Що таке вода? Вода в природі. Формула води

Вода є основою життя на нашій планеті. Однак що ми знаємо про неї? Цю субстанцію з простою хімічною формулою вивчати можна до нескінченності. У всій багатовікової історії існування людства вода займала чільне місце. Саме тому, прямуючи в простори Всесвіту, вчені намагаються відшукати на інших планетах джерела води, які стали б свідченням біологічного життя. На жаль, такі спроби досі залишаються марними. Незважаючи на численні дослідження і відкриття, ми так і не довели існування інших цивілізацій, які можливо в багато разів перевершують нас у своєму розвитку.

Вода - основа нашого існування

Рідко хто з нас задається питанням: «Що таке вода?» Але ж без неї життя людини просто неможлива. Наука стверджує, що шестимісячний людський ембріон на 97% складається з води, при народженні її кількість знижується до 92%, організм підлітка містить 80% цієї речовини, у дорослому віці ці показники становлять 70%, а в літньому - всього 60%. У цьому проглядається якась закономірність, яка дозволяє нам приходити в цей світ молодими і повними сил і йти з нього, доживши до глибокої старості. Можна дотримуватися всіляких дієт, повністю відмовитися від м'яса, хліба і молочних продуктів, але виключити з раціону воду неможливо. При сильній спразі об'єм води в організмі знижується на 5-8%, при цьому в людини спостерігаються галюцинації, порушується функція ковтання, розбудовується зір і слух, настає непритомність. Більш серйозний недолік рідини може коштувати здоров'я і навіть життя. Значення води для людини настільки велике, що ми вже не уявляємо свого життя без цієї багатофункціональної субстанції. І багато хто з нас сприймають її наявність як належне, забуваючи при цьому дбайливо ставитися до цього життєдайного і цілющого джерела. Вода - це універсальний розчинник для всіх поживних і мінеральних речовин, а також амінокислот і вітамінів. Вона здатна регулювати температуру нашого тіла, виводити з організму продукти життєдіяльності і різні токсичні компоненти. Саме за допомогою води наші м'язи виконують свою основну функцію - скоротливу. Не дарма дієта спортсменів завжди містить підвищену кількість рідини. Що таке вода в нашому повсякденному житті? Це один з основних і незамінних продуктів харчування. Щоранку у нас починається з чашечки ароматної кави або свежезаваренного чаю, які без води приготувати просто неможливо, як і більшість улюблених страв. Вчені довели, що для збереження здоров'я людина повинна на добу споживати до 2,5 літрів рідини - це забезпечить йому добре самопочуття, активізує розумову діяльність і додасть сил.

Звідки береться вода?

Наша планета містить близько 1500 млн км³ води, з яких тільки 10% становить прісна вода. Безліч джерел розташовується під земною корою на різній глибині - це дозволяє розділити їх на підземні і поверхневі води. У надрах землі такі басейни мають форму своєрідних судин, які оточені твердими породами і містять воду під високим тиском. Резервуари, розташовані на глибині в кілька метрів, широко використовуються в якості основи для колодязів. Однак така вода постійно контактує з верхнім рихлим шаром грунту, що робить її забрудненої і не завжди придатною для господарських потреб. Льодовики Антарктиди, перебувають у Гренландії, є величезними джерелами прісної води. Крім цього, велику роль в нашому житті відіграють атмосферні опади, які утворюються завдяки випаровуванням природних джерел. А скільки ми щороку отримуємо прісної води з Світового океану за допомогою різних фізичних і хімічних методів? Слід зазначити, що найчастіше для своїх потреб людина використовує воду з озер і річок. Один тільки Байкал чого вартий! Адже це саме чисте і велике природне водосховище, розташоване на теренах Росії. Такі резервуари не мають цінності і є настойщий чудом світу. Більше 6000 км³ води знаходиться в живих організмах, у тому числі і в рослинах. Таким чином, природні ресурси води розподіляються по всій нашій планеті. Людина постійно обмінюється рідиною з природою: через піт, сечу і виділення крапельок рідини з диханням. Проте мало хто задається питанням: «А що буде, якщо такий взаємний обмін припиниться?» У цьому випадку наступить дегідратація - процес зневоднення організму. Ми почнемо відчувати слабкість, у нас почастішає серцебиття, з'явиться задишка і запаморочення. В результаті цього можуть настати незворотні процеси в нервовій і серцево-судинній системах, які приведуть до загибелі нашого організму.

