Властивості води - хімічні та фізичні властивості води

вода | H2O це життя - Про воду і водні ресурси> Властивості води - хімічні та фізичні властивості води в рідкому стані

Строго кажучи, в цьому матеріалі ми коротко розглянемо не тільки хімічні і фізичні властивості води в рідкому стані, але і властивості притаманні їй в загальному як такої.

Більш детально з властивостями води в твердому стані ви можете ознайомитися в статті - Властивості води в твердому стані.

Вода - понад-значуще речовина для нашої планети. Без неї на Землі неможливе життя, без неї не проходить жоден геологічний процес. Великий вчений і мислитель Сміла Іванович Вернадський в своїх роботах писав, що не існує такого компонента, значення якого могло б «зрівнятися з нею за впливом на хід основних, найбільш грізних геологічних процесів». Вода присутня не тільки в організмі всіх живих істот нашої планети, а й у всіх речовинах на Землі - в мінералах, в гірських породах ... Вивчення унікальних властивостей води постійно відкриває нам все нові і нові таємниці, задає нам нові загадки і кидає нові виклики.

Аномальні властивості води

Багато фізичні і хімічні властивості води дивують і випадають із загальних правил і закономірностей і є аномальними, так наприклад:

У відповідності з закономірностями, встановленими за принципом подібності, в рамках таких наук як хімія і фізика, ми могли б очікувати, що:
- вода буде закипати при мінус 70 ° С, а замерзати при мінус 90 ° С;
- вода буде не капати з кінчика крана, а литися тонкою цівкою;
- лід буде тонути, а не плавати на поверхні;
- в склянці води не розчинилося б більш декількох крупинок цукру.
Поверхня води має негативний електричний потенціал;
При нагріванні від 0 ° C до 4 ° C (точніше 3,98 ° C) вода стискається;
Викликає подив висока теплоємність рідкої води;
...

Вода має багато й інших аномалій, дослідження яких ймовірно принесе, в найближчому майбутньому, нові несподівані відкриття.

Необхідно відзначити, що вода в природних природних умовах може існувати в трьох агрегатних станах, більш детально, з якими можна ознайомитися в нашій статті - Агрегатні стани води.

Фізичні властивості води

ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ - це властивості, які проявляються поза хімічних реакцій.

Чистота води

Чистота води - залежить від наявності в ній домішок, бактерій, солей важких металів .... для ознайомлення з інтерпретацією терміна ЧИСТА ВОДА за версією нашого сайту необхідно прочитати статтю ЧИСТА ВОДА.

Колір води - залежить від хімічного складу і механічних домішок

Для прикладу наведемо визначення "Кольори моря", дане "Великої радянської енциклопедією".

Велика Радянська Енциклопедія

Колір моря. Колір, що сприймається оком, коли спостерігач дивиться на поверхню моря, колір моря залежить від кольору морської води, кольору неба, кількості і характеру хмар, висоти Сонця над горизонтом і ін. Причин.

Поняття Колір моря слід відрізняти від поняття колір морської води. Під кольором морської води розуміють колір, що сприймається оком при стрімкому огляді морської води над білим фоном. Від поверхні моря відбивається лише незначна частина падаючих на неї світлових променів, решта їх частина проникає вглиб, де поглинається і розсіюється молекулами води, частками зважених речовин і найдрібнішими бульбашками газів. Відбиті і виходять з моря розсіяні промені і створюють Ц. м. Молекули води розсіюють найсильніше синій і зелені промені. Зважені частинки майже однаково розсіюють всі промені. Тому морська вода з малою кількістю суспензій здається синьо-зеленої (колір відкритих частин океанів), а зі значною кількістю суспензій - жовтувато-зеленої (наприклад, Балтійське море). Теоретична сторона вчення про Ц. м. Розроблена В. В. Шулейкин і Ч. В. Раманом.

Велика Радянська Енциклопедія. - М. Радянська енциклопедія. 1969-1978

запах води

Запах води - чиста вода як правило, не має запаху.

