Вода ее свойства состояние значение

Вода ее свойства состояние значение

Вода – самое распространенное, но и самое уникальное вещество. Благодаря своим особым свойствам она занимает исключительное положение в природе и играет особую роль в существовании органической жизни. Вода занимает около 3/4 поверхности Земли, именно из воды появились первые живые существа.

Академик Н.Н. Семенов так писал о воде: «Чем глубже ученые постигали природу воды, тем больше убеждались в оригинальности ее поведения, в неочевидности ее свойств, в новых, еще не до конца раскрытых, ее структурных особенностях»2.

Ни один человек, животное или растение не может жить без воды. И огромному слону, и крошечной бактерии она одинаково необходима, и ничто не может ее заменить. Отсутствие воды означает отсутствие жизни. Она является вторым после кислорода самым важным соединением, в котором человеческий организм нуждается для выживания.

Мне захотелось более подробно изучить это вещество и на практике определить ее свойства. Так возникла тема моей работы: «Свойства и состояния воды».

Изучение свойств и состояний, которыми обладает вода, понимание процесса круговорота воды в природе.

1. Получить информацию о свойствах и состояниях воды.

2. Провести опыты, подтверждающие данные свойства и состояния.

3. Объяснить происхождение круговорота воды в природе.

1. Вода в природе

Прочитав литературу по данной теме, я узнала, что вода или оксид водорода является бинарным неорганическим соединением с химической формулой Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного – кислорода. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, в твёрдом состоянии называется льдом, а в газообразном – водяным паром.

Около 71% поверхностиЗемли покрыто водой. Вода на Земле содержится в океанах, морях, озерах, реках, льдах, грунтовых водах, атмосфере, ледниках, живых организмах. Примерно 96,5 % воды приходится на океаны, значит большая часть воды соленая. Организм людей примерно на 70 процентов состоит из воды; у детей доля воды может достигать больших значений. Для того, чтобы рассчитать приблизительную массу воды в организме, нужно массу тела разделить на три и полученный результат умножить на два (3). Я вешу 25 килограмм, следовательно, почти 17 килограмм – это вода в моем организме.

Вода имеет множество жизненно важных функций. Она способствует детоксикации, транспортировке минералов и микроэлементов, утилизации продуктов распада, регулирует температуру тела. За сутки через наш мозг протекает почти полторы тысячи литров воды, а через почки за тот же период проходит две тысячи литров. Без еды человек может обходиться довольно длительное время, от четырех до шести недель. А вот без воды в среднем не более трех дней.

Вода находит свое применение во всех сферах жизни человека (земледелие, очистка, приготовление пищи, передвижение, получение электроэнергии, спортивные соревнования и т.д.).

Вода обладает различными физическими и химическими свойствами, которые я решила проверить опытным путем и понять, как их использует человек в своей жизнедеятельности.

2. Свойства воды

Берем стакан с водой и выливаем ее в другой стакан. Вода из одного стакана попадает в другой. Она переливается, следовательно, вода обладает текучестью. Это свойство использует человек, переливая воду при приготовлении пищи из одной емкости в другую.

Опускаем чайную ложку в стакан с водой. Ложка видна сквозь воду. В другой стакан с водой добавляем ложку с кофе и размешиваем. Опускаем в стакан с кофе чайную ложку. Ложку не видно. Кофе не прозрачный, а вода обладает прозрачностью. В прозрачной воде мы легко сможем увидеть тот или иной предмет, купаться люди тоже предпочитают в чистой, прозрачной воде.

2.3. Отсутствие вкуса и запаха

Берем стакан с кофе и начинаем пить. Кофе имеет горький вкус, у него есть запах. Берем стакан с водой и начинаем пить. Пить воду легко, у нее нет вкуса. Вода ничем не пахнет, у нее нет запаха. Говорят, на вкус и цвет товарища нет, но благодаря отсутствию вкуса и запаха, воду любят все.