Вода в природі

Якщо поглянути на Землю з космосу, можна здивуватися тому, як необґрунтовано назвали це небесне тіло. Найбільш підходяще для нього назву - Вода. Адже не просто так астронавти порівняли планету з блакитним кулькою, так як ультрамарин здатний пригнічувати всі кольори, які притаманні земної поверхні.

Океан є праматір'ю всіх живих організмів, і багато вчених наполягають на тому, що перша життя могло зародитися саме у водному середовищі. У порівняно невеликому і замкнутому водоймі могли накопичуватися певні органічні речовини, які потрапляли туди за допомогою впадають вод. Потім такі сполуки концентрувалися на внутрішній поверхні шаруватого мінералу, який міг виступати каталізатором реакцій. Згодом зароджувалася нова незвідана життя, яку людям ще належало вивчити. На сьогоднішній день вода в природі вважається найбільш поширеним речовиною, оскільки більше 70% загальної площі земної поверхні зайнято природними водоймами і лише близько 30% становить суша. Вода настільки багатофункціональна, що люди навчилися використовувати її практично у всіх сферах свого життя. Всі ми любимо поніжитися на теплому пісочку біля моря і з нетерпінням чекаємо должгожданний відпустку, щоб знову повернутися в ніжні обійми грайливих і ласкавих морських хвиль.

Класи природної води

Вода буває:

- прісної - 2,5% -

- солоної - 97,5% -

- у вигляді розсолів.

Враховуючи те, що приблизно 75% води знаходиться в замороженому стані на полярних шапках і льодовиках, під землею знаходиться близько 24% ґрунтових вод, а в грунті розосереджено 0,5% вологи, виходить, що найдешевшим і доступним джерелом води для нас є озера , річки та інші наземні водойми. Страшно подумати, що вони становлять тільки близько 0,01% від світових водних запасів. Тому на питання «що таке вода?» Можна сміливо відповідати - це саме дорогоцінний скарб нашої планети.

Особливості води

Хімічна формула води досить проста - це з'єднання атома кисню з двома атомами водню. Здавалося б, що може бути простіше, проте немає субстанції більш загадковою. Вода є єдиним речовиною, яке здатне в природі існувати в трьох агрегатних станах: газоподібному, твердому і рідкому, в залежності від тиску і температури. Дана рідина має величезне значення для виникнення і підтримки життєвих процесів на Землі, а також для формування клімату і рельєфу.

Вода є самим рухомим речовиною після повітря. Вона постійно рухається, здійснюючи переміщення на дуже великі відстані. При впливі сонячного тепла відбувається випаровування води з поверхні рослин, грунту, річок, водойм і морів. При цьому утворюється водяна пара, яка збирається в хмари і переноситься вітром, після чого випадає над різними материками у вигляді снігу або дощу. Слід зазначити, що вода здатна віддавати тепло без помітного зниження своєї температури, тим самим регулюючи клімат. Молекулярна формула води вказує, що ця речовина має просту структуру, однак досі воно вважається малодослідженим, оскільки існує ще багато невивчених дивацтв даної субстанції, які, можливо, і сприяють підтримці життя на Землі.

Фізичні властивості води

Вода, або оксид водню, є хімічною речовиною, має вигляд безбарвної рідини, яка не володіє ні запахом, ні смаком. У нормальних умовах H2O (вода) зберігається в рідкому агрегатному стані, в той час як аналогічні з'єднання водню є газами. Все це можна пояснити особливими характеристиками атомів, що складають молекули, і присутністю між ними зв'язків.