прозорість води

Прозорість води - залежить від розчинених в ній мінеральних речовин і змісту механічних домішок, органічних речовин і колоїдів:

Екологічний енциклопедичний словник

ПРОЗОРІСТЬ ВОДИ - здатність води пропускати світло. Зазвичай вимірюється диском Секкі. Залежить в основному від концентрації зважених і розчинених у воді органічних і неорганічних речовин. Може різко знижуватися в результаті антропогенного забруднення та евтрофікації водойм.

Екологічний енциклопедичний словник. - Кишинів І.І. Дід ю. 1989

Словник по гідрогеології та інженерної геології

ПРОЗОРІСТЬ ВОДИ - здатність води пропускати світлові промені. Залежить від товщини шару води, що проходить променями, наявності в ній зважених домішок, розчинених речовин і т. П. У воді сильніше поглинаються червоні і жовті промені, глибше проникають фіолетові. За ступенем прозорості, в порядку зменшення її, розрізняють води:

прозорі;
слабо опалесцентні;
опалесцентні;
злегка каламутні;
каламутні;
сильно каламутні.

Словник по гідрогеології та інженерної геології. - М. Гостоптехіздат. 1961

Смак води - залежить від складу розчинених в ній речовин.

Словник по гідрогеології та інженерної геології

Смак води - властивість води, залежне від розчинених в ній солей і газів. Є таблиці відчутною на смак концентрації солей, розчинених у воді (в мг / л), наприклад наступна таблиця (по штафф).

Температура води

Температура плавлення води:

Науково-технічний енциклопедичний словник

ТЕМПЕРАТУРА ПЛАВЛЕННЯ - температура, при якій речовина переходить з ТВЕРДОГО СТАНУ в рідке. Температура плавлення твердого речовини дорівнює температурі замерзання рідини, наприклад, температура плавлення льоду, О ° С, дорівнює температурі замерзання води.

Науково-технічний енциклопедичний словник.

Температура кипіння води: 99,974 ° C

Науково-технічний енциклопедичний словник

ТЕМПЕРАТУРА КИПІННЯ, температура, при якій речовина переходить з одного стану (фази) в інше, т. Е. З рідини в пар або газ. Температура кипіння зростає при збільшенні зовнішнього тиску і знижується при його зменшенні. Зазвичай її вимірюють при стандартному тиску в 1 атмосферу (760 мм рт. Ст.) Температура кипіння води при стандартному тиску становить 100 ° С.

Науково-технічний енциклопедичний словник.

Потрійна точка води

Потрійна точка води: 0,01 ° C, 611,73 Па;

Науково-технічний енциклопедичний словник

ПОТРІЙНА ТОЧКА, температура і тиск, при яких всі три стани речовини (тверде, рідке, газоподібне) можуть існувати одночасно. Для води потрійна точка знаходиться при температурі 273,16 К і тиску 610 Ра.

Науково-технічний енциклопедичний словник.

Поверхневий натяг води

Поверхневий натяг води - визначає силу зчеплення молекул води один з одним, наприклад, від цього параметра залежить те, як засвоюється та чи інша вода організмом людини.

Жорсткість води

морський словник

Самойлов К. І. Морський словник. - М.-Л. Державне Військово-морське Видавництво НКВМФ Союзу РСР, 1941

Науково-технічний енциклопедичний словник

ЖОРСТКІСТЬ ВОДИ, нездатність води утворювати піну з милом через розчинених в ній солей, в основному кальцію і магнію.

Накип в котлах і трубах утворюється через присутність у воді розчиненого карбонату кальцію, що потрапляє в воду при контакті з вапняком. У гарячої або киплячій воді карбонат кальцію переходить в осад у вигляді твердих вапняних відкладень на поверхнях всередині котлів. Карбонат кальцію також не дає милу пінитися. Іонообмінний контейнер (3), заповнений гранулами, покритими натрій-містять матеріалами. з якими вода вступає в контакт. Іони натрію як більш активні, заміщають іони кальцію Так як солі натрію залишаються розчинними навіть при кип'ятінні, накип не утворюється.

