1 од главните својства на водата. Вода. Уникатни својства на водата. Хидрати и кристални хидрати
Водата (водород оксид) е проѕирна течност која е безбојна (во мали количини), без мирис и вкус. Хемиска формула: H2O. Во цврста состојба се нарекува мраз или снег, а во гасовита состојба се нарекува водена пареа. Околу 71% од површината на Земјата е покриена со вода (океани, мориња, езера, реки, мраз на половите).
Тоа е добар високополарен растворувач. Во природни услови, секогаш содржи растворени материи (соли, гасови). Водата е од клучно значење во создавањето и одржувањето на животот на Земјата, во хемиската структура на живите организми, во формирањето на климата и времето.
Речиси 70% од површината на нашата планета е окупирана од океани и мориња. Тврдата вода - снег и мраз - покрива 20% од земјата. Од вкупната количина на вода на Земјата, еднаква на 1 милијарда 386 милиони кубни километри, 1 милијарда 338 милиони кубни километри се уделот на солените води на Светскиот океан, а само 35 милиони кубни километри се уделот на свежите води. Вкупната количина на океанска вода би била доволна за да ја покрие земјината топка со слој од повеќе од 2,5 километри. За секој жител на Земјата има приближно 0,33 кубни километри морска вода и 0,008 кубни километри свежа вода. Но, тешкотијата е во тоа што огромното мнозинство на свежа вода на Земјата е во состојба што го отежнува пристапот на луѓето. Речиси 70% од свежата вода е содржана во ледените плочи на поларните земји и во планинските глечери, 30% е во водоносните слоеви под земја, а само 0,006% од слатката вода е содржана во коритата на сите реки. Во меѓуѕвездениот простор се откриени молекули на вода. Водата е дел од кометите, повеќето планети во Сончевиот систем и нивните сателити.
Состав на вода (по маса): 11,19% водород и 88,81% кислород. Чистата вода е транспарентна, без мирис и вкус. Има најголема густина на 0°C (1 g/cm3). Густината на мразот е помала од густината на течната вода, па затоа мразот исплива на површината. Водата замрзнува на 0°C и врие на 100°C при притисок од 101.325 Pa. Лошо ја спроведува топлината и многу лошо ја спроведува електричната енергија. Водата е добар растворувач. Молекулата на водата има аголна форма атомите на водород формираат агол од 104,5° во однос на кислородот. Според тоа, молекулата на водата е дипол: делот од молекулата каде што се наоѓа водородот е позитивно наелектризиран, а делот каде што се наоѓа кислородот е негативно наелектризиран. Поради поларитетот на молекулите на водата, електролитите во неа се дисоцираат во јони.
Течната вода, заедно со обичните молекули H20, содржи поврзани молекули, т.е. поврзани во посложени агрегати (H2O)x поради формирање на водородни врски. Присуството на водородни врски помеѓу молекулите на водата ги објаснува аномалиите на неговите физички својства: максимална густина на 4 ° C, висока точка на вриење (во серијата H20-H2S - H2Se) и ненормално висок топлински капацитет. Како што се зголемува температурата, водородните врски се кршат, а настанува целосен прекин кога водата се претвора во пареа.
Водата е високо реактивна супстанција. Во нормални услови, тој реагира со многу базни и кисели оксиди, како и со алкални и земноалкални метали. Водата формира бројни соединенија - кристални хидрати.
Очигледно, соединенијата што ја врзуваат водата можат да послужат како средства за сушење. Други супстанции за сушење вклучуваат P2O5, CaO, BaO, метал Ma (тие исто така реагираат хемиски со вода), како и силика гел. Важните хемиски својства на водата ја вклучуваат нејзината способност да влегува во реакции на хидролитичко распаѓање.
Физички својства на водата.
Водата има голем број необични карактеристики:
1. Кога мразот се топи, неговата густина се зголемува (од 0,9 на 1 g/cm³). За речиси сите други супстанции, густината се намалува кога се топи.
2. Кога се загрева од 0°C до 4°C (3,98°C поточно), водата се собира. Соодветно на тоа, при ладење, густината паѓа. Благодарение на ова, рибите можат да живеат во резервоари за замрзнување: кога температурата паѓа под 4 °C, постудената вода, како помалку густа, останува на површината и замрзнува, а позитивната температура останува под мразот.
3. Висока температура и специфична топлина на фузија (0 °C и 333,55 kJ/kg), точка на вриење (100 °C) и специфична топлина на испарување (2250 KJ/kg), во споредба со водородни соединенија со слична молекуларна тежина.