2.4. Растворение веществ

Берем ложку с сахарным песком. Высыпаем сахарный песок в стакан с водой. Перемешиваем сахарный песок в стакане. Сахарный песок полностью растворился в воде. Некоторые вещества могут растворяться в воде. Это свойство помогает сделать пищу, приготовленную на основе воды, то сладкой, то соленой, что делает жизнь человека значительно лучше.

2.5. Не растворение веществ. Фильтрация

Берем ложку с гречневой крупой. Высыпаем гречневую крупу в стакан с водой. Перемешиваем гречневую крупу в стакане с водой. Крупа не растворяется в воде.

Берем воронку и бумажную салфетку. Вставляем салфетку в воронку и выливаем воду с гречневой крупой в воронку с салфеткой. Салфетка пропустила через себя воду и задержала гречневую крупу. Чистая отфильтрованная вода собралась в стакане, значит воду можно очищать от веществ, которые в ней не растворяются, при помощи фильтра. Это свойство активно используется человеком каждый день. Фильтрация происходит как в масштабе всей страны (вода, поступающая в дома людей обязательно проходит несколько этапов очистки), так и индивидуально (некоторые граждане устанавливают в своих квартирах фильтры для воды).

В кастрюлю налили воду и поставили на стол. В ней отражается люстра с тремя лампочками, которая висит на потолке. Вода имеет способность отображать окружающие предметы, как зеркало. Наверное, именно в воде, человек впервые увидел и свое изображение.

2.7. Изменение объема и плотности при замерзании

Берем бумажный стакан, наливаем в него воду до краев и убираем в морозильник. Через некоторое время достаем его. В нем образовался лед, который расширился и стал выступать за край стакана.

Берем образовавшийся кусочек льда и бросаем его в емкость с водой. Лед плавает на поверхности воды. Замерзшая вода расширяется по отношению к своему прежнему объему и становится легче.

2.8. Отсутствие формы

Берем стакан и пластиковую бутылку. Наливаем в них воду. Вода принимает форму того сосуда, который заполняет. Мы может налить воду в емкость любой формы. Представьте, насколько усложнилась бы жизнь человека, обладай вода определенной формой!

2.9. Изменение плотности под воздействием солей

Берем емкость и наливаем в нее чистую воду. Опускаем в нее яйцо. Яйцо опустилось на дно. Добавляем в емкость несколько столовых ложек соли и размешиваем. Яйцо всплывает и начинает плавать на поверхности воды. Плотность воды увеличилась за счет добавления в нее соли. Именно поэтому человек гораздо увереннее плавает в соленой воде, то есть в морях и океанах. Это свойство соленой воды используется и при транспортировке грузов.

2.10. Поглощение и удержание тепла

Поставим пустой металлический ковшик на газовую плиту. Включим газ. Через 10 секунд его уже нельзя взять незащищенными руками – он нагрелся. Наливаем в ковшик холодную воду. Ковшик остыл за 60 секунд, а вода почти не нагрелась. Вода поглощает тепло.

Доводим воду до кипения – понадобилось 3 минуты. Перельем кипящую воду из ковша в чашку. Через 5 минут после этого ковшик остыл. Чашку нельзя взять незащищенными руками. Вода нагрела стенки чашки и осталась горячей. Остыла она только через 60 минут. Вода удерживает тепло и это замечательно. Как приятно выпить горячий чай, понежиться в теплой ванне, но что было бы, если бы вода моментально остывала? Многие приятные, а иногда и необходимые моменты жизни значительно усложнились.

3.Круговорот воды в природе

Для того, чтобы понять как происходит круговорот воды в природе, можно проделать следующий опыт на кухне дома. Нагреваем на плите ковшик с водой. Через некоторое время вода начинает кипеть, происходит процесс испарения. Над ковшиком держим холодную тарелку со льдом. Вскоре мы наблюдаем, что нижняя часть тарелки стала влажной. На ней образовались капли, которые начали падать вниз. Значит, вода при нагревании быстро испаряется. Пар поднимается вверх. Соприкасаясь с холодным предметом, он снова превращается в воду. Капельки воды увеличиваются, отрываются и падают. Получился круговорот воды.