Науково-технічний енциклопедичний словник.

структура води

Під структурою води розуміється певне розташування молекул води по відношенню один до одного. Це поняття активно використовується в теорії Структурованої води.

Екологічний енциклопедичний словник

Мінералізація води - насичення води неорганіч. (Мінеральними) речовинами, що знаходяться в ній у вигляді іонів і колоїдів; загальна сума неорганічних солей, що містяться переважно в прісній воді, ступінь мінералізації зазвичай висловлюють в мг / л або г / л (іноді в г / кг).

Екологічний енциклопедичний словник. - Кишинів: Головна редакція Молдавської радянської енциклопедії. І.І. Дід ю. 1989

В'язкість води - характеризує внутрішній опір частинок рідини її руху:

геологічний словник

В'язкість води (рідини) - властивість рідини, що обумовлює при русі виникнення сили тертя. Є фактором, що забезпечує передачу руху від шарів води, що переміщаються з великою швидкістю, до верствам з меншою швидкістю. В. в. залежить від температури і концентрації розчину. Фізично вона оцінюється коеф. в'язкості, який входить в ряд формул руху води.

Геологічний словник: в 2-х томах. - М. Недра. За редакцією К. Н. Паффенгольца і інших. 1978

Розрізняють два види в'язкості води:

Динамічна в'язкість води - 0,00101 Па • с (при 20 ° C).

Кінематична в'язкість води - 0,01012 см 2 / с (при 20 ° C).

Критична точка води

Критичною точкою води називається її стан при певному співвідношенні тиску і температури, коли її властивості однакові в газоподібному і рідкому стані (газоподібної і рідкої фази).

Критична точка води: 374 ° C, 22,064 MПа.

Діелектрична проникність води

Діелектрична проникність, в загальному, є коефіцієнтом показує, у скільки сила взаємодії між двома зарядами у вакуумі більше ніж в певному середовищі.

У випадку з водою цей показник надзвичайно високий і для статичних електричних полів дорівнює 81.

Теплоємність води - вода володіє напрочуд високу теплоємність:

Екологічний словник

Теплоємність - властивість речовин поглинати тепло. Виражається в кількості тепла, що поглинається речовиною при його нагріванні на 1 ° С. Теплоємність води близько 1 кал / г, або 4,2 Дж / г. Теплоємність грунту (при 14,5-15,5 ° С) коливається (від піщаних до торф'яних грунтів) від 0,5 до 0,6 кал (або 2,1-2,5 Дж) на одиницю об'єму і від 0,2 до 0,5 кал (або 0,8-2,1 Дж) на одиницю маси (г).

Екологічний словник. - Алма-Ата: «Наука». Б.А. Биков. 1983

Науково-технічний енциклопедичний словник

Питома теплоємність (позначення с), тепло, необхідне для того, щоб підняти температуру 1 кг речовини на 1К. Вимірюється в Дж / К.кг (де Дж -ДЖОУЛЬ). Речовини з високою питомою теплоємністю, такі як вода, вимагають більшої кількості енергії для підняття температури, ніж речовини з низькою питомою теплоємністю.

Науково-технічний енциклопедичний словник.

Теплопровідність речовини має на увазі його здатність проводити тепло від своїх більш гарячих частин до більш холодним.

Передача тепла в воді відбувається або на молекулярному рівні, т. Е. Передається молекулами води, або завдяки руху / переміщення яких, або обсягів вод - турбулентна теплопровідність.

Теплопровідність води залежить від температури і тиску.

плинність води

Під плинністю речовин розуміють їх здатність змінювати свою форму під впливом постійної напруги або постійного тиску.

Плинність рідин, так само визначається рухливістю їх часток, які в стані спокою не здатні сприймати дотичні напруження.

