Що таке вода? Вода в природі. Формула води

Вода є основою життя на нашій планеті. Однак що ми знаємо про неї? Цю субстанцію з простою хімічною формулою вивчати можна до нескінченності. У всій багатовікової історії існування людства вода займала чільне місце. Саме тому, прямуючи в простори Всесвіту, вчені намагаються відшукати на інших планетах джерела води, які стали б свідченням біологічного життя. На жаль, такі спроби досі залишаються марними. Незважаючи на численні дослідження і відкриття, що ми так і не довели існування інших цивілізацій, які можливо у багато разів перевершують нас у своєму розвитку.

Вода – основа нашого існування

Рідко хто з нас задається питанням: «Що таке вода?» А без неї життя людини просто неможлива. Наука стверджує, що шестимісячний людський ембріон на 97% складається з води, при народженні її кількість знижується до 92%, організм підлітка містить 80% цієї речовини, у дорослому віці ці показники становлять 70%, а в літньому - всього 60%. У цьому проглядається певна закономірність, яка дозволяє нам приходити в цей світ молодими і повними сил та йти з нього, доживши до глибокої старості. Можна дотримуватися всіляких дієт, повністю відмовитися від м'яса, хліба і молочних продуктів, але виключити з раціону воду неможливо. При сильній спразі об'єм води в організмі знижується на 5-8%, при цьому у людини спостерігаються галюцинації, порушується функція ковтання, погіршується зір і слух, настає непритомність. Більш серйозний недолік рідини може коштувати здоров'я і навіть життя. Значення води для людини настільки велике, що ми вже не уявляємо свого життя без цієї багатофункціональної субстанції. І багато хто з нас сприймають її як належне наявність, забуваючи при цьому дбайливо ставитися до цього життєдайного і цілющого джерела. Вода – це універсальний розчинник для всіх поживних і мінеральних речовин, а також амінокислот і вітамінів. Вона здатна регулювати температуру нашого тіла, виводити з організму продукти життєдіяльності і різні токсичні компоненти. Саме з допомогою води наші м'язи виконують свою основну функцію – скоротливу. Не дарма дієта спортсменів завжди містить підвищену кількість рідини. Що таке вода в нашому буденному житті? Це один із головних і незамінних продуктів харчування. Кожен ранок у нас починається з чашки ароматної кави або свіжозавареного чаю, які без води приготувати просто неможливо, як і більшість улюблених страв. Вчені довели, що для збереження здоров'я людина повинна в добу споживати до 2,5 літрів рідини – це забезпечить їй хороше самопочуття, активізує розумову діяльність і додасть сил.

Звідки береться вода?

Наша планета містить близько 1500 млн км³ води, з яких тільки 10% становить прісна вода. Безліч джерел розташовується під земною корою на різній глибині – це дозволяє розділити їх на підземні і поверхневі води. В надрах землі такі басейни мають форму своєрідних судин, які оточені твердими породами і містять воду під високим тиском. Резервуари, розташовані на глибині в декілька метрів, широко використовуються в якості основи для колодязів. Проте така вода постійно контактує з верхнім пухким шаром ґрунту, що робить її забрудненої і не завжди придатної для господарських потреб. Льодовики Антарктиди, перебувають у Гренландії, є величезними джерелами прісної води. Крім цього, велику роль у нашому житті відіграють атмосферні опади, які утворюються завдяки випаровуванням природних джерел. А скільки ми щороку отримуємо прісної води Світового океану за допомогою різних фізичних і хімічних методів? Слід зазначити, що найчастіше для своїх потреб людина використовує воду з річок та озер. Один тільки Байкал чого вартий! Адже це саме чисте і велике природне водосховище, розташоване на просторах Росії. Такі резервуари не мають цінності і є настойщим чудом світу. Більше 6000 км³ води знаходиться в живих організмах, у тому числі і в рослинах. Таким чином, природні ресурси води розподіляються по всій нашій планеті. Людина постійно обмінюється рідиною з природою: через піт, сечу і виділення крапельок рідини з диханням. Однак мало хто задається питанням: «А що буде, якщо такий взаємний обмін припиниться?» У цьому випадку наступить дегідратація – процес зневоднення організму. Ми почнемо відчувати слабкість, у нас почастішає серцебиття, з'являється задишка і запаморочення. В результаті цього можуть настати незворотні процеси в нервовій і серцево-судинній системах, які призведуть до загибелі нашого організму.