Также происходит и в природе. С поверхности водоемов и почвы вода в виде пара поднимается высоко вверх. Воздух высоко над землей всегда холодный (на горных вершинах обычно лежит снег и лед). Пар охлаждается там и образует множество водяных капелек и крошечных льдинок. Из них образуются облака. Облака легкие, и ветер переносит их порой на большие расстояния. Из облака вода возвращается на землю в виде дождя и снега.

В результате проведенной исследовательской работы я не только получила много новых теоретических знаний о воде, но и подтвердила некоторые из них на практике. Мной были изучены основные свойства воды, получены различные состояния воды, дано объяснение круговорота воды в природе, проведены опыты.

Моя гипотеза подтвердилась, я убедилась, что вода – текучая прозрачная жидкость без цвета, вкуса и запаха. Она может растворять некоторые вещества, при замерзании расширяется и становится легче, обладает зеркальностью, не имеет формы, поглощает и удерживает тепло.

В дальнейшем, на уроках географии, биологии, химии, я надеюсь пополнить свои знания об уникальном веществе – воде.

Источник

Вода, ее свойства и значение

Характеристика понятия, химических и физических свойств воды. Описание агрегатных состояний, изотопных модификаций воды. Анализ значения воды для существования жизни на Земле, изучение особенностей ее использования в различных сферах жизни человека.

Рубрика	Химия
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	02.03.2015
Размер файла	69,5 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Вода (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение, химическая формула Н2O. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеет цвета (в малом объёме), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом, снегом или инеем, а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях). Около 71 % поверхности Земли покрыто водой (океаны, моря, озёра, реки, льды) — 361,13 млн км2. На Земле примерно 96,5 % воды приходится на океаны, 1,7 % мировых запасов составляют грунтовые воды, ещё 1,7 % на ледники и ледяные шапки Антарктиды и Гренландии, небольшая часть в реках, озёрах и болотах, и 0,001 % в облаках (образуются из взвешенных в воздухе частиц льда и жидкой воды). Большая часть земной воды — солёная, и она непригодна для сельского хозяйства и питья. Доля пресной составляет около 2,5 %, причём 98,8 % этой воды находится в ледниках и грунтовых водах. Менее 0,3 % всей пресной воды содержится в реках, озёрах и атмосфере, и ещё меньшее количество (0,003 %) находится в живых организмах. Является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы). Вода имеет ключевое значение в создании и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов, в формировании климата и погоды. Является важнейшим веществом для всех живых существ на планете Земля.

Вода на Земле может существовать в трёх основных состояниях — жидком, газообразном и твёрдом и приобретать различные формы, которые могут одновременно соседствовать друг с другом: водяной пар и облака в небе, морская вода и айсберги, ледники и реки на поверхности земли, водоносные слои в земле. Вода способна растворять в себе множество органических и неорганических веществ.

По особенностям происхождения, состава или применения, выделяют, в числе прочего:

· Мягкая вода и жёсткая вода — по содержанию катионов кальция и магния

· По изотопам водорода в молекуле:

o Лёгкая вода (по составу почти соответствует обычной)

o Тяжёлая вода (дейтериевая)

o Сверхтяжёлая вода (тритиевая)

· Солоноватая вода (en:Brackish water)

· Питьевая вода, Водопроводная вода

· Дистиллированная вода и деионизированная вода

· Ливневая вода или поверхностные воды

· Мёртвая вода и Живая вода — виды воды со сказочными свойствами

· Лёд-девять (вымышленный материал)

· Святая вода — особый вид воды с мистическими свойствами согласно религиозным учениям

· Структурированная вода — термин, применяемый в различных неакадемических теориях.

