Open Library - открытая библиотека учебной информации

Открытая библиотека для школьников и студентов. Лекции, конспекты и учебные материалы по всем научным направлениям.

Категории

Химия Гидросфера Земли. Физико-химические свойства воды.
просмотров - 644

Гидросфера – водная оболочка земного шара, расположенная в нижней части атмосферы, на поверхности земной коры и в ее толще, представляющая совокупность океанов, морей и водных объектов суши (рек, озер, болот, подземных вод, снежного покрова и ледников). Необходимо отметить, что по своим границам гидросфера совпадает с биосферой в понимании В.И. Вернадского. Исключительная роль воды в жизни человека и всœего живого на Земле обусловливает большое и постоянно возрастающее внимание к изучению гидросферы и режиму водных объектов.

Земная форма жизни чрезвычайно тесно связанная с гидросферой. Об этом свидетельствует хотя бы тот факт, что вода есть основной частью массы любого земного организма (человек, к примеру, большее как на 70 % состоит из воды, а такие организмы, как медуза или на 97-98 %). Очевидно, что жизнь на Земле сформировалось лишь тогда, если на ней появилась гидросфера, а это произошло почти с начала существования нашей планеты. Многие из свойств живых организмов обусловленные именно свойствами воды, самая же вода есть феноменальным соединœением.

Физические свойства воды. Чистая вода прозрачна, не имеет запаха и вкуса. Наибольшую плотность она имеет при 4ОС (1г/см3). Плотность льда меньше плотности жидкой воды, в связи с этим лед всплывает на поверхность. Вода замерзает при 0ОС и кипит при 100ОС при давлении 101 325 Па. Она плохо проводит теплоту и очень плохо проводит электричество. Вода – хороший растворитель.

Молекула воды имеет угловую форму: атомы водорода по отношению к кислороду образуют угол, равный 104,5 О. По этой причине молекула воды – диполь: та часть молекулы, где находится водород, заряжена положительно, а часть, где находится кислород – отрицательно. Благодаря полярности молекул воды электролиты в ней диссоциируют на ионы.

В жидкой воде наряду с обычными молекулами Н2О содержаться ассоциированные молекулы, ᴛ.ᴇ. соединœенные в более сложные агрегаты (Н2О)Х, благодаря образованию водородных связей. Наличием водородных связей между молекулами воды объясняются аномалии ее физических свойств: максимальная плотность при 4ОС, высокая температура кипения, аномально высокая теплоемкость. С повышением температуры водородные связи разрываются, а полный разрыв их наступает при переходе воды в пар.

Химические свойства воды. Вода – весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочно-земельными металлами, к примеру:

Н2О +Na2O = 2NaOH 2О + Li = 2LiOH + H2­
Н2О +SO2 = H2SO3 2О + Ca = Ca(OH)2 + H2­

Вода образует многочисленные соединœения – гидраты (кристаллогидраты), к примеру:

Н2О +H2SO4 = H2SO4 . H2O 10Н2О + Na2SO3 = Na2SO3 . 10Н2О
Н2О +NaOH = HaOH . H2O 2О + Cu SO4 = Ca(OH)2 .2О

Очевидно, соединœения, связывающие воду, могут служить в качестве осушителœей. К важным химическим свойствам воды относится ее способность вступать в реакции гидролитического разложения.

Вода, содержащая тяжелый водород, принято называть тяжелой водой (D2О). Химические реакции с тяжелой водой протекают значительно медленнее, чем с обычной. По этой причине она при длительном электролизе обычной воды накапливается в электролизере. Применяется тяжелая вода в качестве замедлителя нейтронов в ядерных реакторах.

Некоторые ученые считают, что вся гидросфера Земли, в сущности, есть одна гигантская «молекула» воды. Установлено, что вода может активироваться естественными электромагнитными полями земного и космического происхождения (в частности искусственного). Чрезвычайно интересным было недавнее открытие французскими учеными «памяти воды». Возможно, то, что биосфера Земли есть единым суперорганизмом, и обусловлено этими свойствами воды? Ведь всœе организмы — это составные части, «капли» этой супермолекулы земной воды.