4. Висок топлински капацитет на течна вода.
5. Висок вискозитет.
6. Висок површински напон.
7. Негативен електричен потенцијал на површината на водата.
Сите овие карактеристики се поврзани со присуството на водородни врски. Поради големата разлика во електронегативноста помеѓу атомите на водород и кислород, електронските облаци се силно пристрасни кон кислородот. Поради ова, а исто така и фактот што водородниот јон (протон) нема внатрешни електронски слоеви и е мал по големина, може да навлезе во електронската обвивка на негативно поларизиран атом на соседната молекула. Поради ова, секој атом на кислород е привлечен од атомите на водород на други молекули и обратно. Интеракцијата на размена на протони помеѓу и во молекулите на водата игра одредена улога. Секоја молекула на вода може да учествува во најмногу четири водородни врски: 2 водородни атоми - секој во еден и атом на кислород - во два; Во оваа состојба, молекулите се во леден кристал. Кога мразот се топи, некои од врските се прекинуваат, што овозможува молекулите на водата да бидат поцврсто спакувани; Кога водата се загрева, врските продолжуваат да се кршат и нејзината густина се зголемува, но на температури над 4 °C овој ефект станува послаб од термичката експанзија. За време на испарувањето, сите преостанати врски се кршат. Раскинувањето на врските бара многу енергија, па оттука и високата температура и специфичната топлина на топење и вриење и високиот топлински капацитет. Вискозноста на водата се должи на фактот што водородните врски ги спречуваат молекулите на водата да се движат со различни брзини.
Од слични причини, водата е добар растворувач за поларните материи. Секоја молекула на растворената супстанца е опкружена со молекули на вода, а позитивно наелектризираните делови од молекулата на растворената супстанција привлекуваат атоми на кислород, а негативно наелектризираните делови привлекуваат атоми на водород. Бидејќи молекулата на водата е мала по големина, многу молекули на вода можат да ја опкружат секоја молекула на растворена супстанција.
Ова својство на водата го користат живите суштества. Во жива клетка и во меѓуклеточниот простор, растворите на различни супстанции во водата комуницираат. Водата е неопходна за животот на сите едноклеточни и повеќеклеточни живи суштества на Земјата без исклучок.
Чистата (без нечистотии) вода е добар изолатор. Во нормални услови, водата е слабо дисоцирана и концентрацијата на протони (поточно, јони на хидрониум H3O+) и хидроксилни јони HO- е 0,1 µmol/l. Но, бидејќи водата е добар растворувач, одредени соли речиси секогаш се раствораат во неа, односно во водата има позитивни и негативни јони. Благодарение на ова, водата спроведува струја. Електричната спроводливост на водата може да се користи за да се одреди нејзината чистота.
Водата има индекс на прекршување n=1,33 во оптичкиот опсег. Сепак, тој силно го апсорбира инфрацрвеното зрачење и затоа водената пареа е главниот природен гас со ефект на стаклена градина, одговорен за повеќе од 60% од ефектот на стаклена градина. Поради големиот диполен момент на молекулите, водата апсорбира и микробранова радијација, на што се базира принципот на работа на микробрановата печка.
Агрегирани состојби.
1. Според условот се разликуваат:
2. Цврст - мраз
3. Течност - вода
4. Гасовита - водена пареа
Сл. 1 „Видови снегулки“
При атмосферски притисок, водата замрзнува (претвора во мраз) на 0°C и врие (претвора во водена пареа) на 100°C. Како што се намалува притисокот, точката на топење на водата полека се зголемува, а точката на вриење се намалува. При притисок од 611,73 Pa (околу 0,006 атм), точките на вриење и топење се совпаѓаат и стануваат еднакви на 0,01 °C. Овој притисок и температура се нарекуваат тројна точка на водата. При помал притисок, водата не може да биде течна и мразот директно се претвора во пареа. Температурата на сублимација на мразот опаѓа со намалување на притисокот.
Како што се зголемува притисокот, се зголемува точката на вриење на водата, се зголемува и густината на водената пареа на точката на вриење, а густината на течната вода се намалува. На температура од 374 °C (647 K) и притисок од 22.064 MPa (218 atm), водата ја поминува критичната точка. Во овој момент, густината и другите својства на течната и гасовита вода се исти. При повисоки притисоци нема разлика помеѓу течна вода и водена пареа, па оттука нема вриење или испарување.
