Состав воды

В водных растворах подавляющее большинство солей существует в виде ионов. В природных водах преобладают три аниона (гидрокарбонат HCO3-,хлорид Cl-исульфат SO42-) и четыре катиона (кальций Ca2+,магний Mg2+,натрий Na+икалий K+) - их называют главными ионами.

Хлорид-ионы придают воде солёный вкус, сульфат-ионы, ионы кальция и магния - горький, гидрокарбонат-ионы безвкусны.

Они составляют в пресных водах свыше 90-95 %, а в высокоминерализованных - свыше 99 % всех растворенных веществ. Обычно нижним пределом концентрации для главных ионов считают 1 мг/л, поэтому в ряде случаев, например для морских и некоторых подземных вод, к главным компонентам можно отнести также Br-, B3+, Sr3+и др.

Отнесение ионов K+к числу главных является спорным. В подземных и поверхностных водах эти ионы, как правило, занимают второстепенное положение. Только в атмосферных осадках ионы K+могут играть главную роль.

Важность свойства определяется по тому, насколько это свойство может помочь решить какую-либо проблему. Попробуем определиться с тем, что же считается основными свойствами воды.

Получается, что когда нужно перечислить основные свойства воды, имеются в виду те свойства, которые важны для всех живых существ. Можно сказать, для жизни в целом.

Многие свойства воды аномальны, это вызвано особенностями строения молекулы воды. Формула воды - Н2О (предложена в 1805 г Гумбольдтом и Гей-Люсаком), т.е. состоит из 1 атома кислоро­да и 2-х атомов водорода. Молекула воды обладает угловым строением, ядра которого образуют равнобедренный треугольник. В основании этого треугольника находятся два протона - ядра атомов водорода, а вершиной является ядро атома кислорода. (Приложение 1)

1) Молекулы воды осуществляют переходы из одного состояния в другое. Переходы со­провождаются выделением или поглощением энергии. Испарение - из жидкости в пар - поглощение тепла. Конденсация - из пара в жидкость - выделение тепла. Замерзание - из жидкости в лед - выделение тепла. Таяние - из льда в жидкость - поглощение тепла.

Возгонка - из льда в пар - поглощение тепла. Сублимация - из пара в лед, например, иней- выделение тепла. При увеличении температуры воды скрытая теплота парообразования уменьшается.

2) При нормальном давлении температура плавления льда и замерзания воды равна 0°С. При повышении дав­ления лед плавится при отрицательных температурах.

3) С увеличением солености понижается температура замерзания воды.

4) Плотность воды в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Следовательно, лед образуется на поверхности водоемов и не опускается на дно.

5) В диапазоне температуры воды от 0 до 4°С плотность воды не уменьшается, а увеличивается. Это аномаль­ное свойство воды, вследствие которого образуется лед и водоемы не промерзают, потому что при температуре воды менее 4°С пресная вода становится менее плотной.

6) Аномальное изменение плотности приводит к аномальному изменению объёма воды. С увеличением темпе­ратуры от 0 до 4°С объём химически чистой воды уменьшается; лишь при дальнейшем увеличении температу­ры объём увеличивается. Объём льда всегда больше объема воды. Примеры в природе - морозное выветривание, образование наледей, бугров бучения и т.д.

7) Высокая удельная теплоемкость воды, что ведет к регулированию тепловых процессов на всей планете.

8) Очень малая теплопроводность. При понижении температуры и давления понижается и теплопроводность. С понижением температуры и понижением плотности уменьшается теплопроводность. Поэтому происходит медленный нагрев и охлаждение водной массы. Проявляется это свойство в том, что снег предохраняет почву от промерзания, а лед - водоемы от промерзания.

9) Вязкость воды невелика, поэтому вода подвижна. При увеличении температуры вязкость уменьшается, по­этому в холодное время года вязкость воды больше, чем в теплое.

10) Очень высокое поверхностное натяжение.
Поэтому происходит:

• очень большая разрушительная деятельность дождевых капель;
• перемещение воды по порам и капиллярам в земной коре.

11) Свет частично поглощается и преломляется, поэтому проникает лишь на небольшую глубину. Именно здесь протекает фотосинтез.

12) Вода хорошо проводит звук (в 4-5 раз больше, чем в воздухе). Скорость звука увеличивается при повыше­нии температуры воды, солености и давления.

13) Низкая электропроводность, которая увеличивается при повышении минерализации количества ионов хло­ра и калия.

В практической части мной было проведено несколько опытов.