten, dess egenskaper och egenskaper ligger mitt mellan vanligt lättvatten och is. Från insidan bildas den inte bara av molekyler, utan av en uppsättning kluster som bildas av kristaller och gas. Det vill säga, inuti hålrummen mellan kristallens strukturella delar finns väte och syre. I allmänhet liknar smältvattnets struktur strukturen hos is - strukturen är bevarad. De fysikaliska egenskaperna hos sådan väteoxid förändras något jämfört med konventionella. Den biologiska effekten på kroppen är dock utmärkt.

När vatten fryses förvandlas den första fraktionen till is, den tyngre delen är deuteriumisotoper, salter och föroreningar. Därför bör denna kärna tas bort. Men resten är rent, strukturerat och hälsosamt vatten. Vad är effekten på kroppen? Forskare från Donetsk Research Institute namngav följande typer av förbättringar:

Acceleration av återhämtningsprocesser.
Stärker immunförsvaret.
Hos barn, efter inandning av detta vatten, återställs och botas förkylningar, hostar, rinnande näsor etc. försvinner.
Andning, tillståndet i struphuvudet och slemhinnorna förbättras.
En persons allmänna välbefinnande och aktivitet ökar.

Idag finns det ett antal anhängare av behandling med smältvatten som skriver sina positiva recensioner. Det finns dock forskare, inklusive läkare, som inte stöder dessa åsikter. De tror att det inte blir någon skada av sådant vatten, men det är lite nytta heller.

Energi

Varför kan vattnets egenskaper förändras och återställas vid övergång till olika aggregationstillstånd? Svaret på denna fråga är följande: denna förening har sitt eget informationsminne, som registrerar alla förändringar och leder till återställande av struktur och egenskaper vid rätt tidpunkt. Bioenergifältet genom vilket en del av vattnet passerar (det som kommer från rymden) bär en kraftfull laddning av energi. Detta mönster används ofta i behandling. Men ur medicinsk synvinkel kan inte alla vatten ha en gynnsam effekt, inklusive information.

Strukturerat vatten - vad är det?

Detta är vatten som har en något annorlunda struktur av molekyler, arrangemanget av kristallgitter (samma som det som observeras i is), men det är fortfarande en vätska (smälta tillhör också denna typ). I det här fallet skiljer sig vattensammansättningen och dess egenskaper, ur vetenskaplig synvinkel, inte från de som är karakteristiska för vanlig väteoxid. Därför kan strukturerat vatten inte ha en så bred helande effekt som esoteriker och anhängare av alternativ medicin tillskriver det.

Alla borde känna till vattnets egenskaper - eftersom de till stor del bestämmer våra liv och oss själva som sådana...

Kemiska och fysikaliska egenskaper hos flytande vatten - termer, definitioner och kommentarer

Strängt taget kommer vi i detta material att kortfattat överväga inte barakemiska och fysikaliska egenskaper hos flytande vatten,men också de egenskaper som är inneboende i den i allmänhet som sådan.

Du kan läsa mer om egenskaperna hos vatten i fast tillstånd i vår artikel - EGENSKAPER HOS VATTEN I FAST TILLSTÅND (läs →).

Vatten- ett superviktigt ämne för vår planet. Utan det är livet på jorden omöjligt utan det, inte en enda geologisk process. Den store vetenskapsmannen och tänkaren Vladimir Ivanovich Vernadsky skrev i sina verk att det inte finns någon sådan komponent vars betydelse kan "jämföras med den i dess inflytande på förloppet av de viktigaste, mest formidabla geologiska processerna." Vatten närvarande inte bara i kroppen av alla levande varelser på vår planet, utan också i alla ämnen på jorden - i mineraler, i stenar... Studiet av vattnets unika egenskaper avslöjar ständigt för oss fler och fler nya hemligheter, frågar oss nya gåtor och ställer till nya utmaningar.