Вода в природі

Якщо поглянути на Землю з космосу, можна здивуватися тому, як безпідставно назвали це небесне тіло. Найбільш підходяще для нього назву – Вода. Адже не просто так астронавти порівняли планету з блакитним кулькою, так якультрамарин здатний пригнічувати всі кольори, які притаманні земної поверхні.

Океан є праматір'ю всіх живих організмів, і багато вчених наполягають на тому, що перша життя могло зародитися саме у водному середовищі. У порівняно невеликому і замкнутому водоймі могли накопичуватися певні органічні речовини, які потрапляли туди за допомогою впадають вод. Потім такі з'єднання концентрувалися на внутрішній поверхні шаруватого мінералу, який міг виступати каталізатором реакцій. Згодом зароджувалася нова незвідана життя, яку людям ще треба вивчити. На сьогоднішній день вода в природі вважається найбільш поширеним речовиною, оскільки понад 70% загальної площі земної поверхні зайнята природними водоймами і тільки близько 30% складає суша. Вода настільки багатофункціональна, що люди навчилися використовувати її практично у всіх сферах свого життя. Всі ми любимо поніжитися на теплому пісочку біля моря і з нетерпінням чекаємо должгожданный відпустку, щоб знову повернутися в ніжні обійми грайливих і лагідних морських хвиль.

Класи природної води

Вода буває:

- прісній - 2,5%;

- солоній - 97,5%;

- у вигляді розсолів.

Враховуючи те, що приблизно 75% води знаходиться в замороженому стані на полярних шапках і льодовиках, під землею знаходиться близько 24% грунтових вод, а в ґрунті розосереджено 0,5% вологи, виходить, що найдешевшим і доступним джерелом води для нас є озера, річки та інші наземні водойми. Страшно подумати, що вони становлять лише близько 0,01% світових водних запасів. Тому на питання «що таке вода?» можна сміливо відповідати – це найкоштовніший скарб нашої планети.

Особливості води

Хімічна формула води досить проста – це з'єднання атома кисню з двома атомами водню. Здавалося б, що може бути простіше, однак немає субстанції більш загадковою. Вода є єдиним речовиною, яке здатне в природі існувати в трьох агрегатних станах: газоподібному, твердому і рідкому, в залежності від тиску і температури. Ця рідина має величезне значення для виникнення і підтримки життєвих процесів на Землі, а також для формування клімату і рельєфу.

Вода є найбільш рухливою речовиною після повітря. Вона постійно рухається, здійснюючи переміщення на дуже великі відстані. При впливі сонячного тепла відбувається випаровування води з поверхні рослин, ґрунту, річок, водойм і морів. При цьому утворюється водяна пара, яка збирається в хмари і переноситься вітром, після чого випадає над різними материками у вигляді снігу або дощу. Слід зазначити, що вода здатна віддавати тепло без помітного зниження своєї температури, тим самим регулюючи клімат. Молекулярна формула води вказує, що ця речовина має просту структуру, проте до цих пір вона вважається малодослідженим, оскільки існує ще багато невивчених дивацтв даної субстанції, які, можливо, і сприяють підтримці життя на Землі.

Фізичні властивості води

Вода, або оксид водню, є хімічною речовиною, має вигляд безбарвної рідини, яка не має ні запаху, ні смаку. В нормальних умовах H2O (вода) зберігається в рідкому агрегатному стані, в той час як аналогічні з'єднання водню є газами. Все це можна пояснити особливими характеристиками атомів, що складають молекули, і присутністю між ними зв'язків.