Можни се и метастабилни состојби - презаситена пареа, прегреана течност, супер ладена течност. Овие состојби можат да постојат долго време, но тие се нестабилни и при контакт со постабилна фаза се јавува транзиција. На пример, не е тешко да се добие суперизладена течност со ладење на чиста вода во чист сад под 0 °C, но кога ќе се појави центар за кристализација, течната вода брзо се претвора во мраз.
Изотопски модификации на водата.
И кислородот и водородот имаат природни и вештачки изотопи. Во зависност од видот на изотопи вклучени во молекулата, се разликуваат следниве видови вода:
1. Лесна вода (само вода).
2. Тешка вода (деутериум).
3. Супертешка вода (тритиум).
Хемиски својства на водата.
Водата е најчестиот растворувач на Земјата, што во голема мера ја одредува природата на копнената хемија како наука. Поголемиот дел од хемијата, на почетокот како наука, започна токму како хемија на водени раствори на супстанции. Понекогаш се смета како амфолит - и киселина и база во исто време (катјон H+ анјон OH-). Во отсуство на туѓи материи во водата, концентрацијата на јони на хидроксид и водородни јони (или јони на хидрониум) е иста, pKa ≈ прибл. 16.
Водата, едно од најневеројатните соединенија на Земјата, долго време ги воодушевува истражувачите со необичноста на многу нејзини физички својства:
1) Неисцрпност и на супстанција и на природен ресурс; ако сите други ресурси на земјата се уништени или дисперзирани, тогаш се чини дека водата бега од ова, добивајќи различни форми или состојби: покрај течна, цврста и гасовита. Тоа е единствената супстанција и ресурс од ваков вид. Ова својство обезбедува сеприсутност на водата што продира низ целата географска обвивка на Земјата и врши разновидна работа во неа.
2) Неговото вродено проширување за време на стврднување (замрзнување) и намалување на волуменот за време на топење (премин во течна состојба).
3) Максимална густина на температура од +4 ° C и поврзаните многу важни својства за природни и биолошки процеси, на пример, исклучување на длабоко замрзнување на водни тела. Како по правило, максималната густина на физичките тела се забележува на температурата на зацврстување. Максималната густина на дестилирана вода се забележува при ненормални услови - на температура од 3,98-4 °C (или заоблени +4 °C), односно на температура над точката на зацврстување (замрзнување). Кога температурата на водата отстапува од 4 °C во двете насоки, густината на водата се намалува.
4) При топење (топење), мразот лебди на површината на водата (за разлика од другите течности).
5) Абнормална промена во густината на водата ја повлекува истата абнормална промена во волуменот на водата кога се загрева: со зголемување на температурата од 0 до 4 ° C, волуменот на загреана вода се намалува и само со дополнително зголемување почнува да се зголемува . Ако, со намалување на температурата и за време на преминот од течна во цврста состојба, густината и волуменот на водата се промениле на ист начин како што се случува со огромното мнозинство на супстанции, тогаш кога се приближува зимата, површинските слоеви на природните води ќе се олади на 0 ° C и ќе потоне на дното, ослободувајќи ги потоплите слоеви на просторот и тоа ќе продолжи додека целата маса на резервоарот не добие температура од 0 ° C. Тогаш водата би почнала да замрзнува, ледените санти што настанале би потонале на дното, а резервоарот би замрзнал до целата длабочина. Сепак, многу форми на живот во вода би биле невозможни. Но, бидејќи водата ја достигнува својата најголема густина на 4 °C, движењето на нејзините слоеви предизвикано од ладењето завршува кога ќе се достигне оваа температура. Со дополнително намалување на температурата, изладениот слој, кој има помала густина, останува на површината, се замрзнува и со тоа ги штити основните слоеви од понатамошно ладење и замрзнување.
6) Преминот на водата од една во друга состојба е придружен со трошење (испарување, топење) или ослободување (кондензација, замрзнување) на соодветна количина на топлина. Потребни се 677 калории за да се стопи 1 g мраз, а 80 cal помалку за да се испари 1 g вода. Високата латентна топлина на спојување на мраз обезбедува снегот и мразот полека да се топат.
7) Способноста релативно лесно да премине во гасовита состојба (испарува) не само на позитивни, туку и на негативни температури. Во вториот случај, испарувањето се случува заобиколувајќи ја течната фаза - од цврстата (мраз, снег) директно во фазата на пареа. Овој феномен се нарекува сублимација.