Onormala egenskaper hos vatten

Många vattens fysiska och kemiska egenskaperöverraska och falla utanför allmänna regler och mönster och är avvikande, till exempel:

I enlighet med de lagar som fastställts av likhetsprincipen, inom ramen för vetenskaper som kemi och fysik, kunde vi förvänta oss att:
- vatten kommer att koka vid minus 70°C och frysa vid minus 90°C;
- vatten det kommer inte att droppa från kranens spets, utan flyta i en tunn ström;
- isen kommer att sjunka snarare än att flyta på ytan;
- i ett glas vatten mer än några sockerkorn skulle inte lösas upp.
Yta vatten har en negativ elektrisk potential;
Vid uppvärmning från 0°C till 4°C (3,98°C för att vara exakt), drar vattnet ihop sig;
Vattnets höga värmekapacitet är överraskande flytande tillstånd;

Som nämnts ovan kommer vi i detta material att lista de viktigaste fysikaliska och kemiska egenskaperna hos vatten och göra korta kommentarer om några av dem.

Vattens fysiska egenskaper

FYSIKALISKA EGENSKAPER är egenskaper som uppträder utanför kemiska reaktioner.

Renhet

Vattnets renhet beror på närvaron av föroreningar, bakterier, salter av tungmetaller i det..., för att bekanta dig med tolkningen av termen REN VATTEN enligt vår hemsida, måste du läsa artikeln RENT VATTEN (läs →) .

Färg

Färg vatten– beror på den kemiska sammansättningen och mekaniska föroreningar

Som ett exempel, låt oss ge definitionen av "havets färg" som ges av den stora sovjetiska encyklopedin.

Havets färg. Färgen som uppfattas av ögat när en observatör tittar på havets yta. horisont och andra skäl.
Begreppet havets färg bör särskiljas från begreppet havsvattnets färg. Havsvattenfärg hänvisar till färgen som uppfattas av ögat när man tittar på havsvatten vertikalt över en vit bakgrund. Endast en liten del av ljusstrålarna som infaller på den reflekteras från havsytan, resten av dem tränger ner i djupet, där de absorberas och sprids av vattenmolekyler, suspenderade partiklar och små gasbubblor. De spridda strålarna som reflekteras och kommer ut från havet skapar färgspektrumet Vattenmolekyler sprider blå och gröna strålar mest. Suspenderade partiklar sprider alla strålar nästan lika. Därför verkar havsvatten med en liten mängd suspenderat material blågrönt (färgen på de öppna delarna av haven), och med en betydande mängd suspenderat material ser det ut som gulgrönt (till exempel Östersjön). Den teoretiska sidan av läran om central matematik utvecklades av V. V. Shuleikin och C. V. Raman.
Stora sovjetiska encyklopedien. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. 1969-1978

Lukt

Lukt vatten– Rent vatten är vanligtvis luktfritt.

Genomskinlighet

Genomskinlighet vatten- beror på mineralerna lösta i den och innehållet av mekaniska föroreningar, organiska ämnen och kolloider:

VATTENTRANSPARENS är vattnets förmåga att överföra ljus. Mäts vanligtvis av en Secchi-skiva. Beror främst på koncentrationen av suspenderade och lösta organiska och oorganiska ämnen i vatten. Den kan minska kraftigt till följd av antropogena föroreningar och övergödning av vattendrag.
Ekologisk encyklopedisk ordbok. - Chisinau I.I. Dedu. 1989

VATTENTRANSPARENS är vattnets förmåga att överföra ljusstrålar. Beror på tjockleken på det vattenlagret som genomströmmas av strålarna, närvaron av suspenderade föroreningar, lösta ämnen etc. I vatten absorberas röda och gula strålar starkare och violetta strålar tränger in djupare. Beroende på graden av transparens, i ordning för att minska den, särskiljs vatten:
transparent;
lätt opaliserande;
opaliserande;
lätt molnigt;
molnig;
mycket molnigt.

Ordbok för hydrogeologi och ingenjörsgeologi. - M.: Gostoptekhizdat. 1961

Smak

Smaken av vatten beror på sammansättningen av de ämnen som är lösta i det.

Ordbok för hydrogeologi och ingenjörsgeologi
Smaken av vatten är en egenskap hos vatten som beror på de salter och gaser som är lösta i det. Det finns tabeller över den välsmakande koncentrationen av salter lösta i vatten (i mg/l), till exempel följande tabell (enligt Staff).

