Водата и нейните свойства

"Водата и нейните свойства"

ученичка от 11 "Б" клас

Вода - вещество, познато и необичайно. Известният съветски учен, академик I.V.Petryanov своите изследвания - ". Най-необичайни материал в света" популярна книга за вода, наречен Лекар на биологичните науки B.F.Sergeev започнаха своята книга "Забавните физиология" с една глава по вода - ". Веществото, който е създал нашата планета"

Учените са прави: не е вещество в света е по-важно за нас, отколкото обикновената вода, а в същото време има и друг на едно и също вещество, свойствата на които са били толкова много противоречия и аномалии, но в неговите качества.

Почти три четвърти от повърхността на нашата планета е заета от океаните и моретата. Твърди вода - сняг и лед - покрити 20% от земята. От общата сума на вода в света, равна на 1 млрд. 386 Mill. Кубични километра 1 млрд. 338 Mill. Кубични километра отчитат океани солена вода и само на 35 Mill. Кубични километра отчетени от прясна вода. Обща сума на океанската вода би било достатъчно, за да го покрие глобус слой от повече от 2,5 км. За всеки човек на Земята пада около 0.33 кубични километра морска вода и 0,008 кубични километра сладка вода. Но трудността е, че по-голямата част от прясната вода на Земята е в такова състояние, което го прави недостъпни за хората. Почти 70% от прясната вода се съдържа в полярните шапки полярните региони и планинските ледници, 30% - в водоносни пластове под земята, а в леглата на реките в същото време съдържа само 0.006% от прясна вода.

намерени в междузвездното пространство молекули вода. Водата е част от комети, повечето от планетите в Слънчевата система и техните спътници.

1 Н-2 17 О - 0.04%, 1 Н 2Н 16О - 0.03%. Останалите пет изотопни видове, присъстващи във водата в много малки количества.

Структурата на молекулата. Както е добре известно, свойствата на химични съединения зависи от елементи са съставени от молекули и модифициран естествен. Водата може да се разглежда като водород, както е кислород хидрид или оксид. Водород и кислородни атоми във водни молекули са разположени в ъглите на равнобедрен триъгълник с дължина връзка А на - H 0.957 пМ; ъгъл връзка Н - О - H 104 о 27 '.

Но тъй като два водородни атоми са на една и съща страна на кислород, електрическите заряди са диспергирани в него. Полярен вода молекула, която е причина за много взаимодействие между различните го молекули. Водородните атоми в молекулата на водата, с частичен положителен заряд, електрони взаимодействат с кислородни атоми, съседен molekul.Takaya химична връзка се нарича г от г р о н о г. Тя обединява водните молекули в оригиналната пространствената структура на полимери. Водната пара присъства около 1% димери вода. Разстоянието между кислородните атоми - 0.3 пМ. Течните и твърдите фази на всяка молекула вода образува четири водородни връзки, две - като протонен донор и две - като протонен акцептор. Средната продължителност на тези връзки - 0, 28 пМ, ъгълът Н - О - H 180 0 тенденция да .Chetyre водородно свързване на водните молекули, насочени приблизително до върховете на редовен тетраедър.

модификации Структура лед представлява триизмерна мрежа. В модификации, съществуващите ниско налягане, така наречените лед - I. Съобщение Н - О - Н, почти праволинейни и насочени към върховете на редовен тетраедър. Но при високи налягания, обикновено лед може да се превърне в така наречената леда - II, лед - III така нататък - по-тежки, плътни кристални форми на това вещество. Най-твърда, гъста и огнеупорен дълго - лед - и VII на леда - VIII. Лед - VII получава 3 милиарда налягане Pa, се топи при температура от + 190 0 ° С модификации - лед - II - лед - VI - лигатура Н - О - H извита и ъглите между тях се различават от тетраедър, което води до увеличаване на плътността в сравнение с плътността на конвенционалния лед. Само модификации лед - VII и лед - VIII достига най-високата плътност опаковка: в тяхната структура две редовен мрежа, изградена от тетраедри, поставена в един от друг, докато поддържането на система за линейни водородни връзки.