8) Ако ги споредиме температурите на вриење и замрзнување на хидридите формирани од елементите од шестата група на периодниот систем (селен H 2 Se, телуриум H 2 Te) и водата (H 2 O), тогаш по аналогија со нив точката на вриење на водата треба да биде околу 60 ° C, а точката на замрзнување е под 100 ° C. Но и овде се појавуваат аномални својства на водата - при нормален притисок од 1 atm. водата врие на +100 °C и замрзнува на 0 °C.
9) Од огромно значење во животот на природата е фактот што водата има ненормално висок топлински капацитет, 3000 пати поголем од воздухот. Тоа значи дека кога 1 m 3 вода се лади со 1 0 C, 3000 m 3 воздух се загреваат за исто толку. Затоа, со акумулирање на топлина, Океанот има умерено влијание врз климата на крајбрежните области.
10) Водата ја апсорбира топлината кога испарува и се топи, ослободувајќи ја кога ќе се кондензира од пареа и ќе замрзне.
11) Способноста на водата во дисперзирани медиуми, на пример во ситно порозни почви или биолошки структури, да премине во врзана или дисперзирана состојба. Во овие случаи во голема мера се менуваат својствата на водата (нејзината подвижност, густина, точка на замрзнување, површински напон и други параметри), кои се исклучително важни за појавата на процесите во природните и биолошките системи.
12) Водата е универзален растворувач, затоа, не само во природата, туку и во лабораториски услови, не постои идеално чиста вода од причина што е способна да раствори кој било сад во кој е затворен. Се претпоставува дека површинскиот напон на идеално чистата вода би бил таков што може да се лизга на неа. Способноста на водата да се раствори обезбедува пренос на супстанции во географската обвивка, е основата на размената на супстанции помеѓу организмите и животната средина и е основа на исхраната.
13) Од сите течности (освен жива), водата има најголем површински притисок и површинска напнатост: = 75 10 -7 J/cm 2 (глицерол - 65, амонијак - 42, и сите други под 30 10 -7 J / cm 2 ). Поради ова, капка вода има тенденција да добие облик на топка, а кога ќе дојде во контакт со цврсти тела, ја навлажнува површината на повеќето од нив. Затоа може да се издигне низ капиларите на карпите и растенијата, обезбедувајќи формирање почва и исхрана на растенијата.
14) Водата има висока термичка стабилност. Водената пареа почнува да се распаѓа на водород и кислород само на температури над 1000 °C.
15) Хемиски чистата вода е многу лош спроводник на електрична енергија. Поради малата компресибилност, звукот и ултразвучните бранови добро се шират во вода.
16) Својствата на водата во голема мера се менуваат под влијание на притисокот и температурата. Така, како што се зголемува притисокот, точката на вриење на водата се зголемува, а точката на замрзнување, напротив, се намалува. Со зголемување на температурата, површинскиот напон, густината и вискозноста на водата се намалуваат, а електричната спроводливост и брзината на звукот во водата се зголемуваат.
Аномалните својства на водата земени заедно, што укажува на нејзината исклучително висока отпорност на надворешни фактори, се предизвикани од присуството на дополнителни сили помеѓу молекулите, наречени водородни врски. Суштината на водородната врска е дека водородниот јон поврзан со јон на друг елемент е способен електростатски да привлече јон од истиот елемент од друга молекула. Молекулата на водата има аголна структура: јадрата вклучени во неговиот состав формираат рамнокрак триаголник, во основата на кој има два протони, а на врвот - јадрото на атом на кислород (Слика 2.2).
Слика 2.2 – Структура на молекула на вода
Од 10 електрони (5 пара) присутни во молекулата, еден пар (внатрешни електрони) се наоѓа во близина на јадрото на кислородот, а од преостанатите 4 пара електрони (надворешни), еден пар е поделен помеѓу секој од протоните и кислородот. јадро, додека 2 пара остануваат недефинирани и насочени кон темињата на тетраедарот спроти протоните. Така, во молекулата на водата има 4 полови на полнење лоцирани на темињата на тетраедарот: 2 негативни, создадени од вишок на густина на електрони на локациите на осамени парови електрони и 2 позитивни, создадени од неговиот недостаток на локациите на протони.
Како резултат на тоа, молекулата на водата се покажува како електричен дипол. Во овој случај, позитивниот пол на една молекула на вода го привлекува негативниот пол на друга молекула на вода. Резултатот е агрегати (или асоцијации на молекули) од две, три или повеќе молекули (Слика 2.3).