Temperatur

Smältpunkt för vatten:

Smältpunkt - den temperatur vid vilken ett ämne ändras från FAST till flytande. Smältpunkten för ett fast ämne är lika med fryspunkten för en vätska, till exempel är smältpunkten för is, O °C, lika med fryspunkten för vatten.

Kokpunkt för vatten : 99,974°C

Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok
KOKPUNKT, den temperatur vid vilken ett ämne övergår från ett tillstånd (fas) till ett annat, det vill säga från vätska till ånga eller gas. Kokpunkten ökar med ökande yttre tryck och minskar med minskande tryck. Det mäts vanligtvis vid ett standardtryck på 1 atmosfär (760 mm Hg). Kokpunkten för vatten vid standardtryck är 100 °C.
Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok.

Trippelpunkt vatten

Trippelpunkt för vatten: 0,01 °C, 611,73 Pa;

Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok
TRIPLE PUNKT, temperatur och tryck vid vilka alla tre tillstånden av materia (fast, flytande, gas) kan existera samtidigt. För vatten ligger trippelpunkten vid en temperatur på 273,16 K och ett tryck på 610 Pa.
Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok.

Ytspänning av vatten

Ytspänning av vatten - bestämmer vidhäftningsstyrkan av vattenmolekyler till varandra, till exempel hur detta eller det vatten absorberas av människokroppen beror på denna parameter.

Vattenvidhäftning och sammanhållning

Adhesion och kohesion är egenskaper som bestämmer "vattnets klibbighet" till andra material. Adhesion bestämmer vattnets "klibbighet" till andra ämnen, och kohesion är vattenmolekylernas klibbighet i förhållande till varandra.

Kapillaritet

Kapillaritet är en egenskap hos vatten som gör att vatten kan stiga vertikalt i porösa material. Denna egenskap realiseras genom andra egenskaper hos vatten, såsom ytspänning, vidhäftning och kohesion.

Vattenhårdhet

Vattnets hårdhet bestäms av mängden salthalt, läs mer i materialen HÅRT VATTEN - VAD ÄR DET (läs →) Och VATTENMINERALISERING (läs →).

Marin ordbok
VATTENHÅRDHET (Vattnets styvhet) - en egenskap hos vatten som försvagas av innehållet av alkaliska jordartsmetallsalter lösta i det, kap. arr. kalcium och magnesium (i form av bikarbonatsalter - bikarbonater), och salter av starka mineralsyror - svavelsyra och saltsyra. Vattenhårdhet mäts i specialenheter, sk. hårdhetsgrader. Hårdhetsgraden är viktinnehållet av kalciumoxid (CaO), lika med 0,01 g i 1 liter vatten. Hårt vatten är olämpligt för matning av pannor, eftersom det främjar stark beläggningsbildning på deras väggar, vilket kan orsaka utbränning av pannrören. Pannor med hög effekt och särskilt högt tryck måste matas med helt renat vatten (kondensat från ångmaskiner och turbiner, renat med filter från oljeföroreningar, samt destillat framställt i speciell förångningsapparat).
Samoilov K.I. — M.-L.: State Naval Publishing House of the NKVMF of the USSR, 1941

Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok
VATTENHÅRDHET, vattnets oförmåga att bilda skum med tvål på grund av salter lösta i det, främst kalcium och magnesium.
Beläggningar i pannor och rör bildas på grund av förekomsten av löst kalciumkarbonat i vattnet, som kommer in i vattnet vid kontakt med kalksten. I varmt eller kokande vatten faller kalciumkarbonat ut som hårda kalkavlagringar på ytor inuti pannor. Kalciumkarbonat förhindrar också tvål från att skumma. Jonbytarbehållaren (3) är fylld med granuler belagda med natriumhaltiga material. som vatten kommer i kontakt med. Natriumjoner, som är mer aktiva, ersätter kalciumjoner Eftersom natriumsalter förblir lösliga även när de kokas, bildas inte beläggningar.
Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok.

Vattenstruktur

Under strukturen vatten hänvisar till ett visst arrangemang av vattenmolekyler i förhållande till varandra. Detta begrepp används aktivt i teorin om strukturerad vatten- läs vår artikel STRUKTURERAD VATTEN - GRUNDBEGRIP (läs →).

