Три стану води в природі
Ідея древніх філософів про те, що все в природі утворюють чотири елементи (стихії): земля, повітря, вогонь і вода, проіснувала аж до Середніх веков.В 1781 Г.Кавендиш повідомив про отримання ним води при спалюванні водню, але неоціненний в повній мірі важливості свого відкриття. Пізніше (1783) А.Лавуазье довів, що вода зовсім не елемент, а сполука водню і кисню. Й. Берцеліусом іП.Дюлонг (1819), а також Ж.Дюма і Ж.Стас (1842) встановили ваговій склад води, пропускаючи водень через оксид міді, взятий в строго певній кількості, івзвешівая утворилися мідь і воду. Виходячи з цих даних, вони определіліотношеніе Н: О для води. Крім того, в 1820-х роках Ж.Гей-Люссак виміряв об`емигазообразних водню і кисню, які при взаємодії давали воду: онісоотносілісь між собою як 2: 1, що, як ми тепер знаємо, відповідає формулі Н2
Зміст
Вода - рідина, яка не має ні кольору (в невеликих кількостях), ні смаку, нізапаха. Близько 71% Землі вкрито їй. Людина на 80% складається з води. Вона імеетключевое значення в створенні і підтримці життя, в хімічному будову живихорганізмів, в формуванні клімату і погоди.
Вода - оксид водню, хімічна формула H2O (HOH), складається з катіонів Н+ іаніонов ОН-. Є хорошімрастворітелем. Багато реакції протікають саме в водних розчинах.
Морська вода
Склад морської води різниться в різних регіонах і залежить від припливу преснихвод, швидкості випаровування, кількості опадів, танення айсбергів і т.д.
Мінеральна вода
Мінеральна вода утворюється при просочуванні звичайної води крізь породи, що містять сполуки заліза, літію, сірки та інших елементів.
М`яка і жорстка вода
Жорстка вода містить у великих кількостях солі кальцію і магнію. Онірастворяются в воді при протіканні по породам, складеним гіпсом (СaSO4), Вапняком (СаСО3) Або доломітом (карбонати Mg і Са). У м`якій воді цих солей мало. Якщо вода містить сульфаткальція, то кажуть, що вона має постійну (некарбонатних) жорсткістю. Ееможно пом`якшити додаванням карбонату натрію-це призведе до осадження кальцію у вигляді карбонату, а в розчині залишиться сульфат натрію. Солі натрію не вступають вреакцію з милом, і витрата його буде менше, ніж в присутності солей кальцію імагнія.
Відео: три стани води
Вода, що володіє тимчасової (карбонатної) жорсткістю, містить бікарбонатикальція і магнія- її можна пом`якшити кількома способами: 1) нагріванням, що призводить до розкладання бікарбонатів на нерозчинні карбонати- 2) добавленіемізвестковой води (гідроксиду кальцію), в результаті чого бікарбонатипревращаются в нерозчинні карбонати- 3 ) за допомогою обмінних реакцій.
Вода, що містить у великій кількості розчинений діоксид вуглецю, просочуючись через вапнякові породи, розчиняє їх, що призводить доутворення печер. При підвищенні температури починається зворотний процес: бікарбонат розкладається і знову утворюється вапняк. Саме з нього состоятсталактіти і сталагміти.
Відео: Вода, вода ... і вода
Молекулярна структура води
Аналіз даних, отриманих з спектрів поглинання, показав, що три атома вмолекуле води утворюють трикутник з двома атомами водню воснованіі і киснем в вершині:
Валентний кут НОН дорівнює 104,31 °, довжина зв`язку О-Н становить 0,99 (1 = 10-8 см), а відстань Н-Н одно 1,515 . Атоми водню так глибоко «впроваджені» в атомкіслорода, що молекула виявляється майже сферіческой- її радіус - 1,38 .
Вода має три агрегатних стани:
• тверде - лід;
• газоподібне - водяна пара;
• рідке - вода.
При н.у. (Р 101,3 кПа, t = 0 0С) вода кипить при температурі 100 0Сі замерзає при 0 0С.Прі зниженні тиску температура плавлення води повільно росте, а температуракіпенія - падає. При тиску в 611,73 Па (близько 0,06 атм.) Температура кіпеніяі плавлення збігається і стає рівній 0,01 ° C. Такий тиск і температураназиваются потрійною точкою води (Рис. 1). При більш низькому тиску вода не можетнаходіться в рідкому стані, і лід перетворюється безпосередньо в пар.Температура сублімації льоду падає зі зниженням тиску.
Мал. 1. Схема агрегатних станів води
При зростанні тиску температура кипіння води зростає, щільність водяної пари вточке кипіння теж росте, а рідкої води - падає. При температурі 374 ° C (647K) і тиску 22,064 МПа (218 атм.) Вода проходить критичну точку. У етойточке щільність і інші властивості рідкої і газоподібної води збігаються. Прибільш високому тиску немає різниці між рідкою водою і водяною парою, отже, немає кипіння або випаровування.
Можливі нестабільні стану - пересичений пар, перегріта рідина, Переохолоджена Рідина. Ці стани можуть існувати тривалий час, проте вони нестійкі і при зіткненні з більш стійкою фазою проісходітпереход. Наприклад, неважко отримати переохолоджених рідина, охолодивши чістуюводу в посудині чистій нижче 0 ° C, однак при появі центру крісталлізацііжідкая вода швидко перетворюється в лід.
лідЛід, тверда фаза води, використовується в основному як холодоагент. Він можетнаходіться в рівновазі з рідкою і газоподібною фазами або тільки з газообразнойфазой. Товстий шар льоду має блакитний колір, що пов`язано з особенностяміпреломленія їм світла. Стисливість льоду дуже низька.
Відео: Три стані Води - Тирхеева Дулма 6 років, дитячий сад 16, "успіх"
Лід при нормальному тиску існує тільки при температурі 0 ° С або нижче іобладает меншою щільністю, ніж холодна вода. Саме тому айсберги плаваютв воді. При цьому, оскільки відношення щільності льоду і води при 0 ° С постійно, лід завжди виступає з води на певну частину, а саме на 1/5 своегооб`ема.
парПар - газоподібна фаза води. Всупереч загальноприйнятій думці, він невидимий. Той «пар», який виривається з киплячого чайника, - це насправді множествомельчайшіх крапельок води. Пар має властивості, дуже важливими для поддержаніяжізні на Землі. Добре відомо, наприклад, що під дією сонячного теплавода з поверхні морів і океанів випаровується. Утворені водяні париподнімаются в атмосферу і конденсуються, а потім випадають на землю у вигляді дождяі снігу. Без такого кругообігу води наша планета давно перетворилася б пустині.
Пар має безліч застосувань. З одними ми добре знайомі, про інші толькослишалі. Серед найбільш відомих пристроїв і механізмів, що працюють з застосуванням пара, - праски, паровози, пароплави, парові котли. Пар вращаеттурбіни генераторів на теплових електростанціях.