індуктивність води

Індуктивність визначає магнітні властивості замкнутих ланцюгів електричного струму. Вода, за винятком деяких випадків, електричний струм проводить, а отже і має певну індуктивністю.

стисливість води

Стисливість води - незначна.

Електропровідність води - багато в чому залежить від кількості розчинених у них солей.

радіоактивність води

Радіоактивність води - залежить від вмісту в ній радону, еманації радію.

Фізико-хімічні властивості води

Словник по гідрогеології та інженерної геології

ФІЗИКО-хімічні властивості ВОДИ - параметри, що визначають фізико-хімічні особливості природних вод. До них відносяться показники концентрації водневих іонів (рН) і окислювально-відновний потенціал (Eh).

Кислотно-лужну рівновагу води

Окислювально-відновний потенціал води

Окислювально-відновний потенціал води (ОВП) - здатність води вступати в біохімічні реакції.

Хімічні властивості води

Хімічні властивості ВЕЩЕСТВА - це властивості, які проявляються в результаті хімічних реакцій.

Взаємодія води з металами

При взаємодії води з більшістю металів відбувається реакція з виділенням водню:

2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (бурхливо);
2K + 2H2O = H2 + 2KOH (бурхливо);
3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (тільки при нагріванні).

Не всі, а тільки досить активні метали можуть брати участь в окисно-відновних реакціях цього типу. Найбільш легко реагують лужні і лужноземельні метали I і II груп.

Взаємодія води з неметалами

З неметалів з водою реагують, наприклад, вуглець і його водневе з'єднання (метан). Ці речовини набагато менш активні, ніж метали, але все ж здатні реагувати з водою при високій температурі:

C + H2O = H2 + CO (при сильному нагріванні);
CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (при сильному нагріванні).

Взаємодія води з електричним струмом

При впливі електричним струмом вода розкладається на водень і кисень. Це також окисно-відновна реакція, де вода є одночасно і окислювачем, і відновником.

Взаємодія води з оксидами неметалів

Вода вступає в реакцію з багатьма оксидами неметалів і деякими оксидами металів. Це не окислювально-відновні реакції, а реакції з'єднання:

SO2 + H2O = H2SO3 (сірчиста кислота)

SO3 + H2O = H2SO4 (сірчана кислота)

CO2 + H2O = H2CO3 (вугільна кислота)

Взаємодія води з оксидами металів

Деякі оксиди металів також можуть вступати в реакції з'єднання з водою. Приклади таких реакцій ми вже зустрічали:

CaO + H2O = Ca (OH) 2 (гідроксид кальцію (гашене вапно)

Не всі оксиди металів здатні реагувати з водою. Частина з них практично не розчинна у воді і тому з водою не реагує. Наприклад: ZnO, TiO2, Cr2O3, з яких готують, наприклад, стійкі до води фарби. Оксиди заліза також не розчинні у воді і не реагують з нею.

Гідрати і кристалогідрати

Вода утворює сполуки, гідрати і кристалогідрати, в яких повністю зберігається молекула води.

CuSO4 + 5 H2O = CuSO4.5H2O;
CuSO4 - речовина білого кольору (безводний сульфат міді);
CuSO4.5H2O - кристалогідрат (мідний купорос), сині кристали.

Інші приклади утворення гідратів:

H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (гідрат сірчаної кислоти);
NaOH + H2O = NaOH.H2O (гідрат їдкого натру).

З'єднання, що зв'язують воду в гідрати і кристалогідрати, використовують в якості осушувачів. З їх допомогою, наприклад, видаляють водяні пари з вологого атмосферного повітря.

Біо-синтез

Вода бере участь в біо-синтезі в результаті, якого утворюється кисень:

Ми бачимо, що властивості води різноманітні і охоплюють практично всі аспекти життя на Землі. Як сформулював один з учених ... вивчати воду необхідно комплексно, а не в контексті окремих її проявів.