Vattenmineralisering

Mineralisering vatten:

Ekologisk encyklopedisk ordbok
VATTENMINERALISERING - mättnad av vatten med oorganiskt. (mineraliska) ämnen som finns i det i form av joner och kolloider; den totala mängden oorganiska salter som huvudsakligen finns i sötvatten uttrycks graden av mineralisering vanligtvis i mg/l eller g/l (ibland i g/kg).
Ekologisk encyklopedisk ordbok. - Chisinau: Huvudredaktionen för Moldavian Soviet Encyclopedia. I.I. Dedu. 1989

Vattenviskositet

Vattenviskositet kännetecknar flytande partiklars inre motstånd mot dess rörelse:

Geologisk ordbok
Viskositeten hos vatten (vätska) är en egenskap hos en vätska som orsakar uppkomsten av friktionskraft under rörelse. Det är en faktor som överför rörelse från lager av vatten som rör sig med hög hastighet till lager med lägre hastighet. Vattnets viskositet beror på lösningens temperatur och koncentration. Fysiskt uppskattas det med koefficient. viskositet, som ingår i ett antal formler för vattnets rörelse.
Geologisk ordbok: i 2 volymer. - M.: Nedra. Redigerat av K. N. Paffengoltz et al. 1978

Det finns två typer av viskositet vatten:

Vattens dynamiska viskositet är 0,00101 Pa s (vid 20°C).
Vattnets kinematiska viskositet är 0,01012 cm2/s (vid 20°C).

Kritisk punkt av vatten

Kritisk punkt vatten dess tillstånd kallas vid ett visst förhållande mellan tryck och temperatur, när dess egenskaper är desamma i gasformiga och flytande tillstånd (gasformiga och flytande faser).

Kritisk punkt för vatten: 374°C, 22,064 MPa.

Permittivitet

Dielektrisk konstant är i allmänhet en koefficient som visar hur mycket kraften av interaktion mellan två laddningar i ett vakuum är större än i en viss miljö.

När det gäller vatten är denna siffra ovanligt hög och för statiska elektriska fält är den 81.

Vattnets värmekapacitet

Värmekapacitet vatten- vatten har en förvånansvärt hög värmekapacitet:

Ekologisk ordbok
Värmekapacitet är ämnens egenskap att absorbera värme. Det uttrycks som mängden värme som absorberas av ett ämne när det värms upp med 1°C. Vattnets värmekapacitet är cirka 1 cal/g, eller 4,2 J/g. Jordens värmekapacitet (vid 14,5-15,5°C) varierar (från sandjord till torvjord) från 0,5 till 0,6 cal (eller 2,1-2,5 J) per volymenhet och från 0,2 upp till 0,5 cal (eller 0,8-2,1 J) ) per massenhet (g).
Ekologisk ordbok. - Alma-Ata: "Vetenskap". B.A. Bykov. 1983

Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok
SPECIFIK VÄRMEKAPACITET (symbol c), den värme som krävs för att höja temperaturen på 1 kg av ett ämne med 1K. Det mäts i J/K.kg (där J är JOUL). Ämnen med hög specifik värme, som vatten, kräver mer energi för att höja sin temperatur än ämnen med låg specifik värme.
Vetenskaplig och teknisk encyklopedisk ordbok.

Vattnets värmeledningsförmåga

Värmeledningsförmåga hos ett ämne innebär dess förmåga att leda värme från dess varmare delar till dess kallare delar.

Värmeöverföring i vatten sker antingen på molekylär nivå, dvs den överförs av molekyler vatten, eller på grund av rörelse / förskjutning av eventuella volymer vatten - turbulent värmeledningsförmåga.

Vattnets värmeledningsförmåga beror på temperatur och tryck.

Fluiditet

Ämnes flytbarhet förstås som deras förmåga att ändra sin form under inverkan av konstant stress eller konstant tryck.

Fluiditeten hos vätskor bestäms också av rörligheten hos deras partiklar, som i vila inte kan uppfatta skjuvspänning.