Триизмерна мрежа от водородни връзки, изградени от тетраедри, съществува в течна вода и в целия диапазон от температурата на топене на критичната температура на + 3,98 0 ° С увеличаването на плътността чрез стапяне, както в случая на плътни модификации лед обяснено кривина на водородни връзки.

Кривина на водородни връзки увеличава с температура и налягане, което води до увеличаване на плътността. От друга страна, когато нагряване на средните водородните връзки става по-голям, в резултат на което намалява неговата плътност. Комбинираното действие на два факта обясни наличието на максимална плътност на вода при температура от + 3 0 98 С.

Физичните свойства на водата са аномалии, поради Горните данни за взаимодействието между водните молекули.

Вода - единственото вещество на земята, която съществува естествено в трите състояния на агрегация - течна, твърда и газообразна.

Топене лед при атмосферно налягане, придружено с намаляване на обема на 9%. Плътност на течна вода при температура, близка до нула, по-голяма от тази на лед. При 0 0 ° С 1 грам лед се 1.0905 обем кубичен сантиметър, и 1 грам вода течност заема обем от 1.0001 кубически сантиметра. И ледът е плаващ, защото и да не се замразява обикновено чрез водни обекти, но само, обхванат от лед.

Коефициентът на температура на обемно разширение на лед и вода в течно съответно е отрицателен при температури под - 210 0 ° С и 3.98 + 0 ° С

Топлина увеличения капацитет през топене е почти наполовина и в диапазона от 0 0 ° С до 100 0 С е почти независими от температурата.

Водата има неправилна висока температура на топене и кипене точки в сравнение с другите водородни съединенията от подгрупа елементи на основната група VI от периодичната таблица.

водород телурид селенид сулфид вода

tplavleniya- 51 0 ° С - 64 0 ° С - 82 ° С 0 0 ° 0

т кипене - 4 0 ° С - 42 0 ° С - 61 ° С 0 100 0 С

Но не само защото ние вярваме, че водата е жизнено важна субстанция. Фактът, че човешкото тяло е почти 63-68% вода. Почти всички биохимични реакции при всяка жива клетка - е реакция във водни разтвори. С отделянето на водата от тялото ни на токсични отпадъци; Водата освободена от потните жлези и се изпарява от кожата, регулира температурата на тялото ни. растителни и животински представители съдържат един и същ изобилието на вода в телата им. Най-малко вода, само 5-7% от теглото, съдържа някои мъхове и лишеи. Повечето от жителите на земята и растенията се състои от повече от половината от водата. Например, бозайници съдържат 60-68% Риба - 70%; водорасли - 90 - 98% вода.

Същите разтвори (за предпочитане водни) се извършва повечето процеси в химическата промишленост, в производството на фармацевтични и хранителни продукти.

Не случайно хидрометалургия - извличане на метали от руди и концентрати, разтвори на различни реагенти - е станала важен промишленост.

Вода - важен източник на енергия. Както знаете, всички водноелектрически централи по света, от най-малките до най-големите, преобразуват механичната енергия на водния поток в електричество изключително чрез водни турбини със свързано с техните производители на електроенергия. В ядрената енергия загрява вода ядрен реактор, парната турбина се върти генератор и генерира електрически ток.

Вода, въпреки всички anomolnye свойства, е показател за измерване tempkratury, маса (тегло), количеството топлина, надморска височина.

Шведски физик Андерс Tselsy, член на Стокхолмската академия на науките, създадена през 1742 Целзий термометър, който в момента се използва почти навсякъде. означава точката на кипене на водата и 100. точка 0 лед топене.

В развитието на метричната система, създадена с указ на френския революционен правителството през 1793 г. за замяна на различни стари мерки, вода се използва за създаване на основните мерки за масово (тегло) - килограми и грамове: 1 грам, както знаем, е теглото на един кубичен сантиметър (милилитър) на мрежата вода при максимална плътност - 4 0 С. Следователно, 1 кг - е теглото на 1 литър (1000 кубически сантиметра) или 1 кубичен дециметър на вода: а една т (1,000 кг) - е теглото на един кубичен метър вода.

