Вода — основа всього живого, одна з найбільш поширених сполук на планеті, речовина, що входить до складу більшості космічних тіл Сонячної системи — комет, планет і супутників. Відомо, що життя на Землі виникло лише тоді, коли з’явилась вода — ідеальний розчинник, що забезпечує розчиненими поживними речовинами всі клітини живого організму. Нині вода в різних агрегатних станах складає сімдесят п’ять відсотків всієї маси нашої планети. Далі в статті розглянемо фізичні й хімічні властивості води та як вона впливає на організм людини.
Фізичні властивості води
Фізична властивість води — це така характеристика, яку можуть сприймати наші органи чуттів. Тобто те, що ми відчуваємо на смак, запах, дотик та візуально.
Теплові властивості
Вода у природних водоймах набуває тієї чи іншої температури під впливом сонця, атмосферних явищ, річкових течій, змішування водних мас тощо. Від температури значною мірою залежать процеси, які формують склад води та її властивості. Вимірюється цей параметр у градусах Цельсія (°С).
Агрегатний стан
Унікальні фізичні властивості води охоплюють її здатність перебувати в різних станах:
1. Рідкий. У цьому стані вода перебуватиме, доки її не заморозити у лід або не закип’ятити до утворення пари. Рідкий стан доволі незвичний для речовин, які не мають у складі вуглецю, а вода належить саме до таких, бо складається з молекул водню та кисню. Зазвичай за кімнатної температури речовини без вуглецю не бувають рідкими. Варто додати, що перебуваючи в рідкому стані, вода має найменшу щільність.
2. Твердий. Коли вода охолоджується, її щільність поступово збільшується, доки не досягає точки замерзання. Замерзаючи, вона перетворюється на лід. Але за якийсь час до утворення льоду щільність припиняє зростати та починає зменшуватися. Через це шматочки льоду можуть плавати у воді.
3. Газоподібний. Нагріваючись до температури закипання, вода стає парою. Під час кипіння водні зв’язки розриваються, а в точці перетворення на пару вони більше не можуть утворюватися. Через це опік водяною парою буває навіть серйознішим, ніж окропом. Потрапляючи на шкіру, пара віддає енергію, яку набрала під час розриву водневих зв’язків та в процесі кипіння.
Щільність
Вода у рідкому стані за температури чотири градуси має щільність 1 г/см3. Коли рідина перетворюється на лід, щільність води знижується, через що крига завжди легша за воду.
Температура кипіння становить 100 градусів, а плавлення чи то розтоплення починається за нульової температури. Це пояснюється специфікою водневих зв’язків, як і утворення різних форм сніжинок під час замерзання крапель.
Смак
Смакові якості залежать від сполук, які є у складі води. Наприклад, хлорид калію надає їй солоного смаку — це стосується як природної води в морях та океанах, так і штучно підсоленої рідини. А додаючи сахарозу, ми робимо воду солодкою.
Запах
Речовини, що опиняються у воді після розкладання органіки, внаслідок життєдіяльності прісноводних та морських організмів, протікання певних хімічних процесів, зумовлюють появу запахів. Якщо у води є специфічний запах, це може свідчити про непридатність її до пиття внаслідок забруднення органікою. Одиниця вимірювання запаху — це бал.
Хімічні властивості води
Перш за все, слід відзначити високу хімічну активність води. Цікаво й те, що наука хімія з’явилася у свій час саме через дослідження фізичних і хімічних властивостей води. Ця речовина бере безпосередню участь в усіх біохімічних процесах, які проходять у живому організмі. Причому багато залежить саме від якості вживаної води.
На жаль, багато природних водойм сьогодні забруднені, старі водопровідні труби теж не сприяють високій якості рідини, що тече ними. Необхідно проводити регулярні перевірки питних джерел та очищувати воду за допомогою фільтрів. У раціоні людини має бути лише така вода, хімічні властивості якої корисні для споживання.
Формула води
Ця сполука містить у собі два атоми водню (H) та один — кисню (O). В результаті такого з’єднання виникає доволі проста, але сильна структура, що має безліч важливих властивостей та є унікальним розчинником.
