Главные свойства воды: Свойства воды — урок. Окружающий мир, 3 класс.

Свойства воды для организма человека: необычные, удивительные и полезные

Вода – самое распространенное неорганическое вещество, которое при нормальных условиях пребывает в состоянии жидкости. Она содержится в организмах животного и растительного происхождения, применяется в каждодневной обыденной жизни, во многих сферах производственной деятельности человека.

Свойства воды изучаются на протяжении столетий, но в настоящее время понятны не до конца.

Не забудь поделиться с друзьями!

Содержание статьи

• Физические свойства
  • Температура кипения
  • Поверхностное натяжение
  • Универсальный растворитель
• Химические свойства
  • С металлами
  • С оксидами
  • С солями
  • С органическими веществами
• Биологическая роль
  • Значение для человека
  • Минеральная вода
• В духовном мире
  • Память воды

Физические свойства

Вода – это биполярное соединение, что объясняется большим различием в электроотрицательности водородных и кислородного атомов, которые связаны в одну молекулу ковалентной полярной связью.

Вещество при нормальных условиях (давлении и температуре) находится в жидком состоянии и это удивительно, потому что ближайший аналог – сероводород представляет собой в таких же условиях газ.

Необычные свойства воды, которых к настоящему времени установлено много как официальной наукой, так и любительскими исследованиями, объясняются способностью ее молекул к ассоциации. Межмолекулярные связи, образованные между частично заряженным негативно атомом кислорода и частично заряженными позитивно атомами водорода, способствуют группированию молекул.

Удивительные физические свойства воды состоят в следующем:

• большой дипольный момент;
• высокая температура кипения;
• большая удельная теплота парообразования;
• максимальная, среди всех прочих жидкостей, удельная теплоемкость;
• высокая удельная теплота плавления и образования пара.

Вода превращается в твердое вещество (лед) при 0 °С, переходит в газообразное состояние (пар) при 100 °С, максимальное значение плотности, равное 1 г/см³, демонстрирует при 4 °С.

Удивительно, но чистая вода абсолютно не проводит электрический ток. Проводимость, которая наблюдается в повсеместной практике, объясняется невысокой степенью очистки, наличием ионов солей. Дистиллят, в котором заряженных частиц нет совсем, ток не проводит. Метод определения электропроводности используется для оценки концентрации солей.

Совокупность особенностей объясняет огромное количество направлений практического использования этой жидкости.

Температура кипения

Относительно веществ, аналогичных по строению, вода имеет слишком высокую температуру кипения, которая объясняется существованием в жидком состоянии межмолекулярных ассоциатов.

Кипением называется переход жидкого вещества в газообразное. Для того чтобы молекулы воды отдалились друг от друга на большое расстояние, которое присуще газам, нужно разорвать межмолекулярные связи, затратить на это большое количество энергии. Поэтому воду приходится нагревать до 100 °С.

Интересно! Сероводород – вещество, максимально похожее по электронному строению на воду, в нормальных условиях вообще не сжижается.

Критическая температура воды гораздо выше температуры кипения, она равняется 374 °С. Это означает, что, если водяной пар нагреть чуть выше указанного значения, он обретает абсолютно другое строение и превратить его обратно в жидкость уже никогда не будет возможно. Сейчас проводятся активные исследования строения молекулы и надмолекулярных структур в состоянии после достижения критической точки. Есть информация о новых необычных качествах жидкости после таких воздействий.

Поверхностное натяжение

Сила натяжения поверхности, возникающая в зоне раздела двух различных фаз (агрегатных состояний), называется поверхностной. Для воды эта характеристика имеет большую величину, в результате вещество при стекании образует капли сферической формы.

Благодаря этому свойству на водной поверхности могут плавать маленькие объекты с плотностью, большей, чем у воды. Примерами таких объектов служат насекомые, перемещающиеся по речной глади, примеси, хлопья, которые собираются в верхнем слое при очистке промышленных стоков.

Универсальный растворитель

Вслед за классиком принято считать, что основой жизни являются белковые тела, но этот тезис можно оспаривать с учетом распространенности воды как растворителя в живых организмах, окружающих природных объектах, которых не счесть.

Вода – основное вещество во внутриклеточном и межклеточном пространстве всех живых систем. Кровь, лимфатическая, спинномозговая, внутриглазная жидкости представляют собой водные растворы.

Необычные свойства обычной воды, выражающиеся в способности растворять большое количество разнохарактерных минеральных и органических соединений, обусловлены ее структурой. Поляризация молекулы способствует образованию сольватной оболочки вокруг веществ отличающегося строения, что приводит к получению растворов.

Природная вода в зависимости от геологического окружения характеризуется различной жесткостью, отличается по содержанию карбонатных и гидрокарбонатных солей щелочноземельных металлов. Высокие показатели жесткости препятствуют применению воды в качестве теплоносителя в отопительных системах, многих других видах оборудования. Избыток солей может мешать приготовлению строительных смесей, разведению клеевых композиций, получению растворов медицинского, сельскохозяйственного, промышленного назначения.

На практике концентрация нежелательных солей понижается с помощью различных методов, которые требуют небольших затрат и апробированы на протяжении многих лет.

Жесткая вода непригодна не только для решения производственных задач, но и как источник живительной влаги. Поэтому для пищевых целей рекомендуется смягчать воду фильтрами или покупать готовую продукцию, концентрация солей в которой соответствует физиологическим потребностям.

Химические свойства

Существует огромное количество химических превращений, в которых вода – непосредственный участник. В некоторых реакциях это единственное вещество, претерпевающее преобразование. Типичный пример – электролиз, в процессе которого вода под влиянием электрического тока разлагается на газообразные простые вещества из водородных и кислородных атомов. Во всех остальных взаимодействиях принимают участие минимум два исходных реагента.

С металлами

Вода легко реагирует с активными металлами (щелочными) с выделением большого количества тепловой энергии, взаимодействует при нагревании с другими металлическими элементами, находящимися в ряду активности после водорода.

С оксидами

Вода вступает в реакции с оксидами металлов и неметаллических элементов. Это свойство приводит к появлению ржавчины, других продуктов коррозии сплавов. Другой пример активной реакции с оксидом активного металла – гашение извести, которое иногда делают в практической работе строители.

Взаимодействие с оксидами неметаллов приводит к обратимому получению слабых кислот. Пример, наиболее часто встречающийся в обыденной жизни, – превращение углекислого газа в водном растворе в угольную кислоту. Все газированные напитки имеют слабокислую среду, поэтому постоянно пить их не рекомендуется из-за возможности нанесения вреда здоровью.

С солями

Солевые молекулы состоят из атомов металла и каких-либо кислотных остатков. В зависимости от характера первых и вторых частиц в результате обменных превращений с водой получают растворы с кислой или щелочной средой. Взаимодействие, которое называется гидролизом, имеет большое практическое значение.

Важно! Водные растворы мыла образуют щелочную среду, что приводит к разрушению клеток микробов, частичному повреждению поверхности кожи. Обычные процедуры гигиены требуют последующего использования косметических препаратов для восстановления нормального состояния кожных покровов.

Способность к гидролизу используется в медицине. Так, при некоторых болезнях горла рекомендуют содовые полоскания, лечебное действие которых обусловлено влиянием щелочной среды на микроорганизмы.