Слика 2.3 – Формирање на поврзани молекули од диполи на вода:
1 – монохидрол H 2 O; 2 - дихидрол (H 2 O) 2; 3 – трихидрол (H 2 O) 3
Следствено, единечни, двојни и тројни молекули се истовремено присутни во водата. Нивната содржина варира во зависност од температурата. Мразот содржи главно трихидроли, чиј волумен е поголем од монохидролите и дихидролите. Како што се зголемува температурата, брзината на движење на молекулите се зголемува, силите на привлекување меѓу молекулите слабеат, а во течна состојба, водата е мешавина од три-, ди- и монохидроли. Со дополнително зголемување на температурата, молекулите на трихидрол и дихидрол се распаѓаат на температура од 100 °C, водата се состои од монохидроли (пареа).
Постоењето на осамени електронски парови ја одредува можноста за формирање на две водородни врски. Уште две врски настануваат поради два водородни атоми. Како резултат на тоа, секоја молекула на вода може да формира четири водородни врски (Слика 2.4).
Слика 2.4 - Водородни врски во молекулите на водата:
– означување на водородна врска
Поради присуството на водородни врски во водата, се забележува висок степен на ред во распоредот на нејзините молекули, што ја доближува до цврсто тело, а во структурата се појавуваат бројни празнини што ја прават многу лабава. Најмалку густите структури ја вклучуваат структурата на мразот. Во него има празнини, чии димензии се малку поголеми од димензиите на молекулата H 2 O Кога мразот се топи, неговата структура се уништува. Но, дури и во течна вода, водородните врски меѓу молекулите се зачувани: се појавуваат соработници - јадра на кристални формации. Во оваа смисла, водата е во средна положба помеѓу кристалната и течната состојба и е повеќе слична на цврста отколку на идеална течност. Меѓутоа, за разлика од мразот, секој соработник постои многу кратко: постојано се случува уништување на некои агрегати и формирање на други агрегати. Празнините на таквите „ледени“ агрегати можат да сместат единечни молекули на вода, а пакувањето на молекулите на водата станува погусто. Затоа, кога мразот се топи, волуменот окупиран од водата се намалува и неговата густина се зголемува. На + 4 °C, водата има најгусто пакување.
Кога водата се загрева, дел од топлината се троши на кршење на водородните врски. Ова го објаснува високиот топлински капацитет на водата. Водородните врски помеѓу молекулите на водата се целосно уништени кога водата се претвора во пареа.
Сложеноста на структурата на водата не се должи само на својствата на нејзината молекула, туку и на фактот дека, поради постоењето на изотопи на кислород и водород, водата содржи молекули со различна молекуларна тежина (од 18 до 22). Најзастапена е „редовната“ молекула со молекуларна тежина од 18. Содржината на молекулите со висока молекуларна тежина е мала. Така, „тешката вода“ (молекуларна тежина 20) сочинува помалку од 0,02% од сите резерви на вода. Во атмосферата не се наоѓа во еден тон речна вода, а во морската вода - 160-170 g.
Неверојатните својства на водата овозможија да се појави и да се развие живот на Земјата. Благодарение на нив, водата може да игра незаменлива улога во сите процеси што се случуваат во географската средина.
Водата е една од главните супстанции кои обезбедуваат постоење на планетата и човештвото. Ова е сосема уникатен елемент, без кој животот на кое било живо суштество е невозможен. Некои хемиски и физички својства на водата се единствени.
Важноста на оваа супстанца не може да се прецени. Водата го зафаќа најголемиот дел од планетата, формира океани, мориња, реки и други водни тела. Тој е директно вклучен во формирањето на климата и времето, а со тоа обезбедува одредени услови за постоење во еден или друг агол на планетата.
Служи како живеалиште за многу организми. Покрај тоа, речиси секое живо суштество, до еден или друг степен, се состои од вода. На пример, неговата содржина во човечкото тело се движи од 70 до 90 проценти.
Физички својства на водата: краток опис
Молекулата на водата е единствена. Неговата формула веројатно им е позната на сите: H2O. Но, некои физички својства на водата директно зависат од структурата на нејзината молекула.
Во природата, водата постои во три форми одеднаш, во нормални услови, таа е безбојна, без мирис и без вкус. Кога температурата паѓа, водата се кристализира и се претвора во мраз. Како што се зголемува температурата, течноста се претвора во гасовита состојба - водена пареа.
Водата се карактеризира со висока густина, која е приближно 1 грам на кубен сантиметар. Водата врие кога температурата ќе се искачи на сто степени Целзиусови. Но, кога температурата ќе падне на 0 степени, течноста се претвора во мраз.
