Unika fysiska och kemiska egenskaper hos vatten

"I badet och badet, alltid och överallt - evig ära till vattnet!" - dessa dikter av Korney Chukovsky är bekanta från den allra första barndomen. Vatten är överallt. De fysikaliska och kemiska egenskaperna hos vatten är unika, och det är inte tomma ord. Förutom att påverka livet för varje levande organism (vi alla består av vatten), är väderparametrar, klimatkatastrofer, förändringar i lättnad på jordens yta ofta förknippade med vatten. Nedgången av glaciärer under den senaste istiden bildade konturerna i det moderna Europa. Strömmarna i världshavet påverkar temperaturen på alla kontinenter.

Alla vet att vatten kan vara i flytande vatten, solid is och gasformig ånga. I själva verket finns det inget ovanligt. De speciella fysikaliska och kemiska egenskaperna hos vatten, till skillnad från andra kemiska elementers beteende, påverkar de flesta processer som förekommer på jorden.

Om du vänder dig till historien kan du märka ett intressant mönster. Medeltida alkymister försökte göra guld från olika metaller, och metallernas egenskaper undersöktes noga noga, men de fantastiska egenskaperna hos vatten lockade uppmärksamhet ganska nyligen.

För 200 år sedan trodde mänskligheten att vatten består av ett enda kemiskt element och är inte en kemisk förening av väte och syre. Människan byggde redan kraftfulla vattenkraftverk, ånglok lokaler, ångfartyg, vattenergi användes inom många branscher och vardagsliv och vattenstrukturen har studerats extremt litet. För bara 80 år sedan upptäcktes isotopforeningar av vatten.

Låt oss ta en närmare titt på vattenens fysiska och kemiska egenskaper. Förutom de enkla H2O-hydrolytmolekylerna som alla känner till bildar dihydrolys (H2O) 2 och trihydrolyl (H2O) 3 i vatten. Skillnaden mellan dessa föreningar är att var och en av dem inte innehåller en, men två eller tre vattenmolekyler. Mängden sådana föreningar beror på vattnets tillstånd i den.

När vattnets temperatur förändras ändras varje molekyl sin hastighet, följaktligen förändringen i avståndet mellan molekylerna och andelen olika aggregat. Ånga består huvudsakligen av hydrolys, detta beror på den höga rörelsemängden för molekyler i ångtillståndet, vilket gör det omöjligt att bilda mer besvärliga strukturer. Is, tvärtom innehåller i grunden trihydroly (upp till 60%), vi kan säga att det finns praktiskt taget ingen hydrolyt i den. Vatten i dess sammansättning har var och en av aggregaten, men dihydrolylar dominerar i den.

Funktioner av vattenstrukturen påverkar signifikant dens densitet i olika tillstånd. Isens densitet är mindre än densiteten av vatten. Därför syns is på ytan av alla vattenkroppar på jorden. Havets invånare och floddjup fryser inte, från det kalla de skyddas av ett tjockt islag.

Vatten är ett universellt lösningsmedel. Den dielektriska konstanten karakteriserar varje ämnes förmåga att upplösas, så i vatten är denna mängd flera gånger högre än den för ett vakuum, än mindre luft. Vatten i sin rena form återfinns inte i naturen, mer än 80 vattenföreningar med olika delar av det periodiska systemet har redan hittats i världen Ocean. Därför är vatten bokstavligen grunden för livet på vår planet.

Oftast tros det att löslighet är en egenskap av vatten, genom vilket vi dricker det. Löslighet hjälper till att snabbt avlägsna onödiga och bearbetade ämnen från kroppen och samtidigt ge möjlighet att leverera det nödvändiga till olika organ.

Men i det här fallet glömmer på något sätt värmekapaciteten. Faktum är att vattenets minsta värmekapacitet ligger vid 37 grader Celsius. Och med minsta värmekapacitet är energikostnaderna för förändringar minimala, nämligen denna temperatur är den viktigaste i de flesta varmblodiga djur och människor. Dessa fysiska och kemiska egenskaper hos vatten har en betydande inverkan på allas liv. Om det inte finns tillräckligt med vatten i kroppen börjar personen bli lat, huvudet kan spinna, processerna som förekommer i kroppen saktar ner. Det är därför ofta tillräckligt att dricka ett glas vatten för att känna igen i form.