Induktans

Induktans bestämmer de magnetiska egenskaperna hos slutna elektriska strömkretsar. Vatten, med undantag för vissa fall, leder elektrisk ström och har därför en viss induktans.

Densitet av vatten

Densitet vatten— bestäms av förhållandet mellan dess massa och volym vid en viss temperatur. Läs mer i vårt material - VAD ÄR VATTENDENSITET (läs →) .

Kompressibilitet av vatten

Kompressibilitet av vatten– mycket liten och beror på vattnets salthalt och tryck. Till exempel, för destillerat vatten är det 0,0000490. Under naturliga förhållanden är vatten praktiskt taget inkompressibelt, men i industriell produktion, för tekniska ändamål, är vattnet mycket komprimerat. Till exempel för skärning av hårda material, inklusive metaller.

Vattens elektriska ledningsförmåga

Vattens elektriska ledningsförmåga beror till stor del på mängden salter som är lösta i det.

Radioaktivitet

Radioaktivitet av vatten– beror på halten av radon i den, emanationen av radium.

Vattens fysikalisk-kemiska egenskaper

Ordbok för hydrogeologi och ingenjörsgeologi
VATTENS FYSIKALISKA OCH KEMISKA EGENSKAPER - parametrar som bestämmer de fysiska och kemiska egenskaperna hos naturliga vatten. Dessa inkluderar indikatorer för vätejonkoncentration (pH) och oxidation-reduktionspotential (Eh).
Ordbok för hydrogeologi och ingenjörsgeologi. - M.: Gostoptekhizdat. Sammanställt av A. A. Makkaveev, redaktör O. K. Lange. 1961

Löslighet

Olika källor klassificerar denna egenskap på olika sätt - vissa klassificerar den som en fysisk egenskap, andra som en kemisk egenskap hos ett ämne. Därför, i detta skede, tillskrev vi det till de fysikalisk-kemiska egenskaperna hos vatten, vilket bekräftas av en av definitionerna av löslighet som anges nedan.

Stor encyklopedisk ordbok
LÖSLIGHET - förmågan hos ett ämne när det blandas med ett eller flera andra ämnen att bilda lösningar. Ett mått på lösligheten av ett ämne i ett givet lösningsmedel är koncentrationen av dess mättade lösning vid en given temperatur och tryck. Gasernas löslighet beror på temperatur och tryck. Lösligheten hos flytande och fasta kroppar beror praktiskt taget inte på tryck.
Stor encyklopedisk ordbok. 2000

Katalog över vägvillkor
Löslighet är egenskapen hos ett material (ämnen) att bilda homogena system som har samma kemiska sammansättning och fysikaliska egenskaper.
Register of road terms, M. 2005

Allmän kemi
Löslighet är egenskapen hos gasformiga, flytande och fasta ämnen att övergå i ett löst tillstånd; uttryckt som jämviktsförhållandet mellan löst ämne och lösningsmedel vid en given temperatur.
Allmän kemi: lärobok A. V. Zholnin; redigerad av V. A. Popkova, A. V. Zholnina. 2012

Fysisk uppslagsverk
Löslighet är förmågan hos ett ämne att bilda lösningar med ett annat ämne. Kvantitativt karakteriserad av koncentrationen av ett ämne i en mättad lösning. Lösligheten bestäms av fysikalisk och chem. affiniteten hos lösningsmedlets molekyler och den lösta substansen, som kännetecknas av den sk. energi för utbyte av lösningsmolekyler. Som regel är lösligheten hög om molekylerna i det lösta ämnet och lösningsmedlet har liknande egenskaper ("lika löser sig i lika").
Löslighetens beroende av temperatur och tryck fastställs med hjälp av Le Chatelier-Brown-principen. Lösligheten ökar med ökande tryck och passerar genom ett maximum vid höga tryck; Gasernas löslighet i vätskor minskar med stigande temperatur och i metaller ökar den.
Fysisk uppslagsverk. I 5 volymer. - M.: Sovjetiskt uppslagsverk. Chefredaktör A. M. Prokhorov. 1988

Syra-basbalans (vatten pH)

Syra-basbalansen av vatten bestäms av pH-indikatorn, vars värde kan variera från 0 till 14. Ett värde på 7 bestämmer syra-basbalansen för vatten som neutralt, om det är mindre än 7 - surt vatten, mer än 7 - alkaliskt vatten.