Многие соли обладают свойством присоединять молекулы воды с образованием гидратов, если первичные соединения находились в кристаллической форме, то в результате образуются кристаллогидраты. Наиболее известные кристаллогидраты получаются на основе сульфатов. Так, гидратированное производное сульфата кальция называется гипсом, меди и железа – купоросами. Гипс широко используется в медицинской и строительной практике, купоросы известны фунгицидной, бактерицидной, инсектицидной активностью, применяются в сельском хозяйстве. Железный купорос также используется при производстве красок и текстильных материалов.

С органическими веществами

При нормальных условиях вода с органическими соединениями в большинстве случаев не реагирует. Взаимодействие требует повышения температуры, использования катализаторов кислотной либо другой природы. Процесс присоединения воды получил название гидратации, наибольшее практическое значение имеет гидратация непредельных углеводородов.

Таким способом получают технический спирт, сначала разлагая водой карбид, затем вовлекая его в каталитическое присоединение водной молекулы. Пищевой спирт производят из растительного сырья посредством ферментативного брожения, в котором вода выступает не в качестве реагента, а в роли растворяющей жидкости.

Биологическая роль

Биологическая роль процессов, происходящих с участием воды, важна для всех живых организмов. Она является основополагающим фактором благополучного функционирования экосистемы в целом.

Значение для человека

Человеческий организм почти на 80 % состоит из воды, причем концентрация в различных органах существенно отличается. Так, в клетках головного мозга она достигает 85 %, в костной ткани приближается к 3 %. Прежде всего вода выполняет функцию растворителя, а также среды, в которой происходят обменные процессы.

Жидкость, поступающая извне, называется экзогенной. К ее качеству, по понятным причинам, предъявляются повышенные требования. Она способствует благополучному протеканию катаболических и анаболических процессов, что объясняет необходимость употребления очищенной воды любым человеком, особенно спортсменами и больными людьми.

Реакции утилизации пищевых продуктов требуют затраты воды на гидролиз макромолекул. Углеводы, все вещества липидной, белковой группы могут усваиваться только после гидролитического расщепления.

Часть молекул образуется в результате метаболических превращений, такой продукт называется эндогенным, он также обеспечивает благополучие общего физиологического состояния.

Минеральная вода

Еще в давние времена наблюдением были обнаружены целебные свойства некоторых видов вод из естественных источников. Впоследствии это стало предметом науки – бальнеологии.

Полезные свойства отечественных минеральных вод для организма человека были выявлены в 18 веке. После вхождения в состав государства Крыма, части Кавказа и Средней Азии российская, затем советская бальнеология начала активно развиваться. В современных странах наука не прекратила своей актуальности.

Состоятельные люди уже не всегда стремились к родникам Франции, Италии, предпочитая «Боржоми», «Нафтусю», «Ессентуки» и многие другие продукты из местных подземных источников. Польза от водолечения, включающего регулярное употребление питьевого продукта вовнутрь, многократно подтверждена отзывами и вполне объяснима.

Специфический солевой состав, уникальные концентрации и соотношения природных компонентов обладают способностью улучшать пищеварительную систему, очищать протоки и органы выделения, повышать иммунитет, увеличивать подвижность суставов благодаря выведению из них лишних наслоений. Учитывая большую биологическую активность минеральной воды, употреблять ее нужно в ограниченном количестве в соответствии с рекомендациями специалистов.

В духовном мире

Магические свойства воды известны давно, использовались в различных духовных практиках. Достаточно вспомнить, сколь большое внимание мусульмане уделяют омовению, как бережно относятся к святой воде всегда (и особенно на Крещение) православные (ортодоксальные) христиане и католики.

Чтобы не обидеть религиозные чувства верующих, не стоит, наверное, удивительные свойства воды обсуждать с материалистической точки зрения.

В практиках нетрадиционного направления вода служит особую роль, в нее погружают предметы во время заговоров, заклинаний, эмоциональных обращений, порывов. Долгое время эти особенности воды оставались неизученными, только в последние годы кое-что стало проясняться.

Память воды

После наблюдения с помощью приборов ассоциированных групп из молекулярной воды, которые при определенных влияниях могут переформатироваться, обретать новый вид и пространственную конфигурацию, многое становится понятно.

Внешние воздействия – это какие-либо колебания в окружающем пространстве. Когда произносятся добрые слова в направлении емкости с водным раствором, молекулы могут образовывать строго определенные фигуры. Жидкость фиксирует новое состояние, создается впечатление о запоминании тех или иных слов. Вода с конфигурациями ассоциированных фигур обладает специфической активностью, проявляет целебное действие.

Вода – это самое обычное, при этом наиболее необычное, бесценное вещество, которое встречается повсеместно. Многие свойства известны давно, их применяют в быту, медицине, сельском хозяйстве, на производстве. При таком большом расходе огромное значение имеет разработка и внедрение способов очистки жидких стоков, этой проблемой сейчас озабочены все страны.

Некоторые качества были выявлены недавно, находятся под пристальным вниманием ученых. Весьма вероятно, что в обозримом будущем появятся новые водные технологии, способные украсить нашу жизнь при максимальной экономии ресурсов.

Вода. Свойства воды | План-конспект урока по окружающему миру на тему:

Урок по окружающему миру
на тему: «Вода. Свойства воды»

Учитель: Викторова Светлана Николаевна, начальные классы, высшая категория г.Нерехта, МОУСОШ № 2

Цель урока: сформировать у детей понятие о воде и ее значении в жизни живых существ.

Задачи: 

• познакомить учащихся со свойствами воды, учить определять по свойствам воды возможность употребления ее в пищу;
• при выполнении практической работы учить наблюдать, сравнивать, делать выводы;
• раскрыть основные факторы загрязнения воды и меры по охране ее чистоты, прививать внимательное и бережное отношение к природе.

Оборудование: А.А.Плешаков «Окружающий мир» 3 класс, А.А.Плешаков «Рабочая тетрадь» к учебнику «Мир вокруг нас», полоски цветной бумаги (голубая, синяя, белая, зеленая, красная, желтая), глобус, текс, вода (горячая и холодная), сахар, соль, мел, глина, ложка, колбы, стаканы, воронка, фильтр, компьютер, презентация урока.

Ход урока

I. Организационный момент

II. Проверка домашнего задания

1. Фронтальный опрос

• С какой темой мы познакомились на прошлом уроке? (Воздух).
• Назовите свойства воздуха.
• Докажите, почему при нагревании воздух расширяется, а при охлаждении сжимается?
• Какой газ из воздуха мы поглощаем при дыхании?
• Почему легче дышать в местах, где растет много растений?
• Отчего загрязняется воздух?
• Что надо делать для охраны чистоты воздуха?

2. Пока ведется работа с классом, некоторые дети получают карточки с индивидуальным заданием:

Карточка 1.

— Какие свойства имеет воздух?

Карточка 2.

— Воздух плохо проводит тепло. Какое значение имеет это свойство для жизни животных, растений?

Карточка 3.

— Почему травянистые растения, находящиеся зимой под снегом, не замерзают?

Карточка 4.

— Почему легче дышать в местах, где растет много растений?

3. Тестирование.