Крапля води складається з молекул, які притягуються протилежними полюсами, утворюючи тим самим полярні зв'язки, розірвати які без зусиль неможливо. Кожна молекула в своєму складі містить іон водню, який настільки малий, що може проникати крізь оболонку негативного атома кисню, що знаходиться в сусідній молекулі. В результаті цього утворюється воднева зв'язок. Схема води показує, що кожна молекула має міцний зв'язок з чотирма сусідніми молекулами, дві з яких утворюються атомами кисню, а інші дві - атомами водню. Крім цього, вода має високу поверхневий натяг, в цій властивості вона поступається лише ртуті. Відносна в'язкість H2О обумовлюється тим, що сполуки відрядив не дають можливості молекулам рухатися з різними швидкостями. З цих же причин вода вважається відмінним розчинником, оскільки кожну молекулу розчиняється речовини відразу ж оточують молекули води, причому у великій кількості. При цьому позитивно заряджені молекулярні ділянки полярного речовини притягують кисневі атоми, а негативно заряджені - водневі.

З чим вода вступає в реакцію?

Це такі речовини:

- активні метали (кальцій, калій, натрій, барій і багато іншого) -

- галогени (хлор, фтор) і межгалоідние сполуки-

- солі-

- ангідриди неорганічних і карбонових кислот-

- активні металлорганические сполуки-

- карбіди, нітриди, фосфіди, силіциди, гідриди активних металів-

- силани, борани-

- недок вуглецю-

- фториди благородних газів.

Що відбувається при нагріванні?

Вода реагує:

- з магнієм, железом-

- з метаном, углем-

- з алкилгалогенидами.

Що відбувається в присутності каталізатора?

Вода реагує:

- з алкенамі-

- з ацетіленом-

- з нітріламі-

- з амідамі-

- з ефірами карбонових кислот.

Щільність води

Формула щільності води нагадує параболу з конкретною вершиною при температурі 3,98 градусів. При таких показниках щільність цієї хімічної речовини дорівнює 1000 кг / м³. У водоймі на щільність води впливають такі фактори, як температура, мінералізація, наявність солей і тиск верхніх шарів. Наукою доведено, що чим вища температура, тим більше об'єм речовини і нижче його щільність. Таким же властивістю володіє вода, проте в інтервалі від 0^проС до 4^проЗ воно не виконується, оскільки з підвищенням температури обсяг починає скорочуватися. Якщо у воді відсутні розчинені гази, її можливо охолодити до температури -70^проС, при цьому вона не перетвориться в лід. Таким же чином можна довести цю субстанцію до температури 150^проС і вона не закипить. Незважаючи на те що формула води дуже невибаглива, її властивості вже багато тисячоліть змушують людей схилятися перед цієї могутньої стихією.

Користь води для здоров'я

З води складаються всі тканини людського організму: м'язи, кістки, легені, серце, нирки, печінка, шкіра і жирова тканина. Найбільше рідини, а саме 99%, містить склоподібне очне тіло, а найменше, приблизно 0,2%, зубна емаль. Багатий на вміст води і головний мозок, оскільки без цієї субстанції ми не зможемо мислити і формувати інформацію. Будь-які біохімічні реакції, що відбуваються в організмі, можуть оптимально протікати тільки при достатньому надходженні води, в іншому ж випадку в тканинах і клітинах будуть накопичуватися кінцеві продукти обміну речовин, які приведуть до розвитку багатьох серйозних захворювань. Щоб цього уникнути, необхідно дотримуватися правильне споживання води.

Роль води в організмі

Вода сприяє:

- транспортуванні в різні органи і тканини корисних речовин, мікроелементів і кіслорода-

- виведенню шлаків, токсинів і солей-

- нормалізації теплообмена-

- регуляції кровотворення і артеріального тиску-

- змазування суглобів та м'язів.

Симптоми зневоднення

При зневодненні спостерігаються такі явища:

- сонливість, слабость-

- сухість у роті, одишка-

- підвищення температури, головний біль-

- порушення логічного мислення, обморокі-

- спазми м'язів-

- галюцинації-

- притуплення зору і слуху-

- утворення холестеринових бляшок, погіршення кровотока-

- біль у суглобах.

Можливі захворювання при зневодненні і норма води

Можуть розвинутися наступні хвороби:

- артріт-

- печія, гастрит, запори-

- утворення каменів у жовчному пузире-

- ожиріння.

