Tko zna formulu vode od školskih dana? Naravno, sve. Vjerojatno je da iz cijelog kolegija kemije, za mnoge koji je tada ne uče specijalizirano, jedino što preostaje jest znanje o tome što znači formula H2O. Ali sada ćemo pokušati razumjeti što je više moguće detaljnije i dublje što je voda? Koja su njegova glavna svojstva i zašto je točno bez njega život na planeti Zemlji nemoguć.
Voda kao tvar
Molekula vode, kao što znamo, sastoji se od jednog atoma kisika i dva atoma vodika. Njegova formula je napisana ovako: H2O. Ova tvar može imati tri stanja: kruto - u obliku leda, plinovito - u obliku pare i tekuće - kao tvar bez boje, okusa i mirisa. Inače, ovo je jedina tvar na planetu koja može postojati u sva tri stanja istovremeno u prirodnim uvjetima. Na primjer: na polovima Zemlje - led, u oceanima - voda, a isparavanje pod sunčevim zrakama je para. U tom smislu, voda je nenormalna.
Također, voda je najčešća tvar kod nasplaneta. Prekriva površinu planete Zemlje za gotovo sedamdeset posto - to su oceani, brojne rijeke s jezerima i ledenjaci. Većina vode na planeti je slana. Neprikladan je za piće i za uzgoj. Slatka voda čini samo dva i pol posto ukupne količine vode na planeti.
Voda je vrlo jako i kvalitetno otapalo. Zbog toga se kemijske reakcije u vodi odvijaju ogromnom brzinom. Ovo isto svojstvo utječe na metabolizam u ljudskom tijelu. Poznata je činjenica da je tijelo odrasle osobe sedamdeset posto vode. Kod djeteta je taj postotak još veći. Do starosti ova brojka pada sa sedamdeset na šezdeset posto. Usput, ova značajka vode jasno pokazuje da je ona osnova ljudskog života. Što više vode u tijelu – to je zdravije, aktivnije i mlađe. Stoga znanstvenici i liječnici svih zemalja neumorno ponavljaju da morate puno piti. To je voda u svom čistom obliku, a ne zamjena u obliku čaja, kave ili drugih pića.
Voda oblikuje klimu na planeti i to nije pretjerivanje. Tople struje u oceanu zagrijavaju cijele kontinente. To je zbog činjenice da voda apsorbira mnogo sunčeve topline, a zatim je odaje kada se počne hladiti. Tako regulira temperaturu na planeti. Mnogi znanstvenici kažu da bi se Zemlja davno ohladila i pretvorila u kamen da nije bilo toliko vode na zelenom planetu.
Svojstva vode
Voda ima mnogo vrlo zanimljivih svojstava.
Na primjer, voda je najpokretnija tvar nakon zraka. Iz školskog tečaja mnogi se sigurno sjećaju takve stvari kao što je ciklus vode u prirodi. Na primjer: mlaz isparava pod utjecajem izravne sunčeve svjetlosti, pretvara se u vodenu paru. Nadalje, tu paru negdje vjetar nosi, skuplja se u oblacima, pa čak i u grmljavinskim oblacima i pada u planinama u obliku snijega, tuče ili kiše. Dalje, s planina, potok opet teče dolje, djelomično isparavajući. I tako - u krugu - ciklus se ponavlja milijune puta.
Također, voda ima vrlo visok toplinski kapacitet. Zbog toga se vodena tijela, osobito oceani, vrlo sporo hlade tijekom prijelaza iz tople sezone ili doba dana u hladno. Obrnuto, kada temperatura zraka raste, voda se zagrijava vrlo sporo. Zbog toga, kao što je gore spomenuto, voda stabilizira temperaturu zraka na cijelom našem planetu.
Nakon žive, voda ima najveću površinsku napetost. Nemoguće je ne primijetiti da kap slučajno prolivena na ravnu površinu ponekad postane impresivna mrlja. To pokazuje duktilnost vode. Još jedno svojstvo se manifestira kada temperatura padne na četiri stupnja. Čim se voda ohladi do ove oznake, postaje lakša. Stoga led uvijek pliva na površini vode i smrzava se u kori, prekrivajući rijeke i jezera. Zahvaljujući tome, riba se ne smrzava u vodenim tijelima koja se smrzavaju zimi.
