Вариант №4 Доклад-сообщение Свойства воды
В природе существует особое и уникальное вещество, без которого не сможет существовать не одно живое существо – это вода. И когда ученые разных стран осуществляют поиск жизни на других планетах они, ищут сначала именно воду. И если она вдруг там существует, то эта планета причисляется к планете земного типа, на которой может быть жизнь.
Вода по своему составу не имеет не цвета не запаха, формы. В жидком состоянии текучая. При нагревании она расширяется при охлаждении сжимается. Отличительной особенностью этого вещества является, что при охлаждении она снова расширяется. Это можно наблюдать зимой, когда сильные морозы вода в водопроводе замерзает и расширяется, поэтому лопаются водопроводные трубы. Благодаря тому, что вода плохо проводит тепло, долго нагревается и охлаждается, обитателям различных водоемов не угрожает не сильное перегревание летом не сильное переохлаждение зимой. Лед образовываясь зимой, предохраняет водоемы от сильного переохлаждения.
Также вода хороший растворитель. В окружающей среде нет абсолютно чистой воды без посторонних веществ. Если например рассмотреть дождевую каплю которая на первый взгляд кажется кристально чистой обнаружится огромное количество различных органических веществ.
Так в морях, озерах реках, океанах растворено огромное количество различных веществ. Так в морях растворено всем известное нам вещество это соль. Ее можно определить по вкусовым качествам морской воды. Поэтому вода в морях считается раствором. Употреблять в пищу такую воду нельзя.
Известен очень интересный факт, человек состоит на 90 процентов из воды. Из этого можно сделать уникальный вывод – все, что влияет на человека так или иначе влияет и на воду. Другими словами, вода основа нашего физического существования, подвержена влиянию из вне, это определенно влияет и на наше духовное состояние. Самый интересный факт, что без еды человек может просуществовать несколько недель, а без воды всего несколько дней.
Вода с точки зрения химии
H2O – невероятно простая формула, но за ней стоит важная и загадочная субстанция. И даже химия, как наука, обязана своим существованием жидкости – первые опыты проводились на водных растворах. Несмотря на это, вода пока изучена не до конца.
Оксид водорода, как называют это вещество химики, состоит из двух атомов водорода и одного – кислорода. Соединяясь, эти три элемента создают невероятно прочную связь, разрушить которую не так просто. Весь секрет в том, что ионы водорода настолько малы, что могут проникать в оболочку кислородного атома соседней молекулы. Так образуется прочное соединение, объединяющее 4 элемента. Сила этой связи оберегает структуру воды от разрушения на протяжении миллионов лет.
У субстанции много имен. Для людей, не связанных с научной деятельностью, это просто вода. А ученые называют прозрачную жидкость оксидом или гидроксидом водорода, оксиданом, монооксидом дигидрогена, дигидромонооксидом и даже гидроксильной кислотой.
С точки зрения химии вода рассматривается как амфолит – вещество, одновременно обладающее свойствами кислоты и основания. Это одно из уникальных свойств жидкости.
Дигидроген является химически активным веществом, растворителем других элементов – органических и неорганических. В школьной программе изучают, что Н2О реагирует с активными металлами (например, кальцием, калием, натрием), галогенами, такими как фтор или хлор, а также с солями, кислотами и множеством других соединений. Кроме того, при нагревании вступает в реакции с некоторыми другими элементами (железом, магнием, углем, метаном, алкилгалогенидами).
Состояния воды
В природе выявлены три различных положения жидкости, как мы уже говорили ранее, это твердый, жидкий или газообразный вид.
Облака в весеннем небе, снежные хлопья зимним днем и летний ливень, все это разнообразные положения воды.
В составе облака находится множество водных капель или миниатюрных кристаллов льда.
Снежинка — это объединение маленьких ледяных кристаллов.
Ливень — просто жидкая вода.
Пар представляет собой воду, пребывающую в газообразном состоянии. Объем влаги в воздухе равен объему водяных паров.
Почему воздух бывает влажный?
