СКАЧАТЬ РАБОТУ
Содержание 1. Вода в природе стр. 3 2. Физические свойства воды стр.3 3. Диаграмма состояния воды стр.6 4. Химические свойства воды стр.8 5. Тяжелая вода стр.10 6. Библиография стр.11 1. Вода в природе. Вода — весьма распространенное на Земле вещество. Почти 3/4 поверхности земного шара покрыты водой, образующей
океаны, моря, реки и озера. Много воды находится в газообразном
состоянии в виде паров в атмосфере; в виде огромных масс снега и льда
лежит она круглый год на вершинах высоких гор и в полярных странах. В
недрах земли также находитcя вода, пропитывающая почву и горные породы. Природная вода не бывает совершенно чистой. Наиболее чистой является дождевая вода, но и она содержит незначительные количества различных примесей, которые захватывает из воздуха. Количество примесей в пресных водах обычно лежит в пределах от 0,01 до 0,1% (масс.). Морская вода содержит 3,5% (масс.) растворенных веществ, главную массу которых составляет хлорид натрия (поваренная соль). Вода, содержащая значительное количество солей кальция и магния,
называется жесткой в отличие от мягкой воды, например дождевой.
Жесткая вода дает мало пены с мылом, а на стенках котлов образует
накипь. Чтобы освободить природную воду от взвешенных в ней частиц, ее фильтруют сквозь слой пористого вещества, например, угля, обожженной глины и т. п. При фильтровании больших количеств воды пользуются фильтрами из песка и гравия. Фильтры задерживают
также большую часть бактерий. Кроме того, для обеззараживания
питьевой воды ее хлорируют; для полной стерилизации воды требуется не более 0,7 г хлора на 1 т воды. Фильтрованием можно удалить из воды только нерастворимые примеси. Растворенные вещества удаляют из нее путем перегонки (дистилляции) или ионного обмена. Вода имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Согласно современным представлениям, само происхождение жизни связывается с морем. Во всяком организме вода представляет собой среду, в которой протекают химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма; кроме того, она сама принимает участие в целом ряде биохимических реакций. 2. Физические свойства воды. Чистая вода представляет собой бесцветную прозрачную жидкость. Плотность воды при переходе ее из твердого состояния в жидкое не уменьшается, как почти у всех других веществ, а возрастает. При нагревании воды от 0 до 4°С плотность ее также увеличивается. При 4°С вода имеет максимальную плотность, и лишь при дальнейшем нагревании ее плотность уменьшается. Если
бы при понижении температуры и при переходе из жидкого состояния в
твердое плотность воды изменялась так же, как это происходит у
подавляющего большинства веществ, то при приближении зимы поверхностные
слои природных вод охлаждались. бы до 0°С и опускались на дно,
освобождая место более теплым слоям, и так продолжалось бы до тех пор,
пока вся масса водоема не приобрела бы температуру 0°С. Далее вода
начинала бы замерзать, образующиеся льдины погружались бы на дно и
водоем промерзал бы на всю его глубину. При этом многие формы жизни в
воде были бы невозможны. Но так как наибольшей плотность вода достигает
при 4 °С, то перемещение ее слоев, вызываемое охлаждением,
заканчивается при достижении этой температуры. При дальнейшем понижении
температуры охлажденный слой, обладающий меньшей плотностью, остается
на поверхности, замерзает и тем самым защищает лежащие ниже слои от
дальнейшего охлаждения и замерзания. Большое значение в жизни природы имеет и тот факт, что вода. обладает аномально высокой теплоемкостью [4,18 Дж/(гК)],
Поэтому .в ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода
остывает медленно, а днем или при переходе от зимы к лету так же
медленно нагревается, являясь, таким образом, регулятором температуры
на земном шаре. В
связи с тем, что при плавлении льда объем, занимаемый водой,
уменьшается, давление понижает температуру плавления льда. Эта вытекает
из принципа Ле Шателье. Действительно, пусть. лед и жидкая вода
находятся в равновесии при О°С. При увеличении давления равновесие,
согласно принципу Ле Шателье, сместится в сторону образования той
фазы, которая при той же температуре занимает меньший объем. Этой
фазой является в данном случае жидкость. Таким образом, возрастание
давления при О°С вызывает превращение льда в жидкость, а это и означает,
что температура плавления льда снижается. Молекула
воды имеет угловое строение; входящие в ее состав ядра образуют
равнобедренный треугольник, в основании которого находятся два протона,
а в вершине — ядро атома кислорода, Межъядерные расстояния О—Н близки к 0,1 нм, расстояние между ядрами атомов водорода равно примерно 0,15 нм. Из восьми электронов, составляющих внешний электронный слой атома кислорода в молекуле воды две электронные пары образуют ковалентные связи О—Н, а остальные четыре электрона представляют собой две неподеленных электронных пары. Атом кислорода в молекуле воды находится в состоянии -ãèáðèäèçàöèè. Поэтому валентный угол НОН (104,3°) близок к тетраэдрическому (109,5°). Электроны, образующие связи О—Н, смещены к более электроотрицательному
атому кислорода. В результате атомы водорода приобретают эффективные
положительные заряды, так что на этих атомах создаются два положительных
полюса. Центры отрицательных зарядов неподеленных электронных пар
атома кислорода, находящиеся на гибридных - орбиталях, смещены относительно ядра атома и создают два отрицательных полюса ПРОДОЛЖЕНИЕ В АРХИВЕ
|