Химические названия воды

С формальной точки зрения вода имеет несколько различных корректных химических названий:

v Оксид водорода: бинарное соединение водорода с атомом кислорода в степени окисления ?2

v Монооксид дигидрогена

v Гидроксид водорода: соединение гидроксильной группы OH — и катиона (H + )

v Гидроксильная кислота: воду можно рассматривать как соединение катиона H + , который может быть замещён металлом, и «кислотного остатка» OH —

Атомы водорода и кислорода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длиной связи О—Н 0,0957 нм; валентный угол Н—О—Н 104,5°; дипольный момент 6,17*10 -30 Кл*м; поляризуемость молекулы 1,45*10 -3 нм 3 ; средний квадрупольный момент — 1,87*10 -41 Кл*м 2 , энергия ионизации 12,6 эВ, сродство к протону 7,1 эВ. При взаимодействии молекулы воды с другими атомами, молекулами и ионами, в том числе с другими молекулами воды в конденсированных фазах, эти параметры изменяются.

Физические свойства воды аномальны. Плавление льда при атмосферном давлении сопровождается уменьшением объема на 9%. Температурный коэффициент объемного расширения льда и жидкой воды отрицателен при температурах ниже -210°С и 3,98 °С. Теплоемкость С° при плавлении возрастает почти вдвое и в интервале 0-100°С почти не зависит от температуры (имеется минимум при 35 °С). При низких давлениях и температурах до 30 °С вязкость воды с ростом давления падает. Высокие диэлектрическая проницаемость и дипольный момент воды определяют ее хорошую растворяющую способность по отношению к полярным и ионогенным веществам. Благодаря высоким значениям С°, и вода — важный регулятор климатических условий на земле, стабилизирующий температуру на ее поверхности. Кроме того, близость угла Н—О—Н к тетраэдрическому (109° 28′) обусловливает рыхлость структур льда и жидкой воды и, как следствие, аномальную зависимость плотности от температуры. Поэтому не промерзают до дна крупные водоемы, что делает возможным существование в них жизни. Вода обладает также высоким поверхностным натяжением среди жидкостей, уступая в этом только ртути. Относительно высокая вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями. Вода является хорошим растворителем полярных веществ. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.

· «Твёрдое» — лёд

· «Жидкое» — вода

· «Газообразное» — водяной пар

При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст., 101 325 Па) вода переходит в твердое состояние при температуре в 0 °C и кипит (превращается в водяной пар). При температуре 100 °C (температура 0 °C и 100 °C были специально выбраны как температура таяния льда и кипения воды при создании температурной шкалы «по Цельсию»). При снижении давления температура таяния (плавления) льда медленно растёт, а температура кипения воды — падает. При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Такие давление и температура называются тройной точкой воды. При более низком давлении вода не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар. Температура возгонки (сублимации) льда падает со снижением давления. При высоком давлении существуют модификации льда с температурами плавления выше комнатной. С ростом давления температура кипения воды растёт. При росте давления плотность насыщенного водяного пара в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды — падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм) вода проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком давлении и/или температуре исчезает разница между жидкой водой и водяным паром. Такое агрегатное состояние называют «сверхкритическая жидкость». Вода может находиться в метастабильных состояниях — пересыщенный пар, перегретая жидкость, переохлаждённая жидкость. Эти состояния могут существовать длительное время, однако они неустойчивы и при соприкосновении с более устойчивой фазой происходит переход. Например, можно получить переохлаждённую жидкость, охладив чистую воду в чистом сосуде ниже 0 °C, однако при появлении центра кристаллизации жидкая вода быстро превращается в лёд.

Изотопные модификации воды. Изотопный состав

вода модификация изотопный свойство

Существует 9 устойчивых изотопных разновидностей воды. Содержание их в пресной воде в среднем следующее (мол. %): 1 Н₂ 16 О — 99,13; 1 Н₂ 18 О — 0,2; 1 Н₂ 17 0-0,04; 1 Н 2 О 16 О-0,03; остальные пять изотопных разновидностей присутствуют в воде в ничтожных количествах. Кроме стабильных изотопных разновидностей, в воде содержится небольшое количество радиоактивного 3 Н₂ (или Т₂О). Изотопный состав природной воды разного происхождения несколько варьирует. Особенно непостоянно отношение 1 Н/ 2 Н: в пресных водах — в среднем 6900, в морской воде -5500, во льдах — 5500-9000. По физическим свойствам D₂O заметно отличается от обычной воды. Вода, содержащая 18 О, по свойствамвам ближе к воде с 16 О. И кислород, и водород имеют природные и искусственные изотопы. В зависимости от типа изотопов водорода, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды:

· Лёгкая вода (основная составляющая привычной людям воды) .

