Вода в жизни человека

 

 

Оглавление:

1.Введение…………………………………………………………………………2

2.Физические свойства воды……………………………………………………..6

2.1.Агрегатные состояния  воды…………………………….................................8

2.2.Изотопные модификации  воды………………………………………………8

3.Химические свойства воды………………………………………………….....9

3.1.Структура молекулы  воды……………………………………………………9

3.2.Память воды……………………………………………………………….....10

3.3.Химические реакции  с участием воды……………………………………..11

3.4.Характеристика природной воды ………………………………………….14

3.5.Растворимость газов в воде ………………………………………………...14

3.6. Растворимость твердых веществ в воде …………………………………..15

4.Использование воды в современной технике и технологиях……………….17

4.1.Морская вода в промышленности………………………………………….17

4.2.Морская вода в сельском хозяйстве……………………………………......18

4.3.Вода и человек…………………………………………………………….....18

5.Биологическая роль воды……………………………………………………..19

6.Лечение серебряной  и талой водой…………………………………………..21

6.1.Серебряная вода………………………………………………………….......21

6.2.Талая вода………………………………………………………………….....22

7.Заключение……………………………………………………………………..25

8.Список литературы………………………………………….............................26

1.Введение

Вода
Общие
Систематическое наименование	Оксид водорода
Традиционные названия	вода
Химическая формула	Н2O
Молярная масса	18,01528 г/моль
Физические свойства
Состояние (ст. усл.)	жидкость
Плотность	0,9982 г/см³
Динамическая вязкость (ст. усл.)	0,00101 Па·с  (при 20 °C)
Кинематическая вязкость (ст. усл.)	0,01012 см²/с  (при 20 °C)
Термические свойства
Температура плавления	0 °C
Температура кипения	99,974 °C
Тройная точка	0,01 °C, 611,73 Па
Критическая точка	374 °C, 22,064 MПа
Молярная теплоёмкость (ст. усл.)	75,37 Дж/(моль·К)
Теплопроводность (ст. усл.)	0,56 Вт/(м·K)

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Хотя все в природе взаимосвязано и каждая деталь важна, все же отдельные явления и предметы более существенны, а другие менее при естественном равновесии как живой, так и неживой материи. Поэтому вполне закономерен вопрос: какое вещество является самым главным, самым важным для нас в окружающем материальном мире? Ответ на этот вопрос можно дать уверенно и однозначно: это природная вода.

Если человек спустится в подземные пещеры, то они поразят его сложнейшей системой многоэтажных помещений, коридоров, обширных залов со сводчатыми потолками, причудливой колоннадой, то свешивающейся сверху, то растущей снизу. В этих подземных пустотах подчас встретятся вам журчащий ручей или целое подземное озеро, по которому свободно можно кататься на лодке. Какой архитектор построил этот сказочный подземный дворец? Природная вода!

Обратив свой взор к небу, человек видит облака или тучи, тянущиеся на десятки, сотни, а иногда и на тысячи километров. Глядя, как легко они плывут в воздушном океане, окружающем нашу планету, некоторые люди думают, что они невесомые. Масса 1 км³ облаков около 2000 т, и состоят они из природной воды.

Все люди хорошо знают текущие по суше водотоки — ручейки, речушки, реки. Иногда они низвергаются с высоты десятков и сотен метров водопадами, на многие сотни метров, наполняя воздух мельчайшей алмазной пылью, переливающейся в лучах солнца всеми цветами радуги. Иногда образуют мощные пенящиеся стремнины, вытачивающие в скалах причудливые формы. Крупные водотоки на сотни километров пропиливают даже в плотных породах широкие, до десятка километров, и глубокие, до многих сотен метров, долины. Все это делает сила природной воды.

Большая часть поверхности нашей планеты, около 71%, покрыта Мировым океаном, составляющим 97% всех поверхностных вод Земли и около половины всех вод литосферы. Глубина Мирового океана достигает 11 км. Если срезать сушу и заполнить ею дно океанической чаши, то вся планета покроется слоем воды глубиной около 3 км.

Почва и все породы, слагающие литосферу (земную кору), также всегда содержат воду. Это утверждение справедливо не только для увлажненных районов. Оно достоверно даже для таких мест, где годами не выпадает ни одной капли дождя. Это справедливо и для всех участков величайшей «безводной» пустыни—Сахары. На нашей планете нет ни одного естественного предмета, тела, пылинки, которые были бы лишены воды. Все живое и неживое содержит ее.

Да и человек, на 70% состоит из воды.

Итак, кругом, всюду и везде, всегда и во всем,— природная вода! Воду с полным правом можно назвать вездесущей.

Действительно, человечество во все времена стремилось к познанию этого удивительного вещества — воды, прекрасно осознавая ее исключительность.

В средние века алхимики приписывали воде совершенство, обозначая ее в виде опрокинутого равностороннего треугольника . «Тела не действуют, если не растворены» — одно из основных положений алхимии, не утерявшее во многом справедливости и поныне.

Крупный немецкий профессор Ф. Ауэрбах писал: «Самое удивительное и самое лучшее — это вода». Американские физик Дж. Дэй и химик К. Девис называли воду - зеркалом науки. Известный французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери сказал о природной воде следующее: «Нельзя сказать, что ты необходима для Жизни, ты сама Жизнь. Ты самое большое богатство в мире».