Водата се използва за измерване на количеството топлина. Един калории - количеството топлина, необходима за нагряване на един грам вода от 14, 5 до 15,5 0 ° С

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

През 1932 г. американците G.Yuri E.Osborn и е установено, че дори и в най-чиста вода, която може да се получи само в лабораторни условия, съдържа малко количество от вещество, което се изразява, както изглежда, същата химическа формула H2O, но с молекулно тегло от 20 вместо 18 тегловни присъщи на обикновена вода. Юри нарича веществото на тежка вода. Голям вода тежки тегло се дължи на факта, че неговите молекули, състоящи се от водородни атоми с атомно тегло два пъти в сравнение с конвенционалните водородните атоми. Dual тегло на тези атоми в своя страна се дължи на факта, че техните ядра съдържат, освен един протон ядро ​​представляващо конвенционален водород, по един неутрони. Тежка изотоп на водород, наречен деутерий

(D или Н2) и нормално повикване протий водород стомана. Тежка вода, деутерий оксид, изразена чрез формулата D2 О.

Малко трета супертежък водороден изотоп беше открита с един протон и два неутрона в ядрото, което е наречен тритий (Т или 3 Н). В съединението с тритий с кислород образува вода супертежък Т2 О с молекулно тегло 22.

В естествени води съдържат средно около 0,016% тежка вода. Тежката вода е подобна по външен вид на обикновена вода, но в много различни физични свойства от нея. Точка на кипене тежка вода 101,4 0 ° С, точката на замръзване на 3,8 0 ° С твърда вода е 11% по-тежки от нормалното. Специфично тегло на тежка вода при 25 0 С е равно на 1,1. Това лошо (5 - 15%) се разтваря различни соли. тежък Скоростта на водния поток на някои химични реакции, различни от обикновена вода.

И физиологично тежка вода влияе на живата материя по различен начин: за разлика от обикновената вода, с животворна сила, тежка вода напълно инертен. Растителни семена, вода тях, ако тежка вода, не покълнат; попови лъжички, микроби, червеи, в тежка вода риба не могат да съществуват; Ако едно животно пие тежка вода, те ще умрат от жажда. Тежка вода - тя е мъртва вода.

Има и друг вид вода, различни по физични свойства от обикновена вода - това магнетизираната вода. Такава вода, произведен от магнити, монтирани в тръбопровода, през които тече вода. Магнитни вода променя физико - химични свойства: скорост на химични реакции в него се увеличава, ускорява кристализация на разтворените вещества се увеличава спичане на твърди частици на примеси и утаяване на утайката и образуването на големи флокули (коагулация). Намагнитизирането се прилага успешно при водни станции при оттегляне висока мътност на водата. Той също така ви позволява бързо да се утаят на замърсени промишлени отпадъчни води.

От химичните свойства на водата са особено важни способността му да разграничи молекули (разпад) йони във вода и способността да се разтваря вещества с различна химическа природа.

Ролята на вода като основен разтворител и универсален определя основно от полярността на неговите молекули и, като следствие от неговата изключително висока диелектрична константа. Противоположно заредени електрически заряди, и по-специално йони привлечени един към друг във вода в 80 пъти по-слаби, отколкото би се привлича от въздуха. Силите на привличане между молекули или атоми на тялото потопени във водата и по-слаба в сравнение с въздуха. Топлинно движение в този случай е по-лесно да се прекъсне молекулата. Ето защо е налице прекратяване, включително и много слабо разтворими вещества: капка носи камъка.

Само малка част от молекулите (един от 500 000 000) се подлага на електролитна дисоциация на схемата:

Въпреки това, хвърли условно уравнение: не може да съществува във водна среда, лишена от електрони обвивка на протонната Н + от. Той незабавно се свързва към молекула вода за образуване на хидрониев йон H3 О +. което от своя страна се комбинира с един, два или три молекули вода в

Електролитен дисоциация на вода - причинно хидролизата на соли на слаби киселини и (или) бази. Степента на електролитна дисоциация увеличава значително с увеличаване на температурата.

Образуването на елементите на вода съгласно реакцията: