Wie ken die formule van water sedert skooldae? Natuurlik, alles. Dit is waarskynlik dat van die hele kursus van chemie, vir baie wat dit dan nie gespesialiseerd bestudeer nie, die enigste ding wat oorbly is die kennis van waarvoor die formule H2O staan. Maar nou sal ons probeer om soveel as moontlik in detail en diep te verstaan wat water is? Wat is die belangrikste eienskappe daarvan en hoekom presies daarsonder lewe op planeet Aarde onmoontlik is.
Water as 'n stof
Die watermolekule, soos ons weet, bestaan uit een suurstofatoom en twee waterstofatome. Die formule is soos volg geskryf: H2O. Hierdie stof kan drie toestande hê: vaste stof - in die vorm van ys, gasvormig - in die vorm van stoom, en vloeistof - as 'n stof sonder kleur, smaak en reuk. Terloops, dit is die enigste stof op die planeet wat in al drie state gelyktydig in natuurlike toestande kan bestaan. Byvoorbeeld: by die pole van die Aarde - ys, in die oseane - water, en verdamping onder die son se strale is stoom. In hierdie sin is water abnormaal.
Water is ook die mees algemene stof op onsplaneet. Dit bedek die oppervlak van die planeet Aarde met byna sewentig persent - dit is oseane, en talle riviere met mere en gletsers. Die meeste van die water op die planeet is sout. Dit is ongeskik om te drink en om te boer. Vars water maak net twee en 'n half persent van die totale hoeveelheid water op die planeet uit.
Water is 'n baie sterk oplosmiddel van hoë geh alte. As gevolg hiervan vind chemiese reaksies in water teen 'n geweldige spoed plaas. Hierdie selfde eienskap beïnvloed die metabolisme in die menslike liggaam. Dit is 'n bekende feit dat die liggaam van 'n volwassene sewentig persent water is. By 'n kind is hierdie persentasie selfs hoër. Met ouderdom daal hierdie syfer van sewentig tot sestig persent. Terloops, hierdie eienskap van water toon duidelik dat dit die basis van menslike lewe is. Hoe meer water in die liggaam is – hoe gesonder, meer aktief en jonger is dit. Daarom herhaal wetenskaplikes en dokters van alle lande onvermoeid dat jy baie moet drink. Dit is water in sy suiwer vorm, en nie plaasvervangers in die vorm van tee, koffie of ander drankies nie.
Water vorm die klimaat op die planeet, en dit is nie 'n oordrywing nie. Warm strome in die see verhit hele kontinente. Dit is te wyte aan die feit dat water baie sonhitte absorbeer, en dit dan weggee wanneer dit begin afkoel. Dit reguleer dus die temperatuur op die planeet. Baie wetenskaplikes sê dat die aarde lank gelede sou afgekoel en in klip verander het as dit nie was vir die teenwoordigheid van soveel water op die groen planeet nie.
Eienskappe van water
Water het baie interessante eienskappe.
Byvoorbeeld, water is die mees mobiele stof na lug. Uit die skoolkursus onthou baie vir seker iets soos die waterkringloop in die natuur. Byvoorbeeld: 'n stroom verdamp onder die invloed van direkte sonlig, verander in waterdamp. Verder word hierdie stoom iewers deur die wind gedra, versamel in wolke, en selfs in donderwolke en val in die berge in die vorm van sneeu, hael of reën. Verder, van die berge af, loop die spruit weer af, wat gedeeltelik verdamp. En so - in 'n sirkel - herhaal die siklus miljoene kere.
Water het ook 'n baie hoë hittekapasiteit. Dit is as gevolg hiervan dat waterliggame, veral oseane, baie stadig afkoel tydens die oorgang van 'n warm seisoen of tyd van die dag na 'n koue een. Omgekeerd, wanneer die lugtemperatuur styg, word die water baie stadig warm. As gevolg hiervan, soos hierbo genoem, stabiliseer water die lugtemperatuur regdeur ons planeet.
Ná kwik het water die hoogste oppervlakspanning. Dit is onmoontlik om nie op te let dat 'n druppel wat per ongeluk op 'n plat oppervlak gemors word, soms 'n indrukwekkende spikkel word. Dit toon die rekbaarheid van water. Nog 'n eienskap manifesteer hom wanneer die temperatuur tot vier grade daal. Sodra die water tot hierdie merk afkoel, word dit ligter. Daarom dryf ys altyd op die oppervlak van die water en vries dit in 'n kors, wat riviere en mere bedek. Danksy dit vries visse nie in watermassas wat in die winter vries nie.
Water as 'n geleier van elektrisiteit
Eers moet jy leer oor wat elektriese geleidingsvermoë is (insluitend water). Elektriese geleiding is die vermoë van aof stowwe gelei elektrisiteit deur hulself. Gevolglik is die elektriese geleidingsvermoë van water die vermoë van water om stroom te gelei. Hierdie vermoë hang direk af van die hoeveelheid soute en ander onsuiwerhede in die vloeistof. Die elektriese geleidingsvermoë van gedistilleerde water word byvoorbeeld amper tot die minimum beperk as gevolg van die feit dat sulke water gesuiwer word van verskeie bymiddels wat so nodig is vir goeie elektriese geleiding. 'n Uitstekende stroomgeleier is seewater, waar die konsentrasie soute baie hoog is. Die elektriese geleidingsvermoë hang ook af van die temperatuur van die water. Hoe hoër die temperatuur, hoe groter is die elektriese geleidingsvermoë van water. Hierdie patroon is geopenbaar danksy die veelvuldige eksperimente van fisici.
Meet die elektriese geleidingsvermoë van water
Daar is so 'n term - konduktometrie. Dit is die naam van een van die metodes van elektrochemiese analise gebaseer op die elektriese geleidingsvermoë van oplossings. Hierdie metode word gebruik om die konsentrasie in oplossings van soute of sure te bepaal, asook om die samestelling van sommige industriële oplossings te beheer. Water het amfoteriese eienskappe. Dit wil sê, afhangende van die toestande, is dit in staat om beide suur en basiese eienskappe te vertoon - om beide as 'n suur en as 'n basis op te tree.
Die toestel wat vir hierdie ontleding gebruik word, het 'n baie soortgelyke naam - 'n konduktometer. Met behulp van 'n konduktometer word die elektriese geleidingsvermoë van elektroliete in 'n oplossing gemeet, waarvan die ontleding uitgevoer word. Miskien is dit die moeite werd om 'n ander term te verduidelik - elektroliet. Dit is 'n stof wat, wanneer dit opgelos of gesmelt word,breek in ione af, waardeur 'n elektriese stroom daarna gelei word. 'n Ioon is 'n elektries gelaaide deeltjie. Eintlik bepaal die konduktometer, op grond van sekere eenhede van elektriese geleidingsvermoë van water, sy elektriese geleidingsvermoë. Dit wil sê, dit bepaal die elektriese geleidingsvermoë van 'n spesifieke volume water wat as die aanvanklike eenheid geneem word.
Selfs voor die begin van die sewentigerjare van die vorige eeu, is die maateenheid "mo" gebruik om die geleidingsvermoë van elektrisiteit aan te dui, dit was 'n afgeleide van 'n ander hoeveelheid - Ohm, wat die hoofeenheid van weerstand is. Elektriese geleiding is 'n hoeveelheid wat omgekeerd eweredig is aan weerstand. Nou word dit in Siemens gemeet. Hierdie waarde het sy naam gekry ter ere van die fisikus uit Duitsland - Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (kan met beide Cm en S aangedui word) is die wederkerige van Ohm, wat 'n eenheid van elektriese geleidingsvermoë is. Een cm is gelyk aan die elektriese geleidingsvermoë van enige geleier wie se weerstand 1 ohm is. Uitgedruk deur Siemens deur die formule:
Wermiese geleidingsvermoë van water
Kom ons praat nou oor wat termiese geleidingsvermoë is. Termiese geleidingsvermoë is die vermoë van 'n stof om termiese energie oor te dra. Die kern van die verskynsel lê daarin dat die kinetiese energie van atome en molekules, wat die temperatuur van 'n gegewe liggaam of stof bepaal, oorgedra word'n ander liggaam of stof tydens hul interaksie. Met ander woorde, termiese geleidingsvermoë is hitte-uitruiling tussen liggame, stowwe, sowel as tussen 'n liggaam en 'n stof.
Die termiese geleidingsvermoë van water is ook baie hoog. Mense gebruik daagliks hierdie eienskap van water sonder om dit raak te sien. Byvoorbeeld, gooi koue water in 'n houer en koel drankies of kos daarin. Koue water neem hitte uit die bottel, houer, gee eerder koue, die omgekeerde reaksie is ook moontlik.
Nou kan dieselfde verskynsel maklik op 'n planetêre skaal voorgestel word. Die see verhit gedurende die somer, en dan - met die aanvang van koue weer, koel dit stadig af en gee sy hitte aan die lug af, waardeur die vastelande verhit word. Nadat dit gedurende die winter afgekoel het, begin die see baie stadig opwarm in vergelyking met die land en gee sy koelte af aan die kontinente wat kwyn van die somerson.
Digtheid van water
Daar is hierbo gesê dat visse in die winter in 'n dam woon as gevolg van die feit dat water vries met 'n kors oor hul hele oppervlak. Ons weet dat water by 'n temperatuur van nul grade in ys begin verander. As gevolg van die feit dat die digtheid van water groter is as die digtheid van ys, dryf ys en vries dit op die oppervlak.
Wat is die redokseienskappe van water
Ook, onder verskillende toestande, kan water beide 'n oksideermiddel en 'n reduseermiddel wees. Dit wil sê, water, wat sy elektrone prysgee, is positief gelaai en geoksideer. Of dit verkry elektrone en word negatief gelaai, wat beteken dit word herstel. In die eerste geval oksideer die water en word dit dood genoem. Sy besitbaie kragtige bakteriedodende eienskappe, maar jy hoef dit nie te drink nie. In die tweede geval is die water lewendig. Dit verkwik, stimuleer die liggaam om te herstel, bring energie na die selle. Die verskil tussen hierdie twee eienskappe van water word uitgedruk in die term "redokspotensiaal".
Waarmee kan water reageer
Water is in staat om te reageer met byna alle stowwe wat op Aarde bestaan. Die enigste ding is dat jy 'n geskikte temperatuur en mikroklimaat moet verskaf vir die voorkoms van hierdie reaksies.
Byvoorbeeld, by kamertemperatuur, reageer water goed met metale soos natrium, kalium, barium – dit word aktief genoem. Halogene is fluoor en chloor. Wanneer dit verhit word, reageer water goed met yster, magnesium, steenkool, metaan.
Met die hulp van verskeie katalisators, reageer water met amiede, esters van karboksielsure. 'n Katalisator is 'n stof wat blykbaar die komponente tot 'n wedersydse reaksie stoot en dit versnel.
Is daar water iewers anders as die aarde?
Tot dusver is water op geen planeet in die sonnestelsel gevind nie, behalwe die Aarde. Ja, hulle aanvaar die teenwoordigheid daarvan op die satelliete van sulke reusagtige planete soos Jupiter, Saturnus, Neptunus en Uranus, maar tot dusver het wetenskaplikes nie presiese data nie. Daar is nog 'n hipotese, wat nog nie ten volle geverifieer is nie, oor grondwater op die planeet Mars en op die aarde se satelliet - die Maan. Wat Mars betref, is 'n aantal teorieë voorgehou dat daar eens 'n oseaan op hierdie planeet was, en die moontlike model daarvan is selfs deur wetenskaplikes ontwerp.
Buite die sonnestelsel is daar baie groot en klein planete, waar daar, volgens wetenskaplikes, water kan wees. Maar tot dusver is daar nie die minste manier om vir seker hiervan seker te wees nie.
Hoe om die termiese en elektriese geleidingsvermoë van water vir praktiese doeleindes te gebruik
As gevolg van die feit dat water 'n hoë hittekapasiteit het, word dit as 'n hittedraer in hoofleidings gebruik. Dit verskaf hitte-oordrag van die produsent na die verbruiker. Baie kernkragsentrales gebruik ook water as 'n uitstekende koelmiddel.
In medisyne word ys vir verkoeling gebruik, en stoom word vir ontsmetting gebruik. Ys word ook in die spysenieringstelsel gebruik.
In baie kernreaktors word water gebruik as 'n moderator vir 'n suksesvolle kernkettingreaksie.
Drukwater word gebruik om klippe te verdeel, deur te breek en selfs te sny. Dit word aktief gebruik in die bou van tonnels, ondergrondse fasiliteite, pakhuise, moltreine.
Gevolgtrekking
Dit volg uit die artikel dat water in sy eienskappe en funksies die mees onvervangbare en ongelooflike stof op aarde is. Is die lewe van 'n persoon of enige ander lewende wese op aarde afhanklik van water? Sekerlik ja. Dra hierdie stof by tot menslike wetenskaplike aktiwiteit? Ja. Het water elektriese geleidingsvermoë, termiese geleiding en ander nuttige eienskappe? Die antwoord is ook ja. Nog iets is dat daar al hoe minder water op aarde is, en selfs meer skoon water. En ons taak is om dit (en dus almal van ons) te bewaar en te beveilig vanverdwyning.