• А сейчас вы сами сможете проверить, как вы усвоили материал.
• Перед вами лежат тесты, выберите номера правильных ответов и обведите.

1. Что такое воздух?

а) Воздух – смесь газов. Состоит он из азота, кислорода и углекислого газа.

б) Воздух – вещество, в котором много других веществ, например, кислорода, воды, облаков пыли, туч, углекислого газа.

2. В каком случае основные свойств воздуха указаны верно?

а) голубой цвет хорошо проводит тепло, упругий, не имеет запаха, прозрачный.

б) бесцветный, плохо проводит тепло, не имеет запаха, прозрачный.

3. Что происходит с воздухом при нагревании?

а) воздух расширяется

б) воздух сжимается.

4. Какой газ из воздуха мы поглощаем при дыхании?

а) углекислый газ

б) кислород

в) азот.

4. Самопроверка и самооценка (компьютер)

— Проверьте свои работы и оцените себя.

III. Актуализация знаний

— А сейчас отгадайте загадку.

Меня пьют, меня льют,

Всем нужна я,

Кто я такая?

(Вода)

— Так какую тему мы сегодня будем изучать?

VI. Сообщение темы урока.

— Сегодня мы узнаем, что такое вода, зачем нам нужна вода, познакомимся с ее свойствами.

V. Изучение нового материала

1) Вода – это сила,

Вода – это слабость.

Вода – это жизнь для всех нас

Вас покоряет, нас укрощает.

Всех она любит, сила – вода!

— С приходом воды появляется жизнь. Нет воды, нет и жизни.

— Посмотрите на глобус. Такой видят космонавты Землю из космоса. Если быстро вращать глобус, то покажется, что он одноцветный – голубой.

— А что изображают голубым цветом?

— Голубым цветом изображены реки, моря, океаны, нашей планеты.

— Этой краски на нем больше, чем белой, зеленой, коричневой. Вода занимает ¾ поверхности земного шара. Вода повсюду: и в воздухе, и в почве, и под землей. Вода входит в состав любого живого организма.

2) Сообщения детей: проект.

— Давайте посмотрим проект (выступления детей)

1. Что такое вода

2. Содержание воды:

•  на земле
•  в природе
•  в теле человека.

3. Водные ресурсы

4. Источники загрязнения воды

5. Охрана воды

3) – Ребята, а какие рассказы о значении воды подготовили вы? (использование картин)

1 ученик: Почти все живое на Земле не может обойтись без воды. Звериные тропы в лесу ведут к водопою. Птицы летят к рекам и озерам. Люди издавна выбрали себе место у воды, строили себе дома, села и города.

2 ученик: Без воды не вырастить ни пшеницы, ни яблок, ни груш. Тысячи лет может пролежать зерно в сухой земле, но придет вода – и зерно прорастет. Даже безжизненную пустыню можно превратить в цветущий сад, если провести туда воду.

3 ученик: В теле животных вода обычно составляет больше половины массы. А тело медузы на 90-95 % состоит из воды.

4 ученик: Много воды и в теле человека. Наше тело почти на 2/3 состоит из воды. Вода входит в состав крови, которая разносит по всему организму питательные вещества. Испаряясь с поверхности нашей кожи, вода регулирует температуру нашего тела.

4) Задача.

— А много ли воды в нашем теле?

— Вы сейчас узнаете, решив задачу: «Массу тела разделите на 3 и полученное число умножьте на 2».

Работа по вариантам

5) Свойства воды. Практическая работа

Работа в группах (у каждой группы есть ключ к выполнению работы)

Опыт № 1

 – Определить какова прозрачность воды.

Исследования

— Подумайте, как модно проверить прозрачность воды?

— В стакан с водой опустите ложку. Видна ли она?

— О каком свойстве воды это говорит?

— Сделайте вывод.

Вывод: вода прозрачна.

Опыт № 2

– Определить какого цвета вода.

— На столе у вас лежат цветные полоски бумаги (красная, зеленая, желтая, синяя, белая).

— С их помощью вы определите цвет воды.

— Приложите и сравните цвет воды и цвет каждой полоски.

— Можно ли сказать, что вода синяя? Зеленая? Желтая? Красная? Белая?

— Каков же цвет воды?

Вывод: вода бесцветна.

Опыт № 3

— Каков запах воды?

— Каков запах воды?

— Когда мама печет пирога, аппетитный запах вы почувствуйте за дверями квартиры. Тонкий аромат издают духи, цветы.

— А чем пахнет чистая вода?

— Понюхайте ее и сделайте вывод.

Вывод: вода не имеет запаха.

Опыт № 4

(2 стакана, 2 ложки, сахар и глина)

— Насыпьте в один стакан с водой сахар, а в другой столько же глины.

— Помешайте воду.

— Что вы заметили?

— Сделайте вывод.

(Вода растворила кристаллы сахара, а часть глины села на дно)

Вывод: вода – растворитель, но не все вещества в ней растворяются.

О здоровье

Вода – хороший растворитель. Растворяет почти все, даже металлы, например, серебро. С давних пор известно народное средство, которым залечивали наружные раны и лечили желудочно-кишечные заболевания.

Эту воду модно получить в домашних условиях: опустить в стакан с водой серебряную лодку. Через некоторое время мельчайшие частицы серебра растворятся – этого глазом увидеть нельзя.

— Подумайте, где в быту, в жизни, человек использует это свойство воды?

(Учитель готовит 3 раствора:

1 стакан – медный купорос.

2 стакан – марганцовка,

3 стакан – напиток в порошке).

— Вода растворила кристаллы, и мы получили вещества, нужные человеку для опрыскивания кустов от вредителей (раствор медного купороса), для дезинфекции ран (раствор марганцовки) и для употребления в пищу – напиток.

— А когда мы умываемся, то используем какое свойство? (растворять грязь)

Опыт № 5

(стакан с мутной водой, чистый стакан, воронка, бумажный фильтр)

— Вам необходимо очистить мутную воду с примесями песка и мела.

— Приготовьте стакан с мутной водой, чистый стакан, воронку, стеклянную палочку и фильтр?

— Что такое фильтр?

Словарная работа

Фильтр – это приспособление для очистки воды. Наш фильтр сделан из специальной бумаги. Возьмите из лотка бумажный круг, сложите его пополам и еще раз пополам.

— Вставьте воронку в пустой стакан и положите фильтр.

— По стеклянной палочке вливайте в воронку мутную воду.

— Наблюдайте за водой, которая вытекает из воронки.

— Проверьте ее на прозрачность.

— Нерастворенные вещества остались на фильтре.

— Такая очистка воды называется фильтрованием.

— Сделайте вывод.

Вывод: не растворившиеся вещества остаются на фильтре, а вода проходит через него.

— В быту для очистки воды применяются более совершенные фильтры, чем наш.

(Учитель демонстрирует бытовой фильтр, фильтруется подкрашенная вода.)

Опыт № 6

(стакан с водой и пластиковая пластинка)

— Что произойдет с водой, если ее вылить из посуды?

(Она растекается в разные стороны)

— Что будет происходить с этой водой, если наклонить эту поверхность?

(Вода стекает под уклон.)

— Можно ли воду из 1 стакана перелить в другой? (Да)

— Во всех этих случаях появляется одно и то же свойство воды.