Интересно, намалувањето на атмосферскиот притисок предизвикува промена на овие индикатори - водата врие на пониска температура.
Топлинската спроводливост на водата е приближно 0,58 W/(m*K). Друг важен показател е неговото високо ниво, што е речиси еднакво на соодветниот индикатор за жива.
Уникатни физички својства на водата
Како што веќе споменавме, водата е таа што обезбедува нормално постоење на планетата, влијаејќи на климата и животот на организмите. Но, оваа супстанца е всушност единствена. Токму овие неверојатни својства на водата обезбедуваат живот.
Земете, на пример, густината на мразот и водата. Во повеќето случаи, при замрзнување, молекулите на супстанциите се наоѓаат поблиску една до друга, нивната структура станува покомпактна и густа. Но, оваа шема не работи со вода. Овој неверојатен имот прв го опиша Галилео.
Ако полека ја намалувате температурата и ја следите, тогаш на почетокот шемата ќе биде сосема стандардна - супстанцијата ќе стане погуста и покомпактна. Промени ќе има откако температурата ќе достигне +4 степени. Со оваа брзина, водата одеднаш станува полесна. Ова е причината зошто мразот лебди на површината на водата, но не тоне. Патем, оваа карактеристика обезбедува опстанок на водната флора и фауна - водата ретко целосно замрзнува, зачувувајќи го животот на нејзините жители.
Патем, кога супстанцијата се замрзнува, таа се шири за околу 9%. Оваа карактеристика на водата предизвикува природна корозија на карпите. Од друга страна, токму поради тоа водоводните цевки пукаат при неочекувано студено време.
Но, тоа не е сè Друга уникатна карактеристика е нејзиниот невообичаено висок топлински капацитет. На пример, количината на топлина потребна за загревање на еден грам вода за еден степен е доволна за да се загреат приближно 10 g бакар или 9 g железо.
Целиот светски океан е глобален термостат кој ги ублажува температурните флуктуации, и дневни и годишни. Патем, истите својства се наоѓаат и во атмосферата. Не е тајна дека пустината се карактеризира со остри температурни промени - преку ден е премногу топло, а ноќе многу студено. Ова се должи токму на сувиот воздух и недостатокот на потребната количина на водена пареа.
Датум на: 2009-01-30
Вода- една од најуникатните супстанции на Земјата. И покрај брзиот развој на модерната наука, научниците сè уште не ја проучувале целосно природата на оваа навидум едноставна супстанција! Поради нејзината очигледна едноставност, луѓето на Земјата долго време ја сметаат водата за едноставна, неделива супстанција. И само благодарение на англискиот научник Г. Кевендиш во 1766 година, луѓето дознаа дека водата не е едноставен хемиски елемент, туку соединение од водород и кислород. Подоцна истото го докажа и А. Лавоазие (Франција) во 1783 година.
Зад едноставната формула H 2 O, излегува дека постои мистериозна супстанција која многу водечки умови во науката сè уште не можат да ја решат. Вода- хемиско соединение кое се состои од 11,11% водород и 88,89% (по тежина) кислород. Хемиски чиста водае течност без боја, мирис и вкус.
Водаима голем број уникатни и животински својства, кои сега ќе ги разгледаме.
Вода- единствената течност на Земјата за која зависноста на специфичниот топлински капацитет од температурата има минимум. Овој минимум се реализира на температура од +35 0 C. Во исто време, нормалната температура на човечкото тело, која се состои од две третини (и уште повеќе на млада возраст) вода, е во температурен опсег од 36-38 0 C.
Специфичен топлински капацитет на водатае 4180 J/(kg 0 C) на 0 0 C. Специфичната топлина на фузија кога мразот преминува во течна состојба е 330 kJ/kg, специфичната топлина на испарување е 2250 kJ/kg при нормален притисок и температура од 100 0 C.
Топлински капацитет на воданенормално висока. За да се загрее одредена количина од него за еден степен, потребно е да се троши повеќе енергија отколку кога се загреваат други течности.
Ова резултира со уникатната способност на водата да ја задржува топлината. Огромното мнозинство на други супстанции го немаат ова својство. Оваа исклучителна карактеристика на водата помага да се одржи нормалната телесна температура на една личност на исто ниво и за време на топол ден и за студена ноќ.
Од горенаведеното произлегува дека водата игра главна улога во процесите на регулирање на човечката размена на топлина и му овозможува да одржува удобна состојба со минимум трошоци за енергија.