Різна електронегативність водню та кисню призводить до полярності молекул і створює диполь, що й надає воді властивостей розчинника. А оскільки у водному середовищі можна розчиняти безліч різноманітних речовин, це має ключове значення для багатьох хімічних та біологічних процесів.
Полярність
Це унікальна властивість води, основу якої складають полярні молекули. H2O — це відповідно два атоми водню та один атом кисню. Такі молекули створюють ковалентні полярні зв’язки. Атоми H мають позитивний заряд, а O — негативний, що примушує молекули притягуватися.
Згуртованість
Завдяки полярності молекул вода має властивість згуртованості. Сили внутрішньомолекулярного зчеплення дозволяють молекулам прилипати одна до одної та залишатися разом. Наприклад, цією властивістю можна пояснити утворення крапель води.
Поверхневе натягнення
Найбільший поверхневий натяг серед рідких речовин має ртуть, а на другому місці — вода. Оскільки її молекули прагнуть до зчеплення, то більш міцні зв’язки утворюються у тих молекул, що розміщуються на поверхні, а не під нею. Таким чином створюється поверхневий натяг та виникає природний бар’єр між повітрям та самою водою. Це пояснює явище, коли невеликі предмети плавають на поверхні, а не опускаються глибше.
Реакції окиснення-відновлення
Вода є складною хімічною системою, в тому числі й завдяки окислювально-відновним реакціям, пов’язаним із передачею та приєднанням електронів. Так, у воді зі свердловин через реакції окиснення та відновлення може з’являтися рудуватий осад (через домішки заліза) або ж рідина просто мутніє.
Взаємодія води з простими речовинами
Взаємодія Н2О з лужними металами та лужноземельними елементами проходить доволі бурхливо. При цьому виділяється тепло, а інколи й світло. Кальцій, калій та натрій можуть рухатися у воді та навіть “підстрибувати”.
2Na+2H2O=H2+2NaOH
Метали меншої активності взаємодіють із водою при нагріванні або й зовсім ніяк не реагують. Наприклад, реакція заліза з водою не відбувається, але коли до них приєднується повітря, стається те, що ми називаємо корозією.
4Fe+3O2+6H2O➝4Fe(OH)3
Цим рівнянням можна описати виникнення іржі на залізі. Подібним чином може протікати реакція з мідними й цинковими поверхнями, а також із їхніми сплавами.
Неметали реагують із водою лише при нагріванні або за умови іншого впливу. Для вивчення різних властивостей вони не є принциповими.
Властивості води для організму людини
Вода має ключове значення та грає незамінну роль у підтриманні життя та здоров’я людини. Від її властивостей залежить, як функціонуватиме наш організм.
1. Вода — один із головних компонентів клітин людського організму, а отже й усіх тканин та органів. Регулярне вживання чистої питної води у достатній кількості забезпечує оптимальну гідратацію тіла та нормальне його функціонування.
2. Терморегуляція в організмі також відбувається завдяки воді, яка випаровується разом із потом та під час дихання. Це сприяє охолодженню тіла при підвищених температурах повітря.
3. Оскільки вода — чудовий розчинник, то створює ідеальне середовище для транспортування до всіх клітин організму поживних речовин та кисню.
4. Більшість хімічних процесів, які відбуваються в нашому організмі, потребують безпосередньої участі води. Вона відіграє роль середовища для різних процесів, зокрема для розщеплення спожитої їжі у шлунку.
5. За допомогою Н2О токсини та різні відходи виводяться з організму разом із потом та сечею.
6. Оптимальний рівень кислотності в організмі також підтримується за участі води.
7. Вживаючи рекомендовану норму води щоденно, ми покращуємо травлення, оскільки розбавляємо шлункові соки та сприяємо нормальному переміщенню їжі по ШКТ.
Враховуючи все це, великого значення для людини набуває вживання достатньої кількості води, а також її якість. Щоб забезпечити всі потреби організму та підтримати загальне здоров’я, варто приділити увагу очищенню води за допомогою спеціальних фільтрів або придбати вже очищений високоякісний продукт.
Тепер ви знаєте, які має вода фізичні властивості та хімічні!