Если мы говорим, что воздух влажный, мы имеем в виду, что в воздушной массе присутствует большой объем пара от воды.
Лед — вода в затвердевшем виде. Его плотный слой выглядит лазурным, связано это с тем, что льду свойственно преломление света. Льдинки не тают лишь при температурном показателе 0ºС или ниже. Они наделены меньшей плотностью, в сравнении с холодной водой. Это как раз объясняет тот факт, что айсберги не тонут в воде, а удерживаются на ее поверхности.
Кроме всех трех перечисленных положений воды лишь недавно стало выявлено еще одно ее состояние. Учёные искали объяснение на непредсказуемое поведение жидкости и обнаружили четвертое положение воды— информационное. Тогда стало очевидно: вода, наравне с живым организмом, наделена памятью. Она способна понимать и сохранять в памяти любое действие в пространстве.
Физические и химические свойства
Физические свойства воды определяются особенностями ее строения (молекулярная кристаллическая решетка) и способностью переходить из одного агрегатного состояния в другое в сравнительно небольшом интервале температур. При обычных условиях вода — жидкость с определенной степенью прозрачности. По химической природе она представляет собой оксид водорода. Ее полярная молекула имеет высокий дипольный момент 1,84 Д, что объясняется большой разностью электроотрицательностей атомов кислорода и водорода.
Для промышленных процессов, а также для использования в быту, важен такой параметр вещества, как удельная теплоемкость. обладает очень высоким значением этой характеристики, как в жидком, так и твердом состояниях.
Удельная теплота плавления льда равняется 333,25 кДж/кг(0оС), а парообразования — 2250 кДж/кг.
Вода является отличным растворителем, характеризуется высоким поверхностным натяжением.
В химических реакция вода образуется, например, при нейтрализации кислот щелочами:
Кроме того, может быть получена при реакции оксидов металлов с водородом:
Химические свойства воды
В химическом отношении вода является активным веществом. Являясь участником многих окислительно-восстановительных реакций, она может выступать как растворителем, так и окислителем. Рассмотрим, к примеру, уравнение:
Это уравнение реакции электролиза, в ходе которого под действием электрического тока вода распадается на молекулярный кислород и водород.
Помимо высокой высокой растворяющей способности, вода является амфолитом — электролитом, обладающим одновременно и кислотными и основными свойствами:
При этом частицы H+ (в растворе присутствуют в виде ) и OH- имеют противоположные заряды.
При комнатной температуре вода способна взаимодействовать с наиболее активными металлами, образовывая щелочи. В ходе такой реакции выделяется водород:
А вот реакция с межгалоидными соединениями (интергалогенидами) протекает при пониженных температурах:
В отличие от других галогенов, фтор окисляет воду до кислорода:
Соли, образованные слабыми кислотами и основаниями, в водных растворах подвергаются полному гидролизу (разложению водой):
С водой также вступают в реакции простые вещества металлы и неметаллы, обычно при повышенной температуре:
Непредельные углеводороды ряда алкенов вступают в реакцию гидратации (присоединения воды) в присутствии минеральных кислот. При этом образуются предельные одноатомные спирты:
Влага на планете
Часть ее – поверхностная. Это именно те запасы, которые видны даже из Космоса, жидкость, благодаря которой наша планета получила название Голубой шар.
Вторая часть планетарной влаги – это подземные запасы. Чаще всего они представляют собой своеобразные гигантские сосуды, содержащие воду под высоким давлением. Первые подземные «резервуары» открываются на глубине всего нескольких метров. Именно эти водные запасы служат основой для бытовых колодцев. Учитывая, что верхний слой земли довольно рыхлый, они часто бывают грязными и не подходят для питья.
Но еще в доисторические времена люди умели очищать воду, делая ее подходящей для использования. К примеру, древние египтяне первыми на планете описали способы очистки воды. Эта древняя инструкция датируется примерно 1500 годами до нашей эры. Чтобы сделать жидкость безопасной для употребления, древние жители берегов Нила чаще всего кипятили ее, нагревали на солнце либо погружали в воду кусок раскаленного железа. А чтобы сделать ее прозрачной, пропускали кипящую жидкость через слой песка и гравия. Сегодня человечество прибегает к другим методам очистки, используя знания химии и физики.
