Вода. Важка вода

Вода. Важка вода

Вода в природі

Вода — вельми поширена на Землі речовина. Майже 3/4 поверхні земної кулі покриті водою, створюючою океани, моря, річки і озера. Багато води знаходиться в газоподібному стані у вигляді пари в атмосфері; у вигляді величезних мас снігу і льоду лежить вона круглий рік на вершинах високих гір і в полярних країнах. У надрах землі також знаходиться вода, що просочує грунт і гірські породи.

Природна вода не буває досконала чистою. Найчистішою є дощова вода, але і вона містить незначні кількості різних домішок, які захоплює з повітря.

Кількість домішок в прісних водах звичайно лежить в межах від 0,01 до 0,1% (мас.). Морська вода містить 3,5% (мас.) розчинених речовин, головну масу яких складає хлорид натрію (куховарська сіль).

Вода, що містить значну кількість солей кальцію і магнію, називається жорсткою на відміну від м'якої води, наприклад, дощовий. Жорстка вода дає мало піни з милом, а на стінках казанів утворює накип.

Щоб звільнити природну воду від зважених в ній частинок, її фільтрують крізь шар пористої речовини, наприклад, вугілля, обпаленої глини і т.п. При фільтруванні великої кількості води користуються фільтрами з піску і гравію. Фільтри затримують також велику частину бактерій. Крім того, для знезараження питної води її хлорують; для повної стерилізації води потрібно не більш 0,7 г хлори на 1 т води.

Фільтруванням можна видалити з води тільки нерозчинні домішки. Розчинені речовини видаляють з неї шляхом перегонки (дистиляції) або іонного обміну.

Вода має дуже велике значення в житті рослин, тваринних і людини. Згідно сучасним уявленням, саме походження життя зв'язується з морем. У всякому організмі вода є середовищем, в якій протікають хімічні процеси, що забезпечують життєдіяльність організму; крім того, вона сама бере участь в цілому ряду біохімічних реакцій.

Фізичні властивості води

Чиста вода є безбарвною прозорою рідиною. Густина води під час переходу її з твердого стану в рідке не зменшується, як майже у всіх інших речовин, а зростає. При нагріванні води від 0 до 4 °З густина її також збільшується. При 4 °З вода має максимальну густину, і лише при подальшому нагріванні її густина зменшується

Якби при пониженні температури і при переході з рідкого стану в твердий густина води змінювалася так само, як це відбувається у переважної більшості речовин, то при наближенні зими поверхневі шари природних вод охолоджувалися. до 0 °З і опускалися на дно, звільняючи місце теплішим шарам, і так продовжувалося б до тих пір, поки вся маса водоймища не придбала б температуру 0 °С. Далєє вода починала б замерзати, крижини, що утворюються, занурювалися б на дно і водоймище промерзав би на всю його глибину. При цьому багато форм життя у воді були б неможливі. Але оскільки найбільшу густину вода досягає при 4 °З, те переміщення її шарів, що викликається охолоджуванням, закінчується досягши цієї температури. При подальшому пониженні температури охолоджений шар, що володіє меншою густиною, залишається на поверхні, замерзає і тим самим захищає лежачі нижче шари від подальшого охолоджування і замерзання.

Велике значення в житті природи має і той факт, що вода. володіє аномально високою теплоємністю, Тому. у нічний час, а також при переході від літа до зими вода остигає поволі, а вдень або при переході від зими до літа так само поволі нагрівається, будучи, таким чином, регулятором температури на земній кулі.

У зв'язку з тим, що при плавленні льоду об'єм, займаний водою, зменшується, тиск знижує температуру плавлення льоду. Ця витікає з принципу Ле Шателье. Дійсно, хай лід і рідка вода знаходяться в рівновазі при 0 °С. Прі збільшенні тиску рівновага, згідно принципу Ле Шателье, зміститься у бік утворення тієї фази, яка при тій же температурі займає менший об'єм. Цією фазою є в даному випадку рідина. Таким чином, зростання тиску при 0 °З викликає перетворення льоду в рідину, а це і означає, що температура плавлення льоду знижується.