Поради значителниот топлински капацитет и латентната топлина на трансформација на водата, нејзините огромни волумени на површината на Земјата претставуваат топлински акумулатори. Овие исти својства на водата ја одредуваат неговата употреба во индустријата како течност за ладење. Термичките карактеристики на водата се еден од најважните фактори за стабилноста на биосферата.
Следната единствена работа за водата е нејзината густина. Густината на повеќето течности, кристали и гасови се намалува кога се загреваат и се зголемува кога се ладат, до процесот на кристализација или кондензација. Густина на водакога се лади од 100 на 3,98 0 C, се зголемува, како и кај огромното мнозинство на течности. Но, откако ја достигна својата максимална вредност на температура од 3,98 0 C, густината почнува да се намалува со дополнително ладење на водата. Со други зборови, максималната густина на водата се забележува на температура од 3,98 0 C, а не на точката на смрзнување од 0 0 C.
Замрзнувањето на водата е придружено со нагло намалување на густината за 9%, додека кај повеќето други супстанции процесот на кристализација е придружен со зголемување на густината. Во овој поглед, мразот зазема поголем волумен од течната вода и останува на неговата површина.
Ова необично однесување на густината на водата е исклучително важно за одржување на животот на Земјата. Покривајќи ја водата одозгора, мразот во природата ја игра улогата на еден вид лебдечко ќебе, заштитувајќи ги реките и резервоарите од понатамошно замрзнување и зачувувајќи го животот во подводниот свет. Ако густината на водата се зголемила при замрзнување, мразот би бил потежок од водата и би почнал да тоне, што би довело до смрт на сите живи суштества во реките, езерата и океаните, кои целосно би замрзнале, претворајќи се во блокови од мраз, а Земјата би станала ледена пустина, што е неизбежно ќе доведе до смрт на сите живи суштества.
Од сите течности, водата има најголема површинска напнатост.
Коефициент на површинска напнатостσ, H/m на некои течности на температура од 20 0 C се дадени во табелата подолу
Водата е најсилниот универзален растворувач. Ако му се даде доволно време, може да го раствори речиси секое цврсто тело. Токму поради уникатната способност на водата за растворање, никој сè уште не успеал да добие хемиски чиста вода - таа секогаш содржи растворен материјал од садот.
Бидејќи човекот се состои од 65% (во старост) и 75% (во детството) од вода, природно таа е апсолутно неопходна за сите клучни системи за одржување на животот на човекот. Се наоѓа во човечката крв (79%) и го промовира растворениот транспорт на илјадници супстанции неопходни за живот низ циркулаторниот систем. Водата е содржана во лимфата (96%), која ги носи хранливите материи од цревата до ткивата на живиот организам.
Навистина, гледајќи ги својствата на водата, можеме да заклучиме дека која било од својствата на водата е единствена. Само водата е единствената супстанција на планетата која може да постои во три состојби - течна, цврста и гасовита. Така, водата игра важна улога во енергетско-информациската размена на луѓето со природата. Според некои научници, има меморија и може и да лекува и да уништи.
Извор:Курганов А.М., Федоров Н.Ф. Хидраулични пресметки на системи за водоснабдување и санитација: Прирачник. 1986 година
Коментари на оваа статија!!
Водата е единствена супстанција, основа на сите живи организми на планетата. Може да добие различни форми и да биде во три состојби. Кои се главните физички и хемиски својства на водата? Овие се оние за кои ќе се дискутира во нашата статија.
Водата е...
Водата е најчестото неорганско соединение на нашата планета. Физичките и хемиските својства на водата се одредуваат според составот на нејзините молекули.
Така, структурата на молекулата на водата содржи два атоми на водород (H) и еден атом на кислород (O). Во нормални услови на животната средина, тоа е течност без вкус, мирис и боја. Водата може да постои и во други состојби: во форма на пареа или во форма на мраз.
Повеќе од 70% од нашата планета е покриена со вода. Згора на тоа, околу 97% се јавува во морињата и океаните, така што повеќето од нив не се погодни за човечка исхрана. Ќе дознаете повеќе за основните хемиски својства на водата за пиење.
Водата во природата и човечкиот живот
Водата е суштинска компонента на секој жив организам. Конкретно, човечкото тело, како што е познато, се состои од повеќе од 70% вода. Покрај тоа, научниците сугерираат дека токму во оваа средина настанал животот на Земјата.
Водата се наоѓа (во форма на водена пареа или капки) во различни слоеви на атмосферата. До површината на земјата доаѓа од атмосферата во форма на дожд или други врнежи (снег, роса, град, мраз) преку процеси на кондензација.