Крапля води складається з молекул, які притягуються протилежними полюсами, утворюючи тим самим полярні зв'язку, розірвати які без зусиль неможливо. Кожна молекула в своєму складі містить іон водню, який настільки малий, що може проникати крізь оболонку негативного атома кисню, що знаходиться в сусідній молекулі. В результаті цього утворюється водневий зв'язок. Схема води показує, що кожна молекула має міцний зв'язок з чотирма сусідніми молекулами, дві з яких утворюються атомами кисню, а інші дві – атомами водню. Крім цього, вода має високий поверхневий натяг, в цій властивості вона поступається лише ртуті. Відносна в'язкість Н2О обумовлюється тим, що сполуки воднів не дають можливості молекулам рухатися з різними швидкостями. З цих же причин вода вважається відміннимрозчинником, оскільки кожну молекулу растворяемого речовини відразу ж оточують молекули води, причому у великій кількості. При цьому позитивно заряджені молекулярні ділянки полярного речовини притягують кисневі атоми, а негативно заряджені – водневі.

З чим вода вступає в реакцію?

Це такі речовини:

- активні метали (кальцій, калій, натрій, барій і багато іншого);

- галогени (хлор, фтор) та межгалоидные з'єднання;

- солі;

- ангідриди неорганічних і карбонових кислот;

- активні металлорганические з'єднання;

- карбіди, нітриди, фосфіди, силіциди, гідриди активних металів;

- силани, борани;

- недокись вуглецю;

- фториди благородних газів.

Що відбувається при нагріванні?

Вода реагує:

- з магнієм, залізом;

- з метаном, вугіллям;

- з алкілгалогенідамі.

Що відбувається в присутності каталізатора?

Вода реагує:

- з алкенами;

- з ацетиленом;

- з нитрилами;

- з амідами;

- з ефірами карбонових кислот.

Щільність води

Формула густини води нагадує параболу з конкретної вершиною при температурі 3,98 градусів. При таких показниках щільність цієї хімічної речовини дорівнює 1000 кг/м³. У водоймі на щільність води впливають такі фактори, як температура, мінералізація, наявність солей і тиск верхніх шарів. Наукою доведено, що чим вища температура, тим більше об'єм речовини і нижче його щільність. Таким же властивістю володіє вода, однак в інтервалі від 04С воно не виконується, оскільки з підвищенням температури обсяг починає скорочуватися. Якщо у воді відсутні розчинені гази, її можливо охолодити до температури -70С, при цьому вона не перетворюється в лід. Таким же чином можна довести цю субстанцію до температури 150і вона не закипить. Незважаючи на те, що формула води дуже невибаглива, її властивості вже багато тисячоліть змушують людей схилятися перед цією могутньою стихією.

Користь води для здоров'я

З води складаються всі тканини організму людини: м'язи, кістки, легені, серце, нирки, печінка, шкіра і жирова тканина. Найбільше рідини, а саме 99%, містить склоподібне очне тіло, а найменше, приблизно 0,2%, зубна емаль. Багатий на вміст води і головний мозок, оскільки без цієї субстанції ми не зможемо мислити і формувати інформацію. Будь-які біохімічні реакції, що відбуваються в організмі, можуть оптимально протікати тільки при достатньому надходженні води, в іншому ж випадку в тканинах і клітинах будуть накопичуватися кінцеві продукти обміну речовин, які приведуть до розвитку багатьох серйозних захворювань. Щоб цього уникнути, необхідно дотримуватися правильне споживання води.

Роль води в організмі

Вода сприяє:

- транспортування в різні органи і тканини корисних речовин, мікроелементів і кисню;

- виведенню шлаків, токсинів і солей;

- нормалізації теплообміну;

- регуляції кровотворення і артеріального тиску;

- змазування суглобів і м'язів.

Симптоми зневоднення

При зневодненні спостерігаються такі явища:

- сонливість, слабкість;

- сухість у роті, задишка;

- підвищення температури, головний біль;

- порушення логічного мислення, непритомність;

- спазми м'язів;

- галюцинації;

- притуплення зору і слуху;

- утворення бляшок, погіршення кровотоку;

- біль у суглобах.

Можливі захворювання при зневодненні і норма води

Можуть розвинутися наступні хвороби:

- артрит;

- печія, гастрит, запори;

- утворення каменів у жовчному міхурі;

- ожиріння.