Redoxpotential för vatten

Oxidations-reduktionspotentialen hos vatten (ORP) är vattnets förmåga att ingå i biokemiska reaktioner.

Vattens kemiska egenskaper

ETT ÄMNES KEMISKA EGENSKAPER är egenskaper som uppstår som ett resultat av kemiska reaktioner.

Nedan finns vattens kemiska egenskaper enligt läroboken ”Fundamentals of Chemistry. Internet lärobok” av A. V. Manuilova, V. I. Rodionov.

Interaktion mellan vatten och metaller

När vatten interagerar med de flesta metaller sker en reaktion som frigör väte:

2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (buldrig);
2K + 2H2O = H2 + 2KOH (koka);
3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (endast vid uppvärmning).

Inte alla, men bara tillräckligt aktiva metaller kan delta i redoxreaktioner av denna typ. Alkali- och jordalkalimetaller i grupperna I och II reagerar lättast.

När vatten interagerar med ädelmetaller som guld, platina... sker ingen reaktion.

Interaktion vatten med icke-metaller

Icke-metaller som reagerar med vatten inkluderar till exempel kol och dess väteförening (metan). Dessa ämnen är mycket mindre aktiva än metaller, men kan fortfarande reagera med vatten vid höga temperaturer:

C + H2O = H2 + CO (hög värme);
CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (vid hög värme).

Interaktion vatten med elektrisk ström

När vattnet utsätts för elektrisk ström sönderfaller det till väte och syre. Detta är också en redoxreaktion, där vatten är både ett oxidationsmedel och ett reduktionsmedel.

Interaktion mellan vatten och icke-metalloxider

Vatten reagerar med många icke-metalloxider och vissa metalloxider. Dessa är inte redoxreaktioner, utan kopplingsreaktioner:

SO2 + H2O = H2SO3 (svavelsyra);
SO3 + H2O = H2SO4 (svavelsyra);
CO2 + H2O = H2CO3 (kolsyra).

Interaktion mellan vatten och metalloxider

Vissa metalloxider kan också reagera med vatten.

Vi har redan sett exempel på sådana reaktioner:

CaO + H2O = Ca(OH)2 (kalciumhydroxid (släckt kalk).

Alla metalloxider är inte kapabla att reagera med vatten. Vissa av dem är praktiskt taget olösliga i vatten och reagerar därför inte med vatten. Till exempel: ZnO, TiO2, Cr2O3, från vilka till exempel vattenbeständiga färger framställs. Järnoxider är också olösliga i vatten och reagerar inte med det.

Återfuktar och kristallina hydrater

Vatten bildar föreningar, hydrater och kristallina hydrater, i vilka vattenmolekylen är helt bevarad .

Till exempel:

CuS04 + 5 H2O = CuS04.5H2O;
CuSO4 är ett vitt ämne (vattenfritt kopparsulfat);
CuSO4.5H2O - kristallint hydrat (kopparsulfat), blå kristaller.

Andra exempel på hydratbildning:

H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (svavelsyrahydrat);
NaOH + H2O = NaOH.H2O (kaustiksodahydrat).

Föreningar som binder vatten till hydrater och kristallina hydrater används som torkmedel. Med deras hjälp avlägsnas till exempel vattenånga från fuktig atmosfärsluft.

Biosyntes

Vatten deltar i biosyntesen som ett resultat av vilket syre bildas:

6n CO 2 + 5n H 2 O = (C 6 H 10 O 5) n + 6n O 2 (under ljus)

Slutsats

Vi ser att vattnets egenskaper är olika och täcker nästan alla aspekter av livet på jorden. Som en av forskarna formulerade... är det nödvändigt att studera vatten heltäckande, och inte i samband med dess individuella manifestationer.

Vid utarbetandet av materialet användes information från böcker– Yu. P. Rassadkina “Vanligt och extraordinärt vatten”, Yu. Internet lärobok” av A. V. Manuilova, V. I. Rodionov och andra.