Вода как образуется: Почему вода, состоящая из водорода и кислорода, не горит и не взрывается

Лучший ответ: Как образовалась вода на планете Земля?

Есть несколько теорий. Один из них указывает на то, что вода должна была образоваться вместе с Землей или внутри нее и выбрасываться вулканами в виде пара на протяжении миллиардов лет. Вода, из которой состоят кометы и астероиды, в свою очередь, возникла из комбинации водорода и кислорода, присутствующих во Вселенной. 🇧🇷

Молекула воды образована двумя атомами водорода, связанными с атомом кислорода ковалентными связями (рис. 1). … Эти связи называются «водородными связями», и с ними взаимодействует «сила Ван-дер-Ваальса».

На планете Земля очень много воды. Количество настолько велико, что даже сложно назвать эту цифру, которая по подсчетам достигает примерно 1.260.000.000.000.000.000.000 XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX XNUMX литров воды!

Наконец, в какой-то момент, еще в среде без кислорода, должны были появиться первые организмы в виде одноклеточных гетеротрофов, питавшихся простой органикой и продуцирующих углекислый газ (СО2) и спирт (С2Н5ОН), т. е. первые организмы живы были ферментеры.

По оценкам ученых, 2 миллиарда лет назад атмосфера Земли была непригодной для дыхания и состояла из метана, водорода и других токсичных газов. …Однажды они начали осуществлять фотосинтез и таким образом выделять кислород, который мало-помалу заполнил всю атмосферу.

Вода входит в состав минералов и горных пород, из нее состоят океаны, озера, реки и подземные воды. Это первоисточник жизни для всех растений, а также очень важен для жизни животных, так как они зависят от него для дыхания, пищеварения и размножения, как и человек.

Питьевая вода – это вода, которую могут употреблять люди и животные, так как она не представляет опасности для здоровья. В основном он не имеет цвета (бесцветный), вкуса (безвкусный) или запаха (без запаха), в дополнение к тому, что он не содержит каких-либо загрязнителей или загрязнений.

Но буквально и с химической точки зрения чистой водой считается только та, в состав которой входят две молекулы водорода и одна молекула кислорода (H₂O). … Следовательно, эта вода свободна от каких-либо веществ, кроме водорода и кислорода.

Из всей воды на планете 97,5 % составляет соленая вода и, следовательно, только 2,5 % — пресная вода.

И где вся вода на Земле? В то время как 97% воды Земли соленая и содержится в океанах и морях; из оставшихся 3% 2,2% находятся в виде льда на Северном и Южном полюсах; 0,6% его находится под поверхностным слоем почвы; 0,1% находится в атмосфере; и только 0,1% его содержится в реках и озерах планеты.

Из всего количества воды, имеющейся на планете, 97 % приходится на моря и океаны (соленая вода) и только 3 % приходится на пресную воду. Из этого небольшого процента чуть более 2% находится в ледниках (в твердом состоянии), и поэтому менее 1% доступно для потребления.

Для некоторых ученых самым старым свидетельством жизни на планете являются химические сигнатуры, указывающие на присутствие организмов около 4 миллиардов лет назад.

Первые неопровержимые свидетельства жизни на Земле датируются по крайней мере 3500 миллионов лет назад, во время эоархейской эры, после того как геологическая кора начала затвердевать после гадейского эона, если она расплавилась раньше.

Коацерват представляет собой кластер белковых молекул, окруженных водой в простейшей форме. Считается, что позже коацерваты дали начало первым формам жизни на Земле.

Вопросы дилетанта про воду тяжелую и легкую

Вы знаете больше и готовы рассказать?

У вас есть интересная история или вы знаете больше о теме, по которой мы уже выпустили материал. Поделитесь с СР любой идеей. Ждем ваших сообщений!




Прикрепить файл

Отправить

Помогает ли кипячение очистить воду от радиоактивных примесей, как от бактерий? И правда ли, что много раз кипятить воду вредно — образуется опасный для здоровья дейтерий?


Отвечает доктор медицинских наук, профессор Александр Иванов, заведующий лабораторией радиационной иммунологии и экспериментальной терапии радиационных поражений ФМБЦ им. Бурназяна

— Кипячение не избавляет воду от большинства минеральных солей, в том числе содержащих радиоактивные элементы. Однако все знают, что при кипячении особенно жесткой воды образуется накипь, которая содержит соли кальция. Теоретически таким образом можно освободить питьевую воду от радиоактивного кальция и, возможно, стронция, но это только в теории.

В питьевой воде также содержатся летучие органические соединения, которые при кипячении могут испариться. Другие соединения могут гидролизоваться и образовать токсичные продукты. То есть кипячение не освобождает воду от химического и радиоактивного загрязнения, но достаточно успешно справляется с бактериями.