Лучше всех из современных мыслителей значение воды определил крупнейший ученый, основоположник ряда новых научных дисциплин, биохимик, академик В. И. Вернадский: «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных, геологических процессов. Нет земного вещества—минерала, горной породы, живого тела, которое ее бы не заключало. Все земное вещество ею проникнуто и охвачено».

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                              2.Физические свойства воды

Вода обладает рядом необычных особенностей:

• При таянии льда его плотность увеличивается (с 0,9 до 1 г/см³). Почти у всех остальных веществ при плавлении плотность уменьшается.
• При нагревании от 0 °C до 4 °C (точнее, 3,98 °C) вода сжимается. Благодаря этому могут жить рыбы в замерзающих водоёмах: когда температура падает ниже 4 °C, более холодная вода как менее плотная остаётся на поверхности и замерзает, а подо льдом сохраняется положительная температура.
• Высокая температура и удельная теплота плавления (0 °C и 333,55 кДж/кг), температура кипения (100 °C) и удельная теплота парообразования (2250 КДж/кг), по сравнению с соединениями водорода с похожим молекулярным весом.
• Высокая теплоёмкость жидкой воды.
• Высокая вязкость.
• Высокое поверхностное натяжение.
• Отрицательный электрический потенциал поверхности воды.

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

Капля, ударяющаяся о поверхность воды

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

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

Чистая (не содержащая примесей) вода — хороший изолятор. При нормальных условиях вода слабо диссоциирована и концентрация протонов (точнее, ионов гидроксония H3O+) и гидроксильных ионов HO- составляет 0,1 мкмоль/л. Но поскольку вода — хороший растворитель, в ней практически всегда растворены те или иные соли, то есть в воде присутствуют положительные и отрицательные ионы. Благодаря этому вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.

Вода имеет показатель преломления n=1,33 в оптическом диапазоне. Однако она сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60 % парникового эффекта. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи.

 

 

 

2.1.Агрегатные состояния воды.

По состоянию различают:

• Твёрдое — лёд
• Жидкое — вода
• Газообразное — водяной пар

При атмосферном давлении вода замерзает (превращается в лёд) при температуре в 0 °C и кипит (превращается в водяной пар) при температуре 100 °C. При снижении давления температура плавления воды медленно растёт, а температура кипения — падает. При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Такое давление и температура называются тройной точкой воды. При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар. Температура возгонки льда падает со снижением давления.

При росте давления температура кипения воды растёт, плотность водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды — падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм) вода проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, следовательно, нет и кипения или испарения.

Так же возможны метастабильные состояния — пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивой фазой происходит переход. Например, нетрудно получить переохлаждённую жидкость, охладив чистую воду в чистом сосуде ниже 0 °C, однако при появлении центра кристаллизации жидкая вода быстро превращается в лёд.

2.2.Изотопные модификации воды.

И кислород, и водород имеют природные и искусственные изотопы. В зависимости от типа изотопов, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды: лёгкая вода (просто вода), тяжёлая вода (дейтериевая) и сверхтяжёлая вода(тритиевая).

 

              

                             3.Химические свойства воды

 

3.1.Структура молекулы воды. 

Вода-ковалентное молекулярное соединение. Молекула воды полярна;   угол =104,5; связь O-H ковалентная полярная. Вода является дипольным растворителем (растворяет многие газы, жидкие и твёрдые вещества). В каждой ее молекуле атом кислорода имеет две неподеленные пары электронов. Это объясняет изогнутую структуру молекулы воды с тетраэдрическим углом между связями.

 

 Схематическое изображение  молекулы воды. 

 Развернутый угол в молекуле воды образуется в результате взаимного отталкивания обоих положительно заряженных атомов водорода. Речь идет о так называемом дипольном моменте,вследствие чего вода приобретает диамагнитные свойства (вытеснение из магнитного поля). Оболочка электронов вращается относительно линий магнитного поля в зависимости от температуры. Чем холоднее вода, тем большее намагничивание происходит по сравнению с термическим движением молекул.

                                                              Образование водородной связи.

Атом кислорода в воде имеет более высокую электроотрицательность электронов, чем водород и потому притягивает связующие электроны. Центр тяжести связывания между обоими находится в результате ближе у атома кислорода. Благодаря этому притягиванию кислород получает легкий отрицательный заряд, водород же, напротив, положительный, в результате чего возникает диполь, хотя атом извне остается электрически нейтральным. Так происходит образование водородной связи, так как соседний атом водорода связывается с атомом кислорода, вследствие чего образуются кластеры, состоящие из 300-400 атомов. В результате у воды возникают расходящиеся с теорией свойства.

3.2.Память воды

Вода хранит “генетическую память” вследствие того, что в структурно-динамических параметрах водной среды (обладающих специфической биологической активностью) остаётся информация о предшествующих воздействиях, включая воздействия самих водоочистительных процессов. Очищенной водой может считаться вода с высоким уровнем структурно-динамических параметров (по типу «талой воды»).