Вещество, которое создало нашу планету

Количество воды на Земле

Состав гидросферы

Количество необходимой воды в современном производстве поистине колоссально:
для изготовления
1 т кирпича надо
израсходовать 1 – 2 т воды;
на добычу
1 т угля – 3 т;
для изготовления
1 т стали и бумаги –
250 – 300 т воды.

Потребность сельского хозяйства в воде:
1 т урожая пшеницы
поглощает 1500 т воды,
риса – 4000 т,
хлопка – 10 000 т
для производства 1 т мяса
нужно 50 000 т воды.

Формула воды Н2О
Француз Антуан Лоран Лавуазье
впервые доказал, что вода –
сложное вещество, пропустив
водяные пары через раскаленный
ружейный ствол и разложив воду
на два простых вещества-
водород и кислород:
2Н2О→2Н2↑+О2↑

Свойства воды:
Вода – единственный минерал, существующий в естественных условиях на нашей планете одновременно в трех агрегатных состояниях
Вода
жидкая
твердая
газообразная

Вода прозрачна
Бесцветна
Без запаха
Без вкуса
(дистиллированная
вода имеет
горьковатый вкус)
Дистиллированная
вода не проводит
электрический ток
( в отличии от
природной воды,
которая обладает
электропроводностью
за счет растворенных
в ней веществ)

Вода обладает текучестью.
Способна постоянно менять форму, принимая форму сосуда

Температура кипения воды-100°С （373 К)
Температура замерзания (плавления) воды-0°С

Это интересно
Вода является стандартом для определения некоторых физических величин:
1градус- сотая доля промежутка между температурами кипения(+100°С) и замерзания(0°С) чистой воды при атмосферном давлении
1 грамм - это масса 1см3 воды при +4°С
(температуре максимальной плотности воды)
1 калория - единица количества тепла, которое требуется, чтобы нагреть1г воды на 1°С

Но оказывается у воды много необычных свойств (аномалий), которые не подчиняются общим закономерностям
Аномалия 1.
t°C пл. t°C кип.
Н2О 0 (-100) +100 (-80)
Н2S -82 -61
Н2Se -64 -42
H2Те -14 -4

Схема образования водородных связей между молекулами воды

Аномалия 2.
Известно, что при охлаждении вещества сжимаются, и только вода расширяется!
Бутылка с водой, лопнувшая при замерзании
Водосточная труба, разорванная льдом

Объем льда больше объема жидкой воды.
Этот факт играет важную роль в процессе разрушения (выветривания) горных пород и превращения их в гравий, песок, глину, которые являются основой почвы – верхнего плодородного слоя земли.

Плотность льда меньше плотности жидкой воды, поэтому лед не опускается на дно и даже в сильные морозы наши водоемы не промерзают до дна и полны жизни!!!
Только благодаря этой
аномалии воды наш
прекрасный мир
не превратился в
сплошную ледяную
пустыню

Аномалия 3.
Наличие водородных связей между молекулами воды затрудняет процесс ее испарения, поэтому вода обладает самой высокой теплотой испарения из всех веществ.
Каждую минуту водяной пар, поднятый с поверхности Земли, отдает атмосфере огромное количество энергии 2,2х1018Дж, которая переходит в тепловую, нагревая воздух. Это та энергия, которая переносит сотни миллиардов тонн воды по воздуху в облаках и орошает дождями всю поверхность Земли, за счет нее дуют ветры, возникают бури, рождаются штормы и ураганы.

Аномалия 4.
Вода обладает высокой удельной теплоемкостью: в 4 раза больше, чем у горных пород и в 3100 раз больше, чем у воздуха!
В теплое время года (или суток) вода в океанах, морях, реках и других водохранилищах медленно нагревается, поглощая тепло, а в холодное время года (или суток) медленно остывает, возвращая тепло в окружающую среду, тем самым смягчая климат на нашей планете и препятствуя резкому перепаду годовых и суточных температур. Сравните: на Луне, где нет воды, на стороне , освещенной Солнцем, температура достигает + 200°С, а на неосвещенной стороне -150°С!
-150°С +200°С

Аномалия 5.
Вода обладает самым высоким поверхностным натяжением из всех жидкостей, после ртути.
Поверхность воды всегда затянута тончайшей пленкой из молекул, прочно связанных водородными связями.
Сила поверхностного натяжения воды настолько велика, что может удерживать предметы, которые плавать не должны: стальная иголка или лезвие бритвы.
Эта сила заставляет воду подниматься из глубин почвы по почвенным капиллярам и питать растение
Лезвие бритвы на
поверхности воды
Почвенные капилляры