Водата е предмет на истражување за голем број научни дисциплини. Меѓу нив се хидрологија, хидрографија, хидрогеологија, лимнологија, глациологија, океанологија и други. Сите овие науки, на еден или друг начин, ги проучуваат физичките, но и хемиските својства на водата.
Водата активно се користи од страна на луѓето во нивните економски активности, особено:
- за одгледување на култури;
- во индустријата (како растворувач);
- во енергија (како течност за ладење);
- за гаснење пожари;
- во готвењето;
- во фармацијата и така натаму.
Се разбира, за ефикасно користење на оваа супстанца во економските активности, хемиските својства на водата треба детално да се проучат.
Видови на вода
Како што споменавме погоре, водата во природата може да постои во три состојби: течна (всушност вода), цврста (ледени кристали) и гасовита (пареа). Исто така, може да има каква било форма.
Постојат неколку видови на вода. Значи, во зависност од содржината на катјоните на Ca и Na, водата може да биде:
- тешко;
- меки.
- свежо;
- минерални;
- солено.
Во езотеризмот и некои религии има вода:
- мртви;
- жив;
- свети.
Во хемијата има и такви концепти како дестилирана и дејонизирана вода.
Формула на вода и нејзиното биолошко значење
Водород оксид е она што хемичарите ја нарекуваат оваа супстанца. Формулата на водата е: H 2 O. Тоа значи дека ова соединение се состои од еден атом на кислород и два атоми на водород.
Уникатните хемиски својства на водата ја одредиле нејзината исклучителна улога за животот на живите организми. Благодарение на водата постои биолошки живот на нашата планета.
Најуникатна карактеристика на водата е тоа што совршено растворува огромен број други супстанции (органски и неоргански). Важна последица на оваа карактеристика е тоа што сите хемиски реакции кај живите организми се случуваат доста брзо.
Покрај тоа, поради уникатните својства на водата, таа останува во течна состојба во екстремно широк температурен опсег.
Физички својства на водата
Благодарение на уникатните водородни врски, водата, под стандардни еколошки услови, е во течна состојба. Ова ја објаснува екстремно високата точка на вриење на водата. Ако молекулите на супстанцијата не беа поврзани со овие водородни врски, тогаш водата ќе вриеше на +80 степени и ќе замрзне на -100 степени.
Водата врие на +100 степени Целзиусови и замрзнува на нула степени. Точно, под одредени, специфични услови, може да почне да замрзнува дури и при позитивни температури. Кога водата замрзнува, таа се зголемува во волуменот (поради намалувањето на густината). Патем, ова е речиси единствената супстанција во природата што има такво физичко својство. Покрај водата, единствените нешта што се шират кога се замрзнат се бизмутот, антимонот, германиумот и галиумот.
Супстанцијата се карактеризира и со висок вискозитет, како и прилично силен површински напон. Водата е одличен растворувач за поларните материи. Треба да знаете и дека водата многу добро спроведува струја. Оваа карактеристика се објаснува со фактот дека водата речиси секогаш содржи голем број јони на соли растворени во неа.
Хемиски својства на водата (одделение 8)
Молекулите на водата имаат исклучително висок поларитет. Затоа, оваа супстанца во реалноста се состои не само од едноставни молекули од типот H 2 O, туку и од сложени агрегати (формула - (H 2 O) n).
Хемиски, водата е многу активна, таа реагира со многу други супстанции, дури и при обични температури. При интеракција со оксиди на алкални и земноалкални метали, тој формира бази.
Водата исто така е способна да раствори широк спектар на хемикалии - соли, киселини, бази и некои гасови. За ова својство често се нарекува универзален растворувач. Сите супстанции, во зависност од тоа дали се раствораат во вода или не, обично се поделени во две групи:
- хидрофилна (добро се раствора во вода) - соли, киселини, кислород, јаглерод диоксид итн.;
- хидрофобни (слабо растворливи во вода) - масти и масла.
Водата, исто така, влегува во хемиски реакции со некои метали (на пример, натриум), а исто така учествува во процесот на фотосинтеза кај растенијата.
Конечно...
Водата е најчестата неорганска супстанца на нашата планета. Го има речиси насекаде: на површината на земјата и во нејзината внатрешност, во обвивката и карпите, во високите слоеви на атмосферата, па дури и во вселената.
Хемиските својства на водата се одредуваат според нејзиниот хемиски состав. Спаѓа во групата на хемиски активни супстанции. Водата е во интеракција со многу супстанции
