Вода

ВОДА

вода , H2O , h2oИли оксид водорода H2O , H-O-H , считается бинарным неорганическим соединением и состоит из одной молекулы кислорода и двух водорода . В нормальных условиях бесцветная прозрачная жидкость не имеющая запах и вкус . 
 
Для воды характерно существование в трёх состояниях : твёрдом , жидком и газообразном .
В твёрдом состоянии встречается в виде льда , снега и инея , что характерно для твёрдого состояния воды образовываться при температуре от 0°С с погрешностью пару градусов в минус если к ней добавлено небольшое количество хлорида натрия NaCl ( поваренная соль ) , этим же объясняется более быстрым закипанием при нагревании . 
В газообразном состоянии встречается в виде водяного пара при испарении из жидкого состояния , причём если нагревается вода в виде твёрдого состояния она переходит сначала в жидкое , а затем в газообразное . 
 
Также известно состояние воды в виде жидких кристаллов , долгое время их относили к коллоидными растворами то водным эмульсиям . Но в 1904 году профессор Отто Леманном после многолетних опытов доказал , что жидкие кристаллы это новая разновидность состояния воды .
 
По последним подсчётам около 71% всей поверхности Земли покрыто водой , это океаны , озёра , реки , подземные реки , ледники , льды и взвешенное в газообразном состоянии ( пар , вода , частички льда ) , а также входит в состав некоторых минералов и составляет — 361,13 млн.км2 .
Основная часть приходиться на все мировые океаны , моря , что составляет примерно 96,5% от всех его запасов , большой недостаток её в том , что вода находиться в солёном состоянии и неприменима в сельском хозяйстве или в качестве питьевой воды . 
Все остальные 3,5% приходятся на грунтовые воды , небольшие реки , ледники , озёра , болота и вода находящееся в газообразном состоянии . 
Большая доля , что составляет 98,8% приходится на солёную воду в которой растворены множество растворимых природных солей  ,  но  в основном  это  хлорид  натрия , также  в состав солёной воды входят растворённые в ней некоторые металлы такие как золото , платина , серебро и некоторые другие .
Пресная вода составляет всего около 2,5% , в основном её нахождение в ледниках и грунтовых водах , а примерно 0,3% её находится в реках , в пресных водоёмах , в атмосфере , а также в живых организмах . 
Так как вода является очень хорошим растворителем , то она в природных условия всегда содержит какие либо вещества , а именно газы и соли . 
 
Теоретически и практически доказано , что H2O принимает непосредственное участие практически во всех химических реакциях и биологических , так к примеру если из чистого натрия и кислорода воздуха убрать 100 % влаги ( воду ) то реакции окислением воздухом не проходит , добавление приводит к началу реакции , то есть она участвует как катализатор в неорганических и органических реакциях .
Для всех живых организмов вода имеет важнейшее значение , участвуя практически во всех биологических процессах ( обмен веществ , дыхание и т.д. ) , а также в химическом строении живых организмов . 
Для Земли в участии непосредственно климатических условий и погоды .   
 
 
Химические свойства и название воды .
Основное химическое название оксид водорода , где соединение двух атомов ( бинарное ) водорода с одним атомом кислорода в степени его окисления -2 .
Так же у неё существуют ещё несколько названий которые применяются в некоторых названиях в зависимости от применения , так к примеру гидроксид водорода : соединение гидроксильной группы OH¯ и катиона (H) можно использовать в объяснении химической реакции взаимодействия натрия Na с водой H2O .
Также вода может рассматриваться как гидроксильная кислота , где его катион Н может быть заменен металлом , а также его ( воды ) кислотного остатка ОН¯ .
Существуют и другие названия как дигидромонооксид , монооксид дигидрогена , оксидан .
 

Физические свойства

Вода при нормальных условиях сохраняется в виде жидкости с температурой кипения 100°С и замерзанием 0°С . Но если изменить условия , к примеру нагревать высоко в горах то температура закипания будет намного ниже обычной .
Молекулы воды в момент температурного перехода от жидкого до твёрдого упорядочиваются , в результате чего образуются ( пустоты ) между ними . Это обуславливает больший объём льда и меньшей плотности , поэтому он плавает на поверхности воды . Но при нагревании все эти связи разрываются и образуется вода в жидком состоянии . Так — же известно , что на момент разрыва этих связей используется много энергии , так для того чтобы нагреть литр воды на один градус потребуется примерно 4,1868 кДж . Это свойство воды ( теплоноситель )используется для обогрева помещений и т.д. Так же имеет большое значение теплота плавления (при 0 °C — 333,55 кДж/кг) для подсчёта количества затраченной энергии для разогрева на один литр воды и парообразования (2250 кДж/кг). 
 
По своим физическим свойствам одна молекула воды может образовать до четырёх водородных связей , так как две образует водород , а две кислород . Именно поэтому у воды очень разветвлённая структура связей обеспечивающая высокую температуру кипения и удельную теплоту парообразования .
Чистая вода — считается в состав которой не входят какие либо соли или другие вещества которые имеют положительные или отрицательные ионы . В нормальных условиях она очень слабо диссоциирована и концентрация протонов (ионов гидроксония H3O) и гидроксильных ионов HO¯ составляет 10-7 моль/л , поэтому она хороший изолятор . Но так как она легко впитывает с окружающей среды ( газы , соли ) практически всегда загрязнена ими , то есть проводит электрический ток , по электропроводности воды можно судить о её чистоте .  
 