Щодня рекомендується випивати до 2,5 літрів рідини, в тому числі міститься в рідкої їжі. Якщо людина курить, їсть м'ясо, вживає алкоголь і каву, йому слід збільшити добову норму води, оскільки ці нахили сприяють посиленню дегідратації. Після гарного нічного відпочинку всі життєві процеси в нашому тілі набирають силу, саме тому слід підтримати свій організм і створити для нього додатковий водний резерв. Вдень, коли у нас спостерігається пік активності, приймати рідину краще невеликими порціями, щоб не перевантажити внутрішні системи й органи. Увечері ж варто зняти всі обмеження і пити стільки, скільки хочеться, природно, якщо відсутні проблеми зі здоров'ям.

Чи варто запивати їжу?

Добова норма води повинна розподілятися рівномірно, особливо корисно випивати трохи рідини перед їжею, щоб нормалізувати обмінно-очисні процеси, а також знизити концентрацію крові і рівень холестерину. Лікарі не рекомендують запивати їжу, оскільки в цьому випадку шлунковий сік розбавляється, і процес перетравлення їжі сповільнюється. Нестача води в організмі може привести до стресу, в результаті чого в мозок будуть надходити сигнали голоду, хоча людина недавно їв. Внаслідок цього, він буде знову їсти замість того, щоб поповнити запаси рідини. У цей момент зайві поживні речовини стануть відкладатися у вигляді жиру, що в майбутньому може негативно позначитися на загальному стані. Випиваючи щодня достатню кількість води, можна придушити почуття голоду і зменшити кількість споживаних продуктів, особливо жирних. Слід зазначити, що соки і чай не можуть повною мірою замінити чисту воду, оскільки в них містяться активні речовини, здатні порушити хімічний склад нашого організму. Газовані ж напої, що складаються з шкідливих хімічних сполук, можуть спровокувати додаткове зневоднення.

Цікаві факти

1. В організмі тварин і рослини середня кількість води складає більше 50%.

2. У складі земної мантії міститься в 10 разів більше води, ніж у Світовому океані.

3. Середня глибина Світового океану становить 3,6 км, він покриває до 71% всієї поверхні Землі і містить близько 97,6% вільних запасів води.

4. При відсутності на Землі опуклостей і западин поверхню води піднялася б над сушею на 3 кілометри.

5. Якби розтанули всі льодовики, водний рівень підвищився б на 64 м, в результаті чого 1/8 суходолу була б затоплена.

6. Морська вода має в середньому 35% солоності, що дозволяє їй замерзати при температурі -1,91^проС.

7. У деяких випадках вода може замерзнути при плюсовій температурі.

8. Усередині нанотрубок формула води змінюється, її молекули приймають новий стан, який дозволяє рідині розтікатися навіть при нульовій температурі.

9. Вода здатна відбивати до 5% променів сонця, а сніг - більше 85%, проте під лід може проникати тільки 2% денного світла.

10. Чистий океанічна вода має синій колір, що пояснюється виборчим його поглинанням і розсіюванням.

11. За допомогою водних крапель, які капають з крана, можна відтворити напругу близько 10 кіловольт.

12. Вода є одним з небагатьох природних речовин, які можуть розширюватися при переході з рідкого стану в твердий.

13. Водяна пара і вода можуть горіти в поєднанні з фтором, такі суміші у великих концентраціях стають вибухонебезпечними.

На закінчення

Що таке вода? Це багатоаспектний, хоча і найпростіше з'єднання, яке є основним будівельним матеріалом нашої планети. Жоден живий організм не може прожити без води. Вона джерело енергії, носій інформації і справжнє джерело здоров'я. Ще наші далекі предки вірили в чудодійну силу води і застосовували її цілющі якості в лікуванні багатьох недуг. Завданням нашого покоління є збереження цієї прекрасної стихії в її первозданному стані. Ми багато чого можемо зробити, щоб наші нащадки відчували себе у відносній безпеці. Зберігши воду, ми збережемо життя на нашій чудовій і теплою планеті. Люди, бережіть воду! Її було замінити навіть усіма скарбами світу. Вода - це відображення стану нашої планети, її серце і цілюща сила.