Что касается многократного кипячения и дейтерия, то опасения напрасны. Дейтерий — тяжелый изотоп водорода. В питьевой воде дейтерия ничтожно мало — порядка 150 атомов на 1 млн атомов водорода. Дейтериевая вода, также известная как тяжелая вода, используется в атомной промышленности в качестве замедлителя быстрых нейтронов и теплоносителя. Выделяют дейтерий несколькими способами: с помощью электролиза, ректификации жидкого водорода или водородосодержащих соединений. В производстве тяжелой воды задействованы целые заводы, которые, чтобы получить большую концентрацию дейтерия, в определенных условиях выпаривают сотни тонн воды. Для получения токсичной тяжелой воды нужно сконцентрировать дейтерий в несколько тысяч раз. Получить ее значимое количество в результате простого многократного кипячения чайника невозможно.

Кстати, в ходе экспериментов на простейших микроорганизмах и на животных была обнаружена оптимальная концентрация дейтерия в воде для жизненных процессов. Она в два-три раза ниже, чем в природной воде. В связи с этим в России и за рубежом наладили производство легкоизотопной воды — частично освобожденной от дейтерия и тяжелых изотопов кислорода. Такая вода используется в качестве питьевой, а также в косметологии.


Если вам не дает покоя какой-нибудь вопрос, касающийся атомной промышленности, найти ответ на который нельзя ни в книгах, ни в инструкциях, ни где-либо еще, присылайте письма с пометкой «В. д.» на info@strana-rosatom. ru.


Есть интересная история?


Напишите нам


Читайте также:

любопытных детей: как образовался океан? Откуда взялась вся вода?

28 июня 2018 г.

Малкольм Уолтер

Ученые давно изучают источник воды на Земле и считают, что он образовался из комбинации двух мест.

Это статья из серии «Любопытные дети» для детей. Разговор просит детей присылать вопросы, на которые они хотели бы получить ответ от эксперта. Приветствуются любые вопросы – серьезные, странные или дурацкие! Вам также может понравиться подкаст Imagine This, созданный совместно ABC KIDS listen и The Conversation на основе Curious Kids.


Привет, Разговор. Как образовался океан? Откуда взялась вся вода? – Дэвид, 5 лет, Брисбен.


На Земле больше океана, чем суши. Конечно, на Северном и Южном полюсах также много воды, запертой в виде льда. Откуда взялась вся эта вода — очень хороший вопрос. Ученые давно задавались этим вопросом. Мы все еще не совсем уверены, но, вероятно, это комбинация двух мест.

Начнем с того, как сформировались Земля и другие планеты.

Вода бесценна, поэтому мы должны заботиться о ней. Shutterstock

 

Вначале во Вселенной было огромное облако пыли и камней. Гравитация заставила облако сжаться, и постепенно образовались Солнце и планеты.

Первоначальная пыль и камни включали минералы, содержащие воду. Земля, когда она сформировалась, стала очень горячей. Он растаял, и появилось много вулканов. Вода в скалах образовывала пар и выходила из вулканов в виде гигантских облаков, которые охлаждались и шли дожди. Отсюда взялась часть воды.

Кроме того, первоначальное облако пыли и камней включало множество камней, состоящих из льда, похожих на гигантские снежки. Их все еще много вокруг Солнца. Мы называем их кометами. Их были миллиарды, когда формировались планеты, и многие из них рухнули на землю и растаяли. Отсюда и шла остальная вода.

Теперь вопрос в том, как вода образовалась во Вселенной в первую очередь? Это еще один большой вопрос, но в другой раз, но краткий ответ таков: вода состоит из атомов водорода и кислорода. (Атомы — это крошечные строительные блоки Вселенной — даже мы с вами сделаны из атомов).

Атомы водорода в воде образовались в результате Большого взрыва, с которого началась Вселенная. Атомы кислорода образовались позже в звездах. Они соединились, и образовалась вода.

Итак, наша вода древняя и драгоценная. Давайте позаботимся об этом.


Привет, любознательные дети! У вас есть вопрос, на который вы хотели бы получить ответ от эксперта? Попросите взрослого отправить нам свой вопрос. Они могут:

* Отправьте свой вопрос по адресу [email protected]
* Расскажите нам в Твиттере

CC BY-ND

Пожалуйста, сообщите нам ваше имя, возраст и город, в котором вы живете. При желании вы также можете отправить аудиозапись вашего вопроса. Присылайте столько вопросов, сколько хотите! Мы не сможем ответить на все вопросы, но постараемся.

Малкольм Уолтер, профессор астробиологии, UNSW

Первоначально эта статья была опубликована на The Conversation. Прочитайте оригинальную статью.

Вода на Земле старше Солнца, утверждают ученые

Согласно новому исследованию, некоторые молекулы воды в вашем стакане были созданы более 4,5 миллиардов лет назад.