— Какое?

— Сделайте вывод.

Вывод: вода течет (свойство – текучесть).

— Когда мы используем это свойство? (Когда умываемся, пьем чай).

VI. Физкультминутка

Льется чистая водица,

Мы умеем сами мыться.

Порошок зубной берем,

Крепко щеткой зубы трем.

Моем шею, моем уши,

После вытремся посуше.

Опыт № 7

(колба с трубкой и подкрашенной жидкостью, емкости с горячей водой и льдом)

— Что же происходит с водой при нагревании и охлаждении?

— Колбу с трубкой, заполненную подкрашенной водой, опустим в горячую воду.

— Что вы заметили? (Вода в трубке поднимается)

— Ту же колбу поставим в тарелку со льдом (снегом).

— Что вы заметили? (Вода в трубке опускается)

— Как вы это объясните?

Вывод: вода при нагревании расширяется, а при охлаждении сжимается.

VII. Обобщение. (повторение всех свойств по таблице)

VIII. Итог урока

1. Закрепление

— Спасибо всем за урок. Вы молодцы, ребята, а на следующем уроке мы продолжим изучать тайны воды.

— Что нового вы узнали на уроке?

— С какими свойствами воды познакомились?

— Какие свойства воды человек чаще всего использует в быту?

— Почему воду нужно беречь и охранять?

2. Домашнее задание по выбору:

а) Сочинить сказку о воде

б) Нарисовать плакат «Берегите воду!»

3. Взаимооценка

— Оцените друг друга в своей группе.

4. Рефлексия

— Понравился ли вам наш урок?

— При помощи квадратов покажите свое настроение.

2.5: Свойства воды — Биология LibreTexts

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• OpenStax
• OpenStax

Навыки для развития

• Описать свойства воды, имеющие решающее значение для поддержания жизни
• Объясните, почему вода является отличным растворителем
• Приведите примеры когезионных и адгезивных свойств воды
• Обсудите роль кислот, оснований и буферов в гомеостазе

Почему ученые тратят время на поиски воды на других планетах? Почему вода так важна? Это потому, что вода необходима для жизни, какой мы ее знаем. Вода — одна из самых распространенных молекул и наиболее важная для жизни на Земле. Примерно 60–70 процентов человеческого тела состоит из воды. Без него жизнь, какой мы ее знаем, просто не существовала бы.

Полярность молекулы воды и возникающие в результате водородные связи делают воду уникальным веществом с особыми свойствами, которые тесно связаны с процессами жизни. Первоначально жизнь развивалась в водной среде, и большая часть клеточной химии и метаболизма организма происходит внутри водянистого содержимого цитоплазмы клетки. К особым свойствам воды относятся ее высокая теплоемкость и теплота парообразования, способность растворять полярные молекулы, ее когезионные и адгезивные свойства, а также ее диссоциация на ионы, что приводит к образованию рН. Понимание этих характеристик воды помогает понять ее важность для поддержания жизни.

Полярность воды

Одним из важных свойств воды является то, что она состоит из полярных молекул: водород и кислород внутри молекул воды (H ₂ O) образуют полярные ковалентные связи. В то время как у молекулы воды нет чистого заряда, полярность воды создает слегка положительный заряд на водороде и слегка отрицательный заряд на кислороде, способствуя свойствам притяжения воды. Заряды воды образуются из-за того, что кислород более электроотрицательный, чем водород, что повышает вероятность того, что общий электрон будет находиться рядом с ядром кислорода, а не с ядром водорода, что приводит к частичному отрицательному заряду вблизи кислорода.

В результате полярности воды каждая молекула воды притягивает другие молекулы воды из-за противоположных зарядов между молекулами воды, образуя водородные связи. Вода также притягивает или притягивается к другим полярным молекулам и ионам. Полярное вещество, которое легко взаимодействует с водой или растворяется в ней, называется гидрофильным (гидро- = «вода»; -фильный = «любящий»). Напротив, неполярные молекулы, такие как масла и жиры, плохо взаимодействуют с водой, как показано на рисунке \(\PageIndex{1}\), и отделяются от нее, а не растворяются в ней, как мы видим в заправках для салатов, содержащих масло. и уксус (кислый водный раствор). Эти неполярные соединения называются гидрофобными (гидро- = «вода»; -фоб = «боязнь»).

Рисунок \(\PageIndex{1}\): Масло и вода не смешиваются. Как видно из этого макроизображения нефти и воды, нефть не растворяется в воде, а вместо этого образует капли. Это связано с тем, что это неполярное соединение. (кредит: Гаутам Догра).

Образование водородных связей является важным свойством жидкой воды, которое имеет решающее значение для жизни, какой мы ее знаем. Поскольку молекулы воды образуют водородные связи друг с другом, вода приобретает некоторые уникальные химические характеристики по сравнению с другими жидкостями, и, поскольку живые существа имеют высокое содержание воды, понимание этих химических свойств является ключом к пониманию жизни. В жидкой воде водородные связи постоянно образуются и разрываются, когда молекулы воды скользят друг относительно друга. Разрыв этих связей вызывается движением (кинетической энергией) молекул воды за счет тепла, содержащегося в системе. Когда тепло повышается при кипении воды, более высокая кинетическая энергия молекул воды приводит к полному разрыву водородных связей и позволяет молекулам воды выходить в воздух в виде газа (пара или водяного пара). С другой стороны, когда температура воды снижается и вода замерзает, молекулы воды образуют кристаллическую структуру, поддерживаемую водородными связями (энергии недостаточно для разрыва водородных связей), что делает лед менее плотным, чем жидкая вода, явление не наблюдается при затвердевании других жидкостей.

Более низкая плотность воды в ее твердом состоянии обусловлена ​​тем, как ориентируются водородные связи при замерзании: молекулы воды раздвигаются дальше друг от друга по сравнению с жидкой водой. Для большинства других жидкостей затвердевание при понижении температуры включает снижение кинетической энергии между молекулами, что позволяет им упаковываться даже более плотно, чем в жидкой форме, и придает твердому телу большую плотность, чем жидкость.

Низкая плотность льда, показанная и изображенная на рисунке \(\PageIndex{2}\), представляет собой аномалию, заставляющую его плавать на поверхности жидкой воды, например, в айсберге или в кубиках льда в стакане. ледяной воды. В озерах и прудах лед образуется на поверхности воды, создавая изолирующий барьер, защищающий животных и растения в пруду от замерзания. Без этого слоя изолирующего льда растения и животные, живущие в пруду, замерзли бы в сплошной глыбе льда и не смогли бы выжить. Губительное действие замерзания на живые организмы обусловлено расширением льда относительно жидкой воды. Кристаллы льда, образующиеся при замораживании, разрывают тонкие мембраны, необходимые для функционирования живых клеток, необратимо повреждая их. Клетки могут пережить замораживание только в том случае, если вода в них временно заменена другой жидкостью, такой как глицерин.