Voda kao provodnik struje
Prvo, trebali biste naučiti što je električna vodljivost (uključujući vodu). Električna vodljivost je sposobnost aili tvari provode elektricitet kroz sebe. Prema tome, električna vodljivost vode je sposobnost vode da provodi struju. Ova sposobnost izravno ovisi o količini soli i drugih nečistoća u tekućini. Primjerice, električna vodljivost destilirane vode gotovo je minimalizirana zbog činjenice da se takva voda pročišćava od raznih aditiva koji su toliko potrebni za dobru električnu vodljivost. Izvrstan vodič struje je morska voda, gdje je koncentracija soli vrlo visoka. Električna vodljivost također ovisi o temperaturi vode. Što je temperatura viša, to je veća električna vodljivost vode. Ovaj obrazac otkriven je zahvaljujući višestrukim eksperimentima fizičara.
Mjerenje električne vodljivosti vode
Postoji takav pojam - konduktometrija. Ovo je naziv jedne od metoda elektrokemijske analize koja se temelji na električnoj vodljivosti otopina. Ova metoda se koristi za određivanje koncentracije u otopinama soli ili kiselina, kao i za kontrolu sastava nekih industrijskih otopina. Voda ima amfoterna svojstva. To jest, ovisno o uvjetima, može pokazati i kisela i bazična svojstva - djelovati i kao kiselina i kao baza.
Uređaj koji se koristi za ovu analizu ima vrlo sličan naziv - konduktometar. Konduktometrom se mjeri električna vodljivost elektrolita u otopini, čija se analiza provodi. Možda je vrijedno objasniti još jedan pojam - elektrolit. To je tvar koja, kada se otopi ili otopi,razgrađuje se na ione, zbog čega se zatim provodi električna struja. Ion je električno nabijena čestica. Zapravo, konduktometar, uzimajući kao osnovu određene jedinice električne vodljivosti vode, određuje njezinu električnu vodljivost. Odnosno, određuje električnu vodljivost određenog volumena vode uzetog kao početne jedinice.
Još prije početka sedamdesetih godina prošlog stoljeća za označavanje vodljivosti električne energije koristila se mjerna jedinica "mo", bila je derivat druge veličine - Ohma, koja je glavna jedinica otpora. Električna vodljivost je veličina koja je obrnuto proporcionalna otporu. Sada se mjeri u Siemensu. Ova vrijednost je dobila ime u čast njemačkog fizičara - Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (može se označiti i Cm i S) je recipročna vrijednost Ohma, što je jedinica električne vodljivosti. Jedan cm jednak je električnoj vodljivosti bilo kojeg vodiča čiji je otpor 1 ohm. Izraženo od strane Siemensa kroz formulu:
Toplinska vodljivost vode
Sada razgovarajmo o tome što je toplinska vodljivost. Toplinska vodljivost je sposobnost tvari da prenosi toplinsku energiju. Bit fenomena leži u činjenici da se prenosi kinetička energija atoma i molekula, koji određuju temperaturu danog tijela ili tvari.drugog tijela ili tvari tijekom njihove interakcije. Drugim riječima, toplinska vodljivost je izmjena topline između tijela, tvari, kao i između tijela i tvari.
Toplinska vodljivost vode je također vrlo visoka. Ljudi svakodnevno koriste ovo svojstvo vode, a da to ne primjećuju. Na primjer, ulijevanje hladne vode u posudu i hlađenje pića ili hrane u njoj. Hladna voda uzima toplinu iz boce, posude, umjesto daje hladnu, moguća je i obrnuta reakcija.
Sada se isti fenomen može lako zamisliti na planetarnoj razini. Ocean se zagrijava tijekom ljeta, a zatim - s početkom hladnog vremena, polako se hladi i predaje toplinu zraku, zagrijavajući tako kontinente. Nakon hlađenja tijekom zime, ocean se počinje zagrijavati vrlo sporo u usporedbi s kopnom i predaje svoju hladnoću kontinentima koji čame od ljetnog sunca.