Свойство воды имеет большое значение для живых организмов , так как для питания клеток нужны полезные вещества и соли , которые переносятся водой . Это проявляется тем , что молекулы воды очень малы в размерах и как бы ( смачивают , обволакивают ) с каждой стороны различные вещества . В органических в-вах( животные , растения ) это свойство проявляется в виде межклеточной жидкости . В неорганической химии проявляет роль растворителя , растворимых в воде солей и веществ .
 
Вода проявляет большой степенью поверхностного натяжения , проигрывая только ртути . Это свойство связано с тем , что молекулы двигаются с разными скоростями и могут удерживать на поверхности какие либо предметы ( водомерок , иглу ) .
Одним из самых главных свойств является преломление , что составляет n=1,33 в оптическом диапазоне. Но из за того , что она ( водяной пар )интенсивно поглощает инфракрасные излучения является естественным парниковым газом , которая составляет более чем 60% от всего парникового эффекта . Вода также интенсивно поглощает микроволновые излучения ( разогревая как бы из нутри ) проявляя дипольный момент молекул .

Изотопное состояние воды

Так как в природе и искусственные изотопы водорода и кислорода бывают радиоактивные , то и их изотопы входящих в состав молекулы воды бывают несколько их видов :
Так всем известная всем людям вода называется ( лёгкая вода ) имеет простую формулу H2O , а тяжёлая вода ( дейтериевая ) имеет вид D2O , сверхтяжёлая вода ( тритиевая ) T2O и по некоторым подсчётам , что могут существовать  тритий-дейтериевая вода TDO ,  тритий-протиевая вода THO ,  дейтерий-протиевая вода DHO .
По последним исследованиям тяжелая вода ранее считаемой ( мёртвой водой ) может быть населена некоторыми микроорганизмами , которые в результате ( селекции , приучению ) были получены искусственным путём .    
В зависимости стабильности изотопа кислорода , в природе существуют три разновидности молекул воды , свою очередь по своему изотопному составу их насчитывается 18 разновидностей молекул воды , но на самом деле вода может одновременно содержать все разновидности молекул . Так к примеру любая вода содержит все изотопы ( лёгкая , тяжёлая , дейтериевая и тритиевая ) , но концентрация последних трёх настолько малы , что они не влияют не на какие жизненные формы . 

Химические свойства воды

Очень часто в технике и в быту употребляются такие термины , как ( раствор , растворение ) , например , всегда говорят о хорошей растворимости сахара в воде , о растворе поваренной соли , растворах кислот и т.д. Иногда её сравнивают как амфолит — кислота и основание .
Так как вода — химически активное вещество , сильно полярные молекулы воды сольванируют молекулы и ионы , образуя кристаллогидраты и гидраты , отсюда и названия например кристаллогидрат гипса CaSO4·2H2O и т.д.
Воду можно получить в ходе химической реакции водорода и кислорода реакция идёт при поджигании со взрывом :
 
2H2 + O2 = 2H2O
 
Разложением пероксида водорода :
 
2H2O2 = 2H2O + O2
 
Реакцией гидрокарбоната натрия с уксусной кислотой :
 
NaHCO3 + CH3COOH = CH3COONa + H2O + CO2
 
В ходе нейтрализации некоторых кислот гидроксидами :
 
H2SO4 + 2NaOH = Na2SO4 + 2H2O
 
HNO3 + NaOH = NaNO3 + H2O
 
CH3COOH + NaOH = CH3COONa + H2O
 
Восстановлением металлов из их оксидов водородом :
 
CuO + H2 = Cu + H2O
 
При воздействии высоких температур , электротока , а также некоторых катализаторов и ионизирующего излучения , вода распадается на простые элементы молекулярный кислород и молекулярный водород :
 
2H2O  2H2 + O2
 
Реакция с активными металлами ( натрий , калий и т.д ) протекает иногда с воспламенением :
 
2H2O + 2Na = 2NaOH + H2
 
Со фтором реакция протекает с образованием фтороводорода и кислорода :
 
2H2O + 2F2  4HF + O2
 
Реакция с солями слабых кислот приводит к полному гидролизу :
 
Al2S3 + 6H2 2Al( OH ) + 3H2S
 
Вода реагирует при нагревании с металлами , особенно магнием и воспламенённым порошкообразным алюминием :
 
4H2O + 3Fe  Fe3O4 + 4H2
 
2H2O + Mg  Mg(OH)2+H2
 
2Al + 6H2O =3H2 + 2Al(OH)3 
 
Вода реагирует с углеродом при нагревании с образованием угарного газа но реакция не стабильна поэтому обратима :
 
H2O + C  CO + H2
Вы читаете, статья на тему вода.

Добавить комментарий

Your email address will not be published. Required fields are marked *

You may use these HTML tags and attributes:

<a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>