Рисунок \(\PageIndex{2}\): Водородные связи делают лед менее плотным, чем жидкая вода. (а) решетчатая структура льда делает его менее плотным, чем свободно текущие молекулы жидкой воды, что позволяет ему (б) плавать на поверхности воды. (кредит a: модификация работы Джейн Уитни, изображение создано с помощью программного обеспечения Visual Molecular Dynamics (VMD) ¹ ; кредит b: модификация работы Карлоса Понте)

Ссылка на обучение

Видео: Нажмите здесь, чтобы увидеть трехмерную анимацию структуры ледяной решетки. (Изображение предоставлено Джейн Уитни. Изображение создано с помощью программного обеспечения Visual Molecular Dynamics VMD. ² )

Высокая теплоемкость воды

Высокая теплоемкость воды является свойством, обусловленным водородными связями между молекулами воды. Вода обладает наибольшей удельной теплоемкостью среди всех жидкостей. Удельная теплоемкость определяется как количество тепла, которое должен поглотить или отдать один грамм вещества, чтобы изменить его температуру на один градус Цельсия. Для воды это количество составляет одну калорию. Поэтому вода долго нагревается и долго охлаждается. На самом деле удельная теплоемкость воды примерно в пять раз больше, чем у песка. Это объясняет, почему суша остывает быстрее, чем море. Благодаря своей высокой теплоемкости вода используется теплокровными животными для более равномерного распределения тепла в их телах: она действует аналогично системе охлаждения автомобиля, перенося тепло из теплых мест в холодные, заставляя тело поддерживать более равномерная температура.

Теплота испарения воды

Вода также имеет высокую теплоту парообразования, количество энергии, необходимое для превращения одного грамма жидкого вещества в газ. Для осуществления этого превращения воды требуется значительное количество тепловой энергии (586 кал). Этот процесс происходит на поверхности воды. Когда жидкая вода нагревается, водородные связи затрудняют отделение молекул жидкой воды друг от друга, что необходимо для ее перехода в газообразную фазу (пар). В результате вода действует как поглотитель или резервуар тепла, и для ее кипения требуется гораздо больше тепла, чем для такой жидкости, как этанол (зерновой спирт), водородная связь которого с другими молекулами этанола слабее, чем водородная связь воды. В конце концов, когда вода достигает точки кипения 100 ° по Цельсию (212 ° по Фаренгейту), тепло может разорвать водородные связи между молекулами воды, а кинетическая энергия (движение) между молекулами воды позволяет им покинуть жидкость. как газ. Даже когда температура ниже точки кипения, отдельные молекулы воды получают достаточно энергии от других молекул воды, так что некоторые молекулы воды с поверхности могут ускользнуть и испариться: этот процесс известен как испарение.

Тот факт, что для испарения воды необходимо разорвать водородные связи, означает, что в процессе используется значительное количество энергии. Когда вода испаряется, процесс потребляет энергию, охлаждая окружающую среду, в которой происходит испарение. У многих живых организмов, в том числе и у человека, испарение пота, состоящего на 90 % из воды, позволяет организму охлаждаться для поддержания гомеостаза температуры тела.

Растворяющие свойства воды

Поскольку вода представляет собой полярную молекулу со слегка положительным и слегка отрицательным зарядом, ионы и полярные молекулы могут легко растворяться в ней. Поэтому воду называют растворителем, веществом, способным растворять другие полярные молекулы и ионные соединения. Заряды, связанные с этими молекулами, будут образовывать водородные связи с водой, окружая частицу молекулами воды. Это называется сферой гидратации или гидратной оболочкой, как показано на рисунке \(\PageIndex{3}\), и служит для разделения или диспергирования частиц в воде.

При добавлении к воде ионных соединений отдельные ионы реагируют с полярными областями молекул воды, и их ионные связи разрываются в процессе диссоциации. Диссоциация происходит, когда атомы или группы атомов отрываются от молекул и образуют ионы. Рассмотрим поваренную соль (NaCl или хлорид натрия): когда кристаллы NaCl добавляют в воду, молекулы NaCl диссоциируют на ионы Na ⁺ и Cl ^– , а вокруг ионов образуются сферы гидратации, как показано на рисунке \( \ИндексСтраницы{3}\). Положительно заряженный ион натрия окружен частично отрицательным зарядом кислорода молекулы воды. Отрицательно заряженный ион хлора окружен частично положительным зарядом водорода на молекуле воды.

Рисунок \(\PageIndex{3}\): Когда поваренная соль (NaCl) смешивается с водой, вокруг ионов образуются сферы гидратации.

Когезионные и адгезивные свойства воды

Вы когда-нибудь наполняли стакан водой до самого верха, а затем медленно добавляли еще несколько капель? Прежде чем перелиться через край, вода образует куполообразную форму над краем стакана. Эта вода может оставаться над стеклом благодаря свойству когезии. При когезии молекулы воды притягиваются друг к другу (из-за водородных связей), удерживая молекулы вместе на границе раздела жидкость-газ (вода-воздух), хотя в стекле больше нет места.

Когезия допускает развитие поверхностного натяжения, способности вещества противостоять разрыву при воздействии на него напряжения или нагрузки. По этой же причине вода образует капли, когда ее кладут на сухую поверхность, а не расплющивают под действием силы тяжести. Когда небольшой клочок бумаги помещается на каплю воды, бумага плавает поверх капли воды, даже если бумага плотнее (тяжелее), чем вода. Когезия и поверхностное натяжение сохраняют водородные связи молекул воды неповрежденными и поддерживают плавание предмета на поверхности. Можно даже «поплавать» иглой над стаканом с водой, если положить ее осторожно, не нарушая поверхностного натяжения, как показано на рисунке \(\PageIndex{4}\).

Рисунок \(\PageIndex{4}\): Вес иглы тянет поверхность вниз; в то же время поверхностное натяжение тянет его вверх, удерживая на поверхности воды и удерживая от погружения. Обратите внимание на углубление в воде вокруг иглы. (кредит: Кори Занкер)

Эти силы сцепления связаны со свойством воды прилипать или притяжением между молекулами воды и другими молекулами. Это притяжение иногда сильнее, чем силы сцепления воды, особенно когда вода подвергается воздействию заряженных поверхностей, таких как те, которые находятся внутри тонких стеклянных трубок, известных как капиллярные трубки. Адгезия наблюдается, когда вода «поднимается» вверх по трубке, помещенной в стакан с водой: обратите внимание, что вода кажется выше по бокам трубки, чем в середине. Это связано с тем, что молекулы воды притягиваются к заряженным стеклянным стенкам капилляра сильнее, чем друг к другу, и поэтому прилипают к нему. Этот тип адгезии называется капиллярным действием и показан на рисунке \(\PageIndex{5}\).

Рисунок \(\PageIndex{5}\): Капиллярное действие в стеклянной трубке вызвано силами сцепления, создаваемыми внутренней поверхностью стекла, превышающими силы сцепления между самими молекулами воды. (кредит: модификация работы Пирсона-Скотта Форесмана, переданная в дар Фонду Викимедиа)

Почему когезионные и адгезионные силы важны для жизни? Когезионные и адгезионные силы важны для транспорта воды от корней к листьям растений. Эти силы создают «притяжение» к толще воды. Это притяжение возникает из-за тенденции молекул воды, испаряющихся на поверхности растения, оставаться связанными с молекулами воды под ними, и поэтому они притягиваются. Растения используют это природное явление, чтобы переносить воду от корней к листьям. Без этих свойств воды растения не смогли бы получать воду и растворенные минералы, которые им необходимы. В другом примере насекомые, такие как водомерка, показанная на рисунке \(\PageIndex{6}\), используют поверхностное натяжение воды, чтобы оставаться на плаву в поверхностном слое воды и даже спариваются там. 9- (aq)} \nonumber\]

лакмусовая или pH-бумага, фильтровальная бумага, обработанная натуральным водорастворимым красителем, чтобы ее можно было использовать в качестве индикатора pH для определения содержания кислоты (кислотности) или основания ( щелочность) существует в растворе. Возможно, вы даже использовали некоторые из них, чтобы проверить, правильно ли очищается вода в бассейне. В обоих случаях тест pH измеряет концентрацию ионов водорода в данном растворе.