Почти 70 % поверхности Земли покрыты водой. Но 97 % от всей влаги на планете – это соленая субстанция, насыщенная разными минералами и химическими соединениями. Теоретически человек может использовать ее для питья после очистки от примесей. Но на практике это довольно трудно и крайне дорого.
Приблизительно 2 % водных запасов – пресная жидкость, хранящаяся в ледниках на Северном и Южном полюсах. Они могли бы стать средством для утоления жажды, если бы не одно «но» – далекое расположение от места обитания людей. Немного больше 1,5 % от всех запасов составляют подземные воды, а 0,001 % влаги хранится в облаках. И только менее 1 % резервов Н2О реально доступно людям. Но и это еще не все водные запасы Земли. Больше 6 тысяч км куб. жидкости содержится во всех живых организмах на планете. А это растения, животные и мы с вами. Ведь помним, что человек – это 60-70 % Н2О.
Если рассчитать процентное соотношение всей воды на планете, то получится, что:
- 97,54 % – это океаны;
- 1,81 % – ледники;
- 0,63 % – подземные воды;
- 0,009 % – реки и озера;
- 0,007 % – соленая вода на материках;
- 0,001 % – вода в атмосфере.
Виды земной воды
Но это не единственная классификация жидкости
Обращая внимание на содержание кальция и магния в ее составе, различают мягкую и жесткую воду. Учитывая характер водородного изотопа, она бывает легкая, тяжелая и сверхтяжелая
Помимо этого, некоторые классификации выделяют талую субстанцию, структура которой, как порой убеждают, идентична протоплазме клеток нашего организма и обладает полезными свойствами.
Откуда взялась Н2О на планете
Вода имеет жизненно важное значение для выживания человечества. Сегодня мы знаем многое об этой субстанции, кроме самого первого вопроса: откуда она взялась на планете
Каждый помнит картинку из средней школы, на которой изображен цикл кругооборота воды в природе. Жидкость испаряется из водоемов, конденсируется, образует облака и в виде дождя возвращается снова на землю. Все это верно, но школьная картинка никоим образом не объясняет, откуда взялась самая первая вода….
Есть мнение, что история появления воды на нашей планете насчитывает около 13,8 миллиарда лет до Большого взрыва. Астрономы считают, что жидкость на Землю перенесли кометы и астероиды, которые атаковали нашу планету на протяжении миллионов лет. Но так ли это все происходило на самом деле, сегодня ответить невозможно – научные споры продолжаются.
И совсем недавно исследователи из Гавайского университета, проанализировав состав скал на острове Баффинова Земля (Канада), пришли к неожиданному выводу. Они выдвинули новую теорию – о так называемой «родной» воде на Земле. Скалы на острове образовались непосредственно из мантии, без каких-либо влияний земной коры. И вот в их составе исследователи обнаружили стеклянные кристаллы, а в них – капельки воды, чей химический состав оказался идентичен формуле остального оксида водорода.
Гавайские ученые не берутся опровергать теорию об астероидах и кометах, но призывают научный мир по-новому взглянуть на возможные источники первой воды на планете. Возможно, когда Земля была еще молодой, ее подпитывала влага из нескольких точек?..
Итоги
Подведём итоги всему сказанному выше. Так что же такое качественная вода, которую полезно пить?