· Тяжёлая вода (дейтериевая) .

· Сверхтяжёлая вода (тритиевая) .

Биологическая роль и применение воды

Вода играет уникальную роль как вещество, определяющее возможность существования и саму жизнь всех существ на Земле. Она выполняет роль универсального растворителя, в котором происходят основные биохимические процессы живых организмов. Она достаточно хорошо растворяет как органические, так и неорганические вещества, обеспечивая высокую скорость протекания химических реакций и в то же время — достаточную сложность образующихся комплексных соединений.

Благодаря водородной связи, вода остаётся жидкой в широком диапазоне температур, причём именно в том, который широко представлен на планете Земля в настоящее время.

Поскольку у льда плотность меньше, чем у жидкой воды, вода в водоемах замерзает сверху, а не снизу. Образовавшийся слой льда препятствует дальнейшему промерзанию водоема, это позволяет его обитателям выжить. Применение повсеместно. Воду используют в тяжелой и легкой промышленности, медицине, металлургии, сельском хозяйстве, косметологии, пищевой промышленности и т.д.

Факты

· В среднем в организме растений и животных содержится более 50 % воды.

· В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем количество воды в Мировом океане.

· При средней глубине в 3,6 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов свободной воды.

· Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю слоем толщиной 3 км.

· Если бы все ледники растаяли, то уровень воды в земных океанах поднялся бы на 64 м и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой.

· Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре ?1,91 °C.

· Иногда вода замерзает при положительной температуре.

· При определённых условиях (внутри нанотрубок) молекулы воды образуют новое состояние, при котором они сохраняют способность течь даже при температурах, близких к абсолютному нулю.

· Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег — около 85 %. Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света.

· Вода — это одно из немногих веществ в природе, которые расширяются при переходе из жидкой фазы в твёрдую (кроме воды, таким свойством обладают сурьма, висмут, галлий, германий и некоторые соединения и смеси).

· Вода и водяной пар горят в атмосфере фтора фиолетовым пламенем. Смеси водяного пара со фтором в пределах взрывчатых концентраций взрывоопасны. В результате этой реакции образуются фтороводород и элементарный кислород.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Вода (оксид водорода) — бинарное неорганическое соединение. Описание строения молекулы воды, ее физических и химических свойств. Общий запас воды на Земле, сферы ее применения. Рассмотрение аномалий данной жидкости, отличающих ее от других природных тел.

реферат [1,2 M], добавлен 27.04.2015

Строение молекулы воды. Водородные связи между молекулами воды. Физические свойства воды. Жесткость как одно из свойств воды. Процесс очистки воды. Использованием воды, способы ее восстановления. Значимость воды для человека на сегодняшний день.

презентация [672,3 K], добавлен 24.04.2012

Изучение физико-химических свойств воды. Химическая природа воды и ее память (структура, свойства, состав). Схема образования связей в молекуле воды. Состояние водных объектов города Рязани. Антропогенное и техногенное воздействие на воду. Лечение водой.

реферат [439,9 K], добавлен 27.10.2010

Анализ физико-химических и аномальных свойств воды — самого важного вещества на Земле, без которого не может существовать ни один живой организм, и не могут протекать ни какие биологические, химические реакции и технологические процессы. Кластерная вода.

реферат [33,6 K], добавлен 20.03.2011

Распределение воды в природе, ее биологическая роль и строение молекулы. Химические и физические свойства воды. Исследования способности воды к структурированию и влияния информации на форму ее кристаллов. Перспективы использования структурированной воды.

реферат [641,8 K], добавлен 29.10.2013

Источник