Gustoća vode
Gore je rečeno da ribe zimi žive u ribnjaku zbog činjenice da se voda ledi s korom po cijeloj njihovoj površini. Znamo da se voda počinje pretvarati u led na temperaturi od nula stupnjeva. Zbog činjenice da je gustoća vode veća od gustoće leda, led pluta i smrzava se na površini.
Koja su redoks svojstva vode
Također, pod različitim uvjetima, voda može biti i oksidacijsko i redukcijsko sredstvo. To jest, voda je, odustajući od svojih elektrona, pozitivno nabijena i oksidirana. Ili dobiva elektrone i negativno se nabije, što znači da se obnavlja. U prvom slučaju voda oksidira i naziva se mrtvom. Ona posjedujevrlo moćna baktericidna svojstva, ali ne morate ga piti. U drugom slučaju, voda je živa. Okrepljuje, potiče tijelo na oporavak, donosi energiju stanicama. Razlika između ova dva svojstva vode izražena je izrazom "redox potencijal".
S čim voda može reagirati
Voda može reagirati s gotovo svim tvarima koje postoje na Zemlji. Jedino što je za nastanak ovih reakcija potrebno osigurati odgovarajuću temperaturu i mikroklimu.
Na primjer, na sobnoj temperaturi voda dobro reagira s metalima kao što su natrij, kalij, barij - nazivaju se aktivnim. Halogeni su fluor i klor. Kada se zagrije, voda dobro reagira sa željezom, magnezijem, ugljenom, metanom.
Uz pomoć raznih katalizatora voda reagira s amidima, esterima karboksilnih kiselina. Katalizator je tvar koja kao da tjera komponente na međusobnu reakciju, ubrzavajući je.
Ima li vode igdje drugdje osim Zemlje?
Do sada, voda nije pronađena ni na jednom planetu u Sunčevom sustavu, osim na Zemlji. Da, pretpostavljaju njegovu prisutnost na satelitima divovskih planeta kao što su Jupiter, Saturn, Neptun i Uran, ali za sada znanstvenici nemaju točne podatke. Postoji još jedna hipoteza, još neu potpunosti provjerena, o podzemnim vodama na planetu Marsu i na Zemljinom satelitu – Mjesecu. Što se tiče Marsa, iznesene su brojne teorije da je na ovom planetu nekada postojao ocean, a njegov mogući model čak su osmislili znanstvenici.
Izvan Sunčevog sustava postoji mnogo velikih i malih planeta na kojima, prema znanstvenicima, može biti vode. Ali do sada ne postoji ni najmanji način da budemo sigurni u to.
Kako koristiti toplinsku i električnu vodljivost vode u praktične svrhe
Zbog činjenice da voda ima veliki toplinski kapacitet, koristi se u grijaćim mrežama kao nosač topline. Omogućuje prijenos topline od proizvođača do potrošača. Mnoge nuklearne elektrane također koriste vodu kao izvrsnu rashladnu tekućinu.
U medicini led se koristi za hlađenje, a para za dezinfekciju. Led se također koristi u ugostiteljskom sustavu.
U mnogim nuklearnim reaktorima voda se koristi kao moderator za uspješnu nuklearnu lančanu reakciju.
Tlačna voda se koristi za cijepanje, probijanje i čak rezanje stijena. Ovo se aktivno koristi u izgradnji tunela, podzemnih objekata, skladišta, podzemnih željeznica.
Zaključak
Iz članka proizlazi da je voda po svojim svojstvima i funkcijama najnezamjenjivija i najnevjerojatnija tvar na Zemlji. Ovisi li život osobe ili bilo kojeg drugog živog bića na Zemlji o vodi? Svakako da. Pridonosi li ova tvar ljudskoj znanstvenoj djelatnosti? Da. Ima li voda električnu vodljivost, toplinsku vodljivost i druga korisna svojstva? Odgovor je također potvrdan. Druga stvar je što je na Zemlji sve manje vode, a još više čiste vode. A naša je zadaća da ga (a samim tim i sve nas) sačuvamo i zaštitimo od njeganestanak.