Итак, уже очень давно определено нормами, стандартами и правилами, что такое чистая, качественная питьевая вода, наиболее подходящая для нашего потребления:
- Вода без цвета и запаха с приятным вкусом от солей и минералов в достаточном и необходимом количестве;
- Вода с диапазоном кислотности рН от 7 до 7,5 — нейтральная;
- Вода с жёсткостью не выше 7 ммоль/л;
- Вода, в которой общая сумма полезных нам минералов не более 1 г/л;
- Вода, в которой отсутствуют вредные химические примеси, либо их количество настолько мало, что даже не определяется;
- Вода, в которой почти полностью отсутствуют бактерии и вирусы. Почти, потому что этих товарищей нам не избежать никогда и вся надежда на наш организм и его войска (иммунная система), которые, не покладая мечей, без устали, ежесекундно борются с ними и побеждают. Иначе, я бы это не писал, а Вы – не читали. Помните финал голливудского фильма с Томом Крузом «Война Миров»? Он закончился словами: «Мы, люди, миллионами лет эволюции и миллионами жизней заслужили право жить на этой земле». Всё это только благодаря нашим иммунным войскам. Будьте им благодарны.
- Ну и добавим сюда отрицательный окислительно-восстановительный потенциал (ОВП) воды, её заряд.
Я попытался собрать и рассказать всё то, что знаю о воде, считаю нужным и чем руководствуюсь. Здесь основные сведения, которые нужно знать, если Вы решили: во-первых, пить воду, во-вторых, пить качественную воду. Остальное, и самое трудное, за Вами. Это – принять, запомнить и руководствоваться этими знаниями.
Ещё одно – где брать хорошую воду, если даже бутилированная вода из магазина может быть не такой уж и хорошей?
Я не знаю, где её брать, да ещё в необходимом нам количестве, и что посоветовать именно Вам, – в своём большинстве, обычному городскому жителю.
Могу только сказать про себя. У моей семьи есть дача в 70 км от Москвы, впрочем, как я думаю, и у многих из Вас также. Естественно, в той местности есть уже и леса, и старые деревни, а там есть и родники, и колодцы. Мы нашли колодец, где бьёт мощный родник. Этим родником люди пользуются уже не один десяток лет и, с их же слов, вода проверялась в лаборатории и полностью пригодна для питья. Понятно, что спрашивать документы и сертификаты в данных условиях невозможно, но у нас нет оснований не верить им, а им обманывать нас. Во всяком случае, уже очень давно (на момент написания этой статьи) мы пьём эту воду и всё хорошо. А если у Вас прозрачный чайник, то Вы увидите, что даже после нескольких месяцев кипячения в нём такой воды, его стенки прозрачны. Вы сразу почувствуете, чем отличается родниковая вода от водопроводной, даже очищенной. Скорее всего, Вам будет уже трудно и невкусно пить воду из-под крана.
Найдите тоже подобное место, этого надо просто захотеть. Узнайте, поспрашивайте местное население, а найдёте, неплохо было бы выяснить, проверялась ли когда-нибудь вода. В крайнем случае, если есть возможности, проверьте сами. Сейчас лабораторий, проверяющих воду, полно.
Мы ездим за водой раз в пару месяцев, благо дача рядом с этим местом. Набираем сразу 10 двадцатилитровых бутылей (ну, Вы знаете, в них в офисы привозят воду). Вода хранится на балконе, закрытая плотным одеялом. Самые лучшие условия хранения зимой: на балконе прохладно, вода закрыта от солнца. Это самое правильное хранение для воды: темнота и прохлада. Помню, как-то летом оставили бутылку на балконе, на солнце: буквально за пару дней все 20 литров воды стали зелёными и стенки бутылки покрылись зеленью. Как видите, солнце, качественная, живая вода, и жизнь бурлит и цветёт.
Перед употреблением мы воду пропускаем через фильтр (на всякий случай) и пьём в кипячёном (чай) и сыром виде (чистую). Кипячёная вода считается «мёртвой».
Немного неприятного. Помните, жизнь есть везде и чистая родниковая вода (в первую очередь) не исключает наличия паразитов и глистов. Будьте внимательны и осторожны, потребляя такую природную воду, будьте в ней уверены и она принесёт вам только пользу.
Спасибо, что дочитали. Это было нелегко, я понимаю, но надеюсь, Вы также почерпнули новые знания и пользу для себя.
Главное, воспользуйтесь этими знаниями в реальной жизни.
А напоследок, посмотрите какую красоту мне удалось запечатлеть на даче. Как Вам?
Всего доброго, не болейте!