Ионы водорода спонтанно образуются в чистой воде в результате диссоциации (ионизации) небольшого процента молекул воды на равное количество водорода (H ⁺ ) ионов и гидроксид (ОН ^— ) ионов. В то время как ионы гидроксида удерживаются в растворе за счет водородных связей с другими молекулами воды, ионы водорода, состоящие из голых протонов, немедленно притягиваются к неионизированным молекулам воды, образуя ионы гидроксония (H ₃ 0 ⁺ ). Тем не менее, условно ученые относятся к ионам водорода и их концентрации так, как если бы они находились в этом состоянии в жидкой воде в свободном состоянии.

Концентрация ионов водорода, диссоциирующих из чистой воды, составляет 1 × 10 ^-7 моль H ⁺ ионов на литр воды. Моли (mol) — это способ выражения количества вещества (которым могут быть атомы, молекулы, ионы и т. д.), при этом один моль равен 6,02 x 10 ²³ частиц вещества. Следовательно, 1 моль воды равен 6,02 х 10 ²³ молекул воды. pH рассчитывается как отрицательная величина логарифма по основанию 10 этой концентрации. Log10 1 × 10 ^-7 равен -7,0, и отрицательное значение этого числа (обозначаемое буквой «p» в «pH») дает значение pH 7,0, которое также известно как нейтральное значение pH. pH внутри человеческих клеток и крови являются примерами двух областей тела, где поддерживается почти нейтральный pH.

Ненейтральные показания рН возникают в результате растворения кислот или оснований в воде. Используя отрицательный логарифм для получения положительных целых чисел, высокие концентрации ионов водорода дают низкое число pH, тогда как низкие уровни ионов водорода приводят к высокому pH. Кислота — это вещество, которое увеличивает концентрацию ионов водорода (H ⁺ ) в растворе, обычно за счет диссоциации одного из его атомов водорода. Основание обеспечивает либо гидроксид-ионы (OH ^—), либо другие отрицательно заряженные ионы, которые соединяются с ионами водорода, уменьшая их концентрацию в растворе и тем самым повышая pH. В тех случаях, когда основание высвобождает ионы гидроксида, эти ионы связываются со свободными ионами водорода, образуя новые молекулы воды.

Чем сильнее кислота, тем легче она отдает H ⁺ . Например, соляная кислота (HCl) полностью диссоциирует на ионы водорода и хлорида и является очень кислой, тогда как кислоты в томатном соке или уксусе полностью не диссоциируют и считаются слабыми кислотами. И наоборот, сильные основания — это те вещества, которые легко отдают OH ^– или поглощают ионы водорода. Гидроксид натрия (NaOH) и многие бытовые чистящие средства сильно щелочные и выделяют OH ^{– 9.0063 быстро при помещении в воду, тем самым повышая рН. Примером слабощелочного раствора является морская вода с pH около 8,0, что достаточно близко к нейтральному pH, чтобы морские организмы, адаптированные к этой соленой среде, могли процветать в ней.}

Шкала рН, как упоминалось ранее, является обратным логарифмом и находится в диапазоне от 0 до 14 (Рисунок \(\PageIndex{7}\)). Все, что ниже 7,0 (от 0,0 до 6,9), является кислотным, а все, что выше 7,0 (от 7,1 до 14,0), является щелочным. Экстремальные значения pH в любом направлении от 7,0 обычно считаются негостеприимными для жизни. pH внутри клеток (6,8) и pH крови (7,4) очень близки к нейтральному. Однако среда в желудке очень кислая, с рН от 1 до 2. Так как же клетки желудка выживают в такой кислой среде? Как они гомеостатически поддерживают внутри себя близкий к нейтральному рН? Ответ в том, что они не могут этого сделать и постоянно умирают. Новые клетки желудка постоянно производятся для замены мертвых клеток, которые перевариваются кислотами желудка. Подсчитано, что слизистая оболочка человеческого желудка полностью обновляется каждые семь-десять дней.

Рисунок \(\PageIndex{7}\): Шкала pH измеряет концентрацию ионов водорода (H ⁺ ) в растворе. (кредит: модификация работы Эдварда Стивенса)

Ссылка на обучение

Посмотрите это видео для простого объяснения pH и его логарифмической шкалы.

Так как же могут организмы, тела которых нуждаются в близком к нейтральному рН, поглощать кислые и щелочные вещества (например, человек, пьющий апельсиновый сок) и выживать? Буферы — это ключ. Буферы легко поглощают избыток H ⁺ или OH ^– , тщательно поддерживая pH тела в узком диапазоне, необходимом для выживания. Поддержание постоянного рН крови имеет решающее значение для благополучия человека. Буфер, поддерживающий pH крови человека, включает угольную кислоту (H ₂ CO ₃ ), ион бикарбоната (HCO ₃ ^– ) и углекислый газ (CO ₂ ). Когда ионы бикарбоната объединяются со свободными ионами водорода и становятся угольной кислотой, ионы водорода удаляются, что замедляет изменения pH. Точно так же, как показано на рисунке \(\PageIndex{8}\), избыточная углекислота может быть преобразована в углекислый газ и выдыхаться через легкие. Это предотвращает накопление слишком большого количества свободных ионов водорода в крови и опасное снижение pH крови. Аналогично, если слишком много OH ^– введен в систему, угольная кислота соединится с ним с образованием бикарбоната, понизив рН. Без этой буферной системы рН тела колебался бы достаточно, чтобы поставить под угрозу выживание.

Рисунок \(\PageIndex{8}\): На этой диаграмме показана буферизация организмом уровней pH крови. Синие стрелки показывают процесс повышения pH по мере производства большего количества CO ₂ . Фиолетовые стрелки указывают на обратный процесс: понижение pH по мере образования большего количества бикарбоната.

Другими примерами буферов являются антациды, используемые для борьбы с избытком желудочной кислоты. Многие из этих безрецептурных лекарств действуют так же, как буферы крови, обычно с по крайней мере одним ионом, способным поглощать водород и снижать рН, принося облегчение тем, кто страдает от «изжоги» после еды. Уникальные свойства воды, которые способствуют этой способности уравновешивать pH, а также другие характеристики воды, необходимы для поддержания жизни на Земле.

Ссылка на обучение

Чтобы узнать больше о воде. Посетите Геологическую службу США. Наука о воде для школ. Все о воде! Веб-сайт.