Это делает их старше Земли, старше Солнечной системы и даже старше самого Солнца.

В исследовании, опубликованном в четверг в журнале Science, исследователи говорят, что четкая химическая сигнатура воды на Земле и во всей Солнечной системе может возникнуть только в том случае, если часть этой воды образовалась до того, как вращающийся диск пыли и газа породил планеты и луны. , кометы и астероиды.

Эта первичная вода составляет от 30% до 50% воды на Земле, по оценкам исследователей.

«Удивительно, что значительная часть воды на Земле появилась раньше Солнца и Солнечной системы», — сказала руководитель исследования Ильза Кливс, астроном из Мичиганского университета.

Это открытие предполагает, что вода, ключевой компонент жизни, может быть обычным явлением в молодых планетных системах по всей Вселенной, говорят Кливс и ее коллеги.

Ученые до сих пор не совсем уверены, как вода попала на Землю. Та часть протопланетного диска, в которой сформировалась наша планета, была слишком горячей для существования жидкой или ледяной воды, поэтому планета родилась сухой. Большинство экспертов считают, что вода на Земле образовалась из льда комет и астероидов, которые сформировались в более прохладной среде, а затем столкнулись с нашей планетой.

Но эта теория вызывает больше вопросов. Среди них: Откуда взялась вода, сохранившаяся в кометах и ​​астероидах?

Чтобы это выяснить, ученые обратились к химии. Здесь, на Земле, примерно одна из каждых 3000 молекул воды состоит из атома дейтерия вместо атома водорода.

Атом дейтерия похож на атом водорода, за исключением того, что его ядро ​​содержит протон и нейтрон, а не одинокий протон. (Оба атома также содержат один электрон.) Это делает дейтерий в два раза тяжелее водорода, поэтому молекулы воды, состоящие из атомов дейтерия (HDO), известны как «тяжелая вода».

В то время, когда появилось наше Солнце, отношение дейтерия к водороду во всей Вселенной составляло примерно 1 молекула дейтерия на каждые 100 000 молекул водорода. Но для воды в Солнечной системе пропорция значительно выше.

Вода с высоким содержанием дейтерия может образовываться только при определенных условиях. Окружающая среда должна быть очень холодной, и должно быть достаточно энергии для обеспечения реакции, связывающей водород, дейтерий и кислород. За последние несколько десятилетий исследователи выдвинули два возможных — и конкурирующих — объяснения того, как эта тяжелая вода поселилась в нашей Солнечной системе.

Во-первых, он произошел из межзвездного водяного льда, образовавшегося в огромном газовом облаке, из которого родилось наше Солнце и Солнечная система. По словам исследователей, звездные питомники можно найти по всей Вселенной, и они богаты как тяжелой, так и обычной водой (h30).

Вторая возможность заключается в том, что насилие и энергия звездообразования разорвали межзвездную воду, и ее строительные блоки были переработаны в протопланетном диске, который в конечном итоге слился в планеты и другие небесные тела.

В течение последних нескольких лет Кливз пытался определить, сколько энергии может проникнуть в холодную, плотную область дисков, формирующих планеты вокруг звезд.

«Это исследование было чем-то вроде побочного проекта», — сказала она. «Мы поняли, что если количество энергии в диске так мало, как мы думаем, это означает, что вода в нашей Солнечной системе не могла образоваться здесь, и она должна была появиться откуда-то еще».

Используя компьютерные модели, она и ее коллеги пришли к выводу, что диск определенно был достаточно холодным для образования тяжелой воды. Но газ был бы слишком плотным, чтобы позволить проникнуть рентгеновским лучам, а солнечные ветры и магнитные поля без труда отклонили бы космические лучи.

Без этих источников энергии, сказал Кливз, дейтерий и кислород не смогли бы образовать тяжелую воду.

Но космическим лучам было бы легко проникнуть сквозь газовое облако до того, как оно схлопнется в протопланетный диск, сказала она. Там эти лучи могли помочь получить тяжелую воду.

«Некоторое время люди задавались вопросом, сколько воды в кометах передается по наследству, а сколько образовалось в протопланетной туманности, — сказал Джефф Блейк, профессор космохимии и планетологии в Калифорнийском технологическом институте, не участвовавший в исследованиях. изучение.

Он сказал, что документ успешно демонстрирует, что молодой солнечный ветер полностью удерживал бы космические лучи от диска, делая химию внутри диска слишком медленной для производства тяжелой воды.

— И если это правда, то сегодня большая часть воды в Солнечной системе досталась по наследству, — сказал он.

Тед Бергин, астроном из Мичиганского университета и соавтор научного исследования, сказал, что результаты предполагают наличие большого количества древней воды в молодых планетных системах по всей Вселенной.