Жизнь многих насекомых связана с поверхностной пленкой:
ВОДОМЕРКИ ЖИВУТ ТОЛЬКО НА ПОВЕРХНОСТИ ВОДЫ, НИКОГДА В НЕЕ НЕ ПОГРУЖАЯСЬ И НЕ ВЫХОДЯ НА СУШУ.
ЛИЧИНКИ КОМАРОВ, УЛИТКИ ПОДВЕШИВАЮТСЯ К ВОДЯНОЙ ПЛЕНКЕ СНИЗУ. УЛИТКИ НЕ ТОЛЬКО ДЕРЖАТСЯ ЗА НЕЕ, НО МОГУТ ПО НЕЙ ПОЛЗАТЬ, КАК ПО ПОВЕРХНОСТИ ТВЕРДОГО ПРЕДМЕТА.
Водомерка на поверхности
воды
Личинки комаров
Улитки, подвешенные к водяной пленке снизу

Аномалия 6.
Вода -универсальный растворитель.
Вода – самое распространенное вещество на Земле, но в то же время можно сказать, что на Земле нет чистой воды!
Вода – один из лучших растворителей. В ней растворены газы атмосферного воздуха: азот, кислород, углекислый газ, аргон и др., сотни различных соединений почти всех элементов периодической системы, взвешены мельчайшие частички пыли. Это мы и называем чистой водой. Особенно много растворенных веществ в морской и минеральной воде

Морскую воду часто называют соленой. Под соленостью морской воды понимают массу (в граммах) сухих солей в 1 кг морской воды. В пределах мирового океана соленость колеблется от 33г до 37г, в среднем ее можно считать равной 35г. Это означает, что в морской воде содержится приблизительно 3,5% растворенных солей. А каждый литр воды Мертвого моря содержит 275 граммов солей.
Содержание веществ в г на кг морской воды
Хлорид-ион C1- - 19,35
Ион натрия Na + - 10,76
Сульфат-ион SO4 2- - 2,71
Ион магния Mg2 + - 1,29
Ион кальция Са2 + - 0,412
Ион калия К + - 0,40
Диоксид углерода - 0,106
Бромид-ион Вr- - 0,067
Борная кислота - 0,027
Ион стронция Sr2 + - 0,0079
Фторид-ион F- - 0,001
Океан еще мало используется как источник сырьевых материалов, поскольку стоимость извлечения необходимых веществ из воды слишком высока. Лишь три вещества получают из морской воды в промышленных масштабах: хлорид натрия, бром и магний.
Морская соль

Минеральная вода содержит большое количество растворенных веществ и имеет целебные свойства
Гидрокарбонатные воды снижают кислотность желудочного сока. При этом, в зависимости от метода применения способны как стимулировать, так и тормозить секрецию желудочного сока. Применяются при лечении мочекаменной болезни.
Хлоридные воды стимулируют обменные процессы в организме, улучшают секрецию желудка, поджелудочной железы, тонкого кишечника. Применяются при расстройствах пищеварительной системы.
Сульфатные воды стимулируют моторику желудочно-кишечного тракта, особенно благоприятно влияют на восстановление функции печени и желчного пузыря. Применяются при заболеваниях желчных путей, хроническом гепатите, сахарном диабете, ожирении.

Вода – среда и участник большинства химических процессов:
Взаимодействует с активными металлами
2Na+2H2O→2NaOH+H2↑
Взаимодействует с некоторыми неметаллами. Например , при взаимодействии с хлором образуется хлорная вода, обладающая отбеливающими свойствами.

Взаимодействует с основными оксидами с образованием щелочей
СаО+Н2О→Са(ОН)2
Взаимодействует с кислотными оксидами (кроме SiO2) с образованием кислот
SO2+ H2O →H2SO3
Является катализатором многих химических процессов
2Al+3I2→2AlI3

Образует соединения – кристаллогидраты со многими веществами
5H2O+CuSO4→CuSO4x5H2O
Вступает в реакции гидролитического разложения. Особенно эти реакции важны в органической химии:
Жиры + вода → глицерин + карбоновые кислоты
Сахароза + вода → глюкоза + фруктоза
Белки + вода → аминокислоты