Щодня рекомендується випивати до 2,5 літрів рідини, в тому числі міститься в рідкої їжі. Якщо людина курить, їсть м'ясо, вживає алкоголь і каву, йому слід збільшити добову норму води, оскільки ці нахили, сприяють посиленню дегідратації. Після нічного відпочинку всі життєві процеси в нашому тілі набирають силу, саме тому слід підтримати свій організм і створити для нього додатковий водний резерв. Вдень, коли у нас спостерігається пік активності, приймати рідину краще невеликими порціями, щоб не перевантажити внутрішні системи і органи. Увечері ж варто зняти всі обмеження і пити стільки, скільки хочеться, природно, якщо відсутні проблеми зі здоров'ям.

Варто запивати їжу?

Добова норма води повинна розподілятися рівномірно, особливо корисно випивати трохи рідини перед їжею, щоб нормалізувати обмінно-очищувальні процеси, а також знизити концентрацію крові і рівень холестерину. Лікарі не рекомендують запивати їжу, оскільки в цьому випадку розбавляється шлунковий сік, і процес перетравлення їжі сповільнюється. Нестача води в організмі може призвести до стресу, в результаті чого в мозок будуть надходити сигнали голоду, хоча чоловік недавно їв. Внаслідок цього, він буде знову їсти замість того, щоб поповнити запаси рідини. У цей момент зайві поживні речовини стануть відкладатися у вигляді жиру, що в майбутньому може негативно позначитися на загальному стані. Випиваючи щодня достатню кількість води, можна придушити почуття голоду і зменшити кількість споживаних продуктів, особливо жирних. Слід зазначити, що соки і чай не можуть повною мірою замінити чисту воду, оскільки в них містяться активні речовини, здатні порушити хімічний склад нашогоорганізму. Газовані напої, що складаються з шкідливих хімічних сполук, що можуть спровокувати додаткове обезводнення.

Цікаві факти

1. В організмі тварин і рослини середня кількість води складає більше 50%.

2. У складі земної мантії міститься в 10 разів більше води, ніж у Світовому океані.

3. Середня глибина Світового океану становить 3,6 км, він покриває до 71% всієї поверхні Землі і містить близько 97,6% вільних запасів води.

4. При відсутності на Землі опуклостей і западин поверхню води піднялася над сушею на 3 кілометри.

5. Якщо б всі льодовики розтанули, водний рівень підвищився б на 64 м, в результаті чого 1/8 суші була б затоплена.

6. Морська вода має в середньому 35% солоності, що дозволяє їй замерзати при температурі -1,91С.

7. У деяких випадках вода може замерзнути при плюсовій температурі.

8. Всередині нанотрубок формула води змінюється, її молекули приймають новий стан, який дозволяє рідини розтікатися навіть при нульовій температурі.

9. Вода здатна відображати до 5% променів сонця, а сніг – понад 85%, проте під лід може проникати тільки 2% денного світла.

10. Чистий океанічна вода має синій колір, що пояснюється виборчим його поглинанням і розсіюванням.

11. За допомогою водних крапель, які капають з крана, можна відтворити напруга близько 10 кіловольт.

12. Вода є одним з небагатьох природних речовин, які можуть розширюватися при переході з рідкого стану у тверде.

13. Водяна пара і вода можуть горіти в поєднанні з фтором, такі суміші у великих концентраціях стають вибухонебезпечними.

висновок

Що таке вода? Це різноманітне, хоча і найпростіше з'єднання, яке є основним будівельним матеріалом нашої планети. Жоден живий організм не може прожити без води. Вона джерело енергії, носій інформації і справжнє джерело здоров'я. Ще наші далекі предки вірили в чудодійну силу води і застосовували її цілющі якості в лікуванні багатьох недуг. Завданням нашого покоління є збереження цієї прекрасної стихії в її первозданному стані. Ми багато чого можемо зробити, щоб наші нащадки відчували себе у відносній безпеці. Зберігши воду, ми збережемо життя на нашій чудовій і теплій планеті. Люди, бережіть воду! Її не замінити навіть всіма скарбами світу. Вода – це відображення стану нашої планети, її серце і життєдайна сила.