Резюме

Вода обладает многими свойствами, которые необходимы для поддержания жизни. Это полярная молекула, допускающая образование водородных связей. Водородные связи позволяют ионам и другим полярным молекулам растворяться в воде. Таким образом, вода является отличным растворителем. Водородные связи между молекулами воды приводят к тому, что вода обладает высокой теплоемкостью, а это означает, что для повышения ее температуры требуется много дополнительного тепла. При повышении температуры водородные связи между водой постоянно разрываются и формируются заново. Это позволяет общей температуре оставаться стабильной, хотя в систему добавляется энергия. Вода также обладает высокой теплотой испарения, что является ключом к тому, как организмы охлаждаются за счет испарения пота. Силы сцепления воды учитывают свойство поверхностного натяжения, тогда как ее адгезионные свойства проявляются, когда вода поднимается внутри капиллярных трубок. Значение pH является мерой концентрации ионов водорода в растворе и является одной из многих химических характеристик, которые строго регулируются в живых организмах посредством гомеостаза. Кислоты и основания могут изменять значения pH, но буферы имеют тенденцию смягчать вызываемые ими изменения. Эти свойства воды тесно связаны с биохимическими и физическими процессами, происходящими в живых организмах, и жизнь была бы совсем другой, если бы эти свойства изменились, если бы она вообще могла существовать.

Сноски

1. 1 W. Humphrey W., A. Dalke, and K. Schulten, «VMD-Visual Molecular Dynamics», Journal of Molecular Graphics 14 (1996): 33-38.
2. 2 W. Humphrey W., A. Dalke и K. Schulten, «VMD-Visual Molecular Dynamics», Journal of Molecular Graphics 14 (1996): 33-38.

Глоссарий

кислота

молекула, отдающая ионы водорода и повышающая концентрацию ионов водорода в растворе

адгезия

притяжение между молекулами воды и другими молекулами

база

молекула, которая отдает ионы гидроксида или иным образом связывает избыток ионов водорода и снижает концентрацию ионов водорода в растворе

буфер

вещество, предотвращающее изменение pH за счет поглощения или выделения ионов водорода или гидроксида

калорий

количество теплоты, необходимое для изменения температуры одного грамма воды на один градус Цельсия

капиллярное действие

возникает из-за того, что молекулы воды притягиваются к зарядам на внутренних поверхностях узких трубчатых структур, таких как стеклянные трубки, притягивая молекулы воды к сторонам трубок

сплоченность

межмолекулярных сил между молекулами воды, вызванных полярной природой воды; отвечает за поверхностное натяжение

диссоциация

высвобождение иона из молекулы таким образом, что исходная молекула теперь состоит из иона и заряженных остатков исходной, например, когда вода диссоциирует на H ⁺ и ОХ ^—

испарение

выделение отдельных молекул с поверхности воды, листьев растений или кожи организма

теплота парообразования воды

требуется большое количество энергии для превращения жидкой воды в водяной пар

гидрофильный

описывает ионы или полярные молекулы, которые хорошо взаимодействуют с другими полярными молекулами, такими как вода

гидрофобный

описывает незаряженные неполярные молекулы, которые плохо взаимодействуют с полярными молекулами, такими как вода

.

лакмусовая бумага

(также pH-бумага) фильтровальная бумага, обработанная натуральным водорастворимым красителем, который меняет свой цвет при изменении pH окружающей среды, поэтому ее можно использовать в качестве индикатора pH

pH-бумага

см. лакмусовую бумажку

Шкала pH

шкала от нуля до 14, что обратно пропорционально концентрации ионов водорода в растворе

растворитель

вещество, способное растворять другое вещество

удельная теплоемкость

Количество тепла, которое должен поглотить или отдать один грамм вещества, чтобы изменить его температуру на один градус Цельсия

сфера гидратации

, когда полярная молекула воды окружает заряженные или полярные молекулы, удерживая их в растворенном состоянии и в растворе

поверхностное натяжение

напряжение на поверхности тела жидкости, препятствующее разделению молекул; создаваемые силами притяжения и сцепления между молекулами жидкости

Эта страница под названием 2. 5: Свойства воды распространяется по лицензии CC BY и была создана, изменена и/или курирована OpenStax.

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   ОпенСтакс

   Лицензия

   СС BY

   Программа OER или Publisher

   ОпенСтакс

   Показать оглавление

   нет

   Включено

   да

2. Теги

   1. кислота
   2. адгезия
   3. база
   4. буфер
   5. капиллярное действие
   6. сплоченность
   7. диссоциация
   8. испарение
   9. теплота испарения воды
   10. гидрофильный
   11. гидрофобный
   12. лакмусовая бумага
   13. pH-бумага
   14. Шкала pH
   15. растворитель
   16. источник[1]-био-1785
   17. удельная теплоемкость
   18. сфера гидратации
   19. поверхностное натяжение

10 важных свойств воды, о которых должен знать каждый

Какие наиболее важные свойства воды вы знаете? До 60% тела взрослого человека состоит из воды, и она играет решающую роль в организме живых существ, таких как движение пищи, увлажнение кожи и многое другое. Взгляд на физические и химические свойства воды поможет вам понять ее важность по отношению к некоторым ее свойствам.

Химическая формула молекулы воды. Фото: Мацей Фролов
Источник: Getty Images

Химические соединения обладают уникальными свойствами, которые используются для их идентификации. Эти черты определяются тем, что вы наблюдаете, когда смотрите на них, и тем, как они реагируют в сочетании с другими веществами.

Вода, несомненно, является одним из важнейших соединений на планете Земля. Он играет важную роль в организме живых существ.

Чистая вода не имеет цвета, запаха и вкуса. Как и любые другие химические вещества, он обладает уникальными свойствами, отличающими его от остальных. Итак, какими свойствами обладает вода?

Читайте также

Топ-10 уродливых рыб: самые странные морские существа в мире

1. Вода полярна

В химической связи полярность относится к распределению электрических зарядов по атомам, соединенным связью. Вода представляет собой молекулярную структуру, состоящую из атома кислорода и двух атомов водорода.

Химическая модель молекулы воды — h3O, состоящая из двух атомов водорода и атома кислорода. Фото: азатвалеев
Источник: Getty Images

Атомы водорода ковалентно связаны с атомом кислорода, образуя молекулы. Затем эти молекулы соединяются водородными связями.

Четыре пары электронов окружают атом кислорода. Две пары участвуют в связывании с атомом водорода, а две оставшиеся неподеленные и находятся напротив атома кислорода.

Поскольку кислород более электроотрицателен, чем водород, он притягивает общие электроны и имеет частичные отрицательные заряды. Менее электроотрицательный (водород) становится частично положительно заряженным.

В результате молекула слегка заряжена на концах. Эти частичные заряды вызывают притяжение молекул с образованием водородных связей.

2. Является универсальным растворителем

Вода является универсальным растворителем, так как в ней растворяется большинство веществ. Это одно из особых свойств воды, и оно стало возможным благодаря ее полярным характеристикам.

Читайте также

Нигериец строит дом с 3 спальнями из 14 800 пластиковых бутылок, появляются фотографии

Учитывая, что вода на концах слегка заряжена (кислород отрицательно заряжен, а водород положительно), она может диссоциировать ионные соединения. Диссоциация относится к разделению отрицательных и положительных ионов в ионном соединении.

Когда ионное соединение помещается в воду, оно диссоциирует на положительные и отрицательные ионы. Положительные ионы притягиваются к кислороду (заряженному отрицательно), а отрицательные ионы притягиваются к водороду (заряженному положительно). Так происходит растворение.

Женщина смотрит на воду в конической колбе. Фото: unsplash.com
Источник: UGC

Будучи универсальным растворителем, его не следует путать с тем, что он растворяет все вещества. Некоторые органические соединения, такие как масло, воск и многие другие, не растворяются в воде.

3. Обладает высоким поверхностным натяжением

Поверхностное натяжение относится к свойству жидкости, которое позволяет ей сопротивляться внешней силе. Это свойство стало возможным благодаря силам сцепления. Если осторожно поместить иголку на поверхность воды, она всплывет из-за поверхностного натяжения.

Читайте также

Особенности: Почему депрессия убивает быстрее, чем COVID-19, ВИЧ и другие

Обычно большинство людей относят к образующемуся слою кожу. Однако не совсем верно, что на поверхности образуется «кожа».

Более сильное сцепление между молекулами воды, в отличие от притяжения ее молекул к воздуху, затрудняет перемещение объекта через его поверхность, чем перемещение его, когда он полностью погружен в нее. Его поверхностное натяжение составляет 72 дин/см при 25°С (комнатная температура).

4. Обладает высокой удельной теплоемкостью

Удельная теплоемкость любого данного вещества относится к количеству тепловой энергии, необходимой для повышения температуры одного килограмма этого конкретного вещества на один градус Цельсия. h3O имеет удельную теплоемкость 4200 Дж на килограмм на градус Цельсия (Дж/кг°C). Это означает, что вам потребуется 4200 Дж, чтобы поднять килограмм воды на один градус Цельсия.

Это одно из тех свойств воды, которые делают ее незаменимой для жизни. Благодаря своей высокой удельной теплоемкости h3O играет решающую роль в регулировании температуры на поверхности Земли.

Читайте также

Что такое запутанность в отношениях и как с этим бороться?

h3O может поглощать большое количество тепловой энергии до того, как начнет нагреваться. Это также означает, что он медленно выделяет тепловую энергию, когда ситуация заставляет его охлаждаться.

Поскольку водные массы составляют значительную часть планеты Земля, это свойство позволяет смягчать климат Земли. Он также помогает живущим в нем организмам, таким как земноводные и рептилии, более эффективно регулировать температуру своего тела. 93.

У большинства жидкостей затвердевание происходит при понижении температуры, что снижает кинетическую энергию между молекулами. В результате молекулы приближаются друг к другу по сравнению с тем, когда они были в жидкой форме.

Следовательно, плотность их твердого состояния больше, чем плотность их жидкого состояния. Но почему лед плавает на воде? В h3O все немного иначе.

Читайте также

Маска для лица с активированным углем: пошаговый рецепт

Вода в ледяном состоянии (твердое состояние) менее плотна, чем в жидком состоянии. Когда замерзание происходит ниже -4 градусов по Цельсию, ориентация водородных связей заставляет молекулы отталкиваться дальше друг от друга, увеличивая их объем. Это называется аномальным расширением.

Учитывая, что масса осталась прежней, а объем увеличился, плотность со временем будет снижена. Вот почему лед плавает в воде.

6. Когезионные и адгезионные свойства

Когезионные и адгезионные силы оказывают большое влияние на свойства воды. Силы сцепления относятся к силам притяжения, существующим между молекулами одного и того же вещества.

Силы сцепления, с другой стороны, относятся к силам притяжения между разнородными веществами. Молекулы h3O обладают сильными когезионными силами из-за их способности образовывать водородные связи друг с другом.

Он также обладает адгезивными свойствами, что позволяет ему прилипать к другим веществам.

7. Точки кипения и замерзания

Температура кипения относится к температурам, при которых атмосферное давление, оказываемое окружающей средой на жидкость, эквивалентно давлению, оказываемому парами жидкости. При этом дополнительном нагреве жидкость превращается в пар без повышения температуры.

Читайте также

Наверх Кандид, критика, любовь и свобода Цитаты Вольтера

С другой стороны, точка замерзания — это точка, при которой жидкость начинает превращаться в твердое тело. Учитывая, что h3O может существовать в трех агрегатных состояниях (твердом, жидком и газообразном), он имеет определенные температуры кипения и замерзания.

Чистый h3O кипит при 100 градусах Цельсия, а при более высоких температурах переходит в газообразное состояние (пар). Он замерзает при нуле градусов по Цельсию, а при более низких температурах затвердевает.

8. Амфотерные свойства

Амфотерные вещества проявляют как кислотные, так и основные свойства. Молекула воды амфотерна, потому что в ней есть атомы водорода и кислорода. 9+) в газ с образованием иона аммония. В этой конкретной реакции он действует как кислота (донор протонов).

9. Капиллярное действие

Капиллярное действие – это явление подъема жидкости по тонким трубкам, цилиндрам или проницаемым веществам. Действие обусловлено адгезионными и когезионными силами, взаимодействующими между жидкостью и поверхностью.

Когда межмолекулярная связь самой жидкости существенно уступает поверхности вещества, с которым она взаимодействует, возникает капиллярное действие. h3O — одна из жидкостей, обладающая этим свойством.

Другие жидкие вещества, такие как ртуть, не проявляют такого поведения, потому что силы сцепления между их молекулами больше, чем силы сцепления между ее молекулами и молекулами трубки, в которой они находятся.

Поэтому, если вы поместите трубку в контейнер (стакан) с ртутью, вы заметите, что в отличие от воды, ее уровень в пробирке немного ниже ее уровня в контейнере.

Читайте также

Лучшие фрукты для фертильности, о которых должен знать каждый, кто пытается зачать ребенка.0032

Обычно, когда вы вставляете трубку в емкость с водой, уровень воды в трубке поднимается выше нормального уровня в емкости.

10. Вода может существовать в твердом, жидком и газообразном состояниях

Из всех свойств воды существование h3O в различных агрегатных состояниях является важной характеристикой, о которой вам следует знать. При стандартной температуре и давлении (STP) вода является жидкостью. Это одно из редких неорганических соединений, существующих в жидком состоянии в этих условиях.

Расположение частиц в различных состояниях вещества. Фото: ttsz
Источник: Getty Images

Когда его температура снижается до точки замерзания (ноль градусов по Цельсию), он переходит в твердое состояние (лед). Его форма также может быть изменена на газообразную, когда температура превышает его точку кипения (100 градусов по Цельсию).

Вот оно. Вот некоторые из наиболее важных физических и химических свойств воды, которые вы должны знать.

ЧИТАЙТЕ ТАКЖЕ : Что такое причастный оборот: определение, употребление, примеры

Читайте также

Полезные советы о том, как правильно питаться, чтобы забеременеть

Legit.ng также опубликовал статью о причастных оборотах. Причастный оборот — это группа слов, которая выглядит как глагол, но работает как прилагательное. Оно состоит из различных частей: оно начинается с причастия, а затем включает в себя другие модификаторы и прямые объекты (или дополнения к подлежащему).

Эта тема до сих пор была предметом обсуждения многих учащихся. Несмотря на то, что это кажется обычным явлением и встречается в большинстве предложений, которые вы читаете в романах или журналах, большинство людей не понимают, что это такое.