Вода — основа всего живого, одно из наиболее распространенных соединений на планете, вещество, входящее в состав большинства космических тел Солнечной системы — комет, планет и спутников. Известно, что жизнь на Земле возникла только тогда, когда появилась вода — идеальный растворитель, обеспечивающий питательными веществами все клетки живого организма. Сейчас вода в различных агрегатных состояниях составляет 75% всей массы нашей планеты. Далее в статье рассмотрим физические и химические свойства воды и как она влияет на организм человека.
Физические свойства воды
Физическое свойство воды — это такая характеристика, которую могут воспринимать наши органы чувств. То есть то, что мы ощущаем на вкус, запах, тактильно и визуально.
Тепловые свойства
Вода в природных водоемах приобретает ту или иную температуру под влиянием солнца, атмосферных явлений, речных течений, смешивания водных масс и тому подобное. От температуры в значительной степени зависят процессы, формирующие состав воды и ее свойства. Измеряется этот параметр в градусах Цельсия (°С).
Агрегатное состояние
Уникальные физические свойства воды охватывают ее способность находиться в различных состояниях:
1. Жидкое. В этом состоянии вода будет находиться, пока ее не заморозить в лед или не вскипятить до образования пара. Жидкое состояние довольно необычно для веществ, не имеющих в составе углерода, а вода относится именно к таким, поскольку состоит из молекул водорода и кислорода. Обычно при комнатной температуре вещества без углерода не бывают жидкими. Стоит добавить, что находясь в жидком состоянии, вода имеет наименьшую плотность.
2. Твердое. Когда вода охлаждается, ее плотность постепенно увеличивается, пока не достигает точки замерзания. При замерзании он превращается в лед. Но за некоторое время до образования льда плотность прекращает расти и начинает уменьшаться. Из-за этого кусочки льда могут плавать в воде.
3. Газообразное. Нагреваясь до температуры закипания, вода становится паром. Во время кипения водные связи разрываются, а в точке превращения в пар они больше не могут образовываться. Из-за этого ожог водяным паром бывает даже серьезнее, чем кипятком. Попадая на кожу, пар отдает энергию, которую набрал при разрыве водородных связей и в процессе кипения.
Плотность
Вода в жидком состоянии при температуре 4 градуса по Цельсию имеет плотность 1 г/см3. Когда жидкость превращается в лед, плотность воды снижается, из-за чего лед всегда легче воды.
Температура кипения составляет 100 градусов по Цельсию, а плавление или растапливание начинается при нулевой температуре. Это объясняется спецификой водородных связей, как и образование различных форм снежинок при замерзании капель.
Вкус
Вкусовые качества зависят от соединений, которые есть в составе воды. Например, хлорид калия придает ей соленый вкус — это касается как природной воды в морях и океанах, так и искусственно подсоленной жидкости. А добавляя сахарозу, мы делаем воду сладкой.
Запах
Вещества, которые оказываются в воде после разложения органики, в результате жизнедеятельности пресноводных и морских организмов, протекания определенных химических процессов, обусловливают появление запахов. Если у воды есть специфический запах, это может свидетельствовать о непригодности ее к питью вследствие загрязнения органикой. Единица измерения запаха — это балл.
Химические свойства воды
Прежде всего, следует отметить высокую химическую активность воды. Интересно и то, что наука химия появилась в свое время именно из-за исследования физических и химических свойств воды. Это вещество принимает непосредственное участие во всех биохимических процессах, которые проходят в живом организме. Причем многое зависит именно от качества употребляемой воды.
К сожалению, многие природные водоемы сегодня загрязнены, старые водопроводные трубы тоже не способствуют высокому качеству текущей по ним жидкости. Необходимо проводить регулярные проверки питьевых источников и очищать воду с помощью фильтров. В рационе человека должна быть только такая вода, химические свойства которой делают ее полезной для потребления.
Формула воды
Это соединение содержит в себе два атома водорода (H) и один — кислорода (O). В результате такого соединения возникает довольно простая, но сильная структура, которая имеет множество важных свойств и является уникальным растворителем.
Разная электроотрицательность водорода и кислорода приводит к полярности молекул и создает диполь, что и придает воде свойства растворителя. А поскольку в водной среде можно растворять множество различных веществ, это имеет ключевое значение для многих химических и биологических процессов.
Полярность
Это уникальное свойство воды, основу которой составляют полярные молекулы. H2O — это соответственно два атома водорода и один атом кислорода. Такие молекулы создают ковалентные полярные связи. Атомы H имеют положительный заряд, а O — отрицательный, что заставляет молекулы притягиваться.
Сплоченность
Благодаря полярности молекул вода обладает свойством сплоченности. Силы внутримолекулярного сцепления позволяют молекулам прилипать друг к другу и оставаться вместе. Например, этим свойством можно объяснить образование капель воды.
Поверхностное натяжение
Наибольшее поверхностное натяжение среди жидких веществ имеет ртуть, а на втором месте — вода. Поскольку ее молекулы стремятся к сцеплению, то более прочные связи образуются у тех молекул, которые размещаются на поверхности, а не под ней. Таким образом создается поверхностное натяжение и возникает естественный барьер между воздухом и самой водой. Это объясняет явление, когда небольшие предметы плавают на поверхности, а не опускаются глубже.
Реакции окисления-восстановления
Вода является сложной химической системой, в том числе и благодаря окислительно-восстановительным реакциям, связанным с передачей и присоединением электронов. Так, в воде из скважин из-за реакций окисления и восстановления может появляться рыжеватый осадок (из-за примеси железа) или же жидкость просто мутнеет.
Взаимодействие воды с простыми веществами
Взаимодействие Н2О со щелочными металлами и щелочноземельными элементами проходит довольно бурно. При этом выделяется тепло, а иногда и свет. Кальций, калий и натрий могут двигаться в воде и даже "подпрыгивать".
2Na+2H2O=H2+2NaOH
Металлы меньшей активности взаимодействуют с водой при нагревании или вовсе никак не реагируют. Например, реакция железа с водой не происходит, но когда к ним присоединяется воздух, происходит то, что мы называем коррозией.
4Fe+3O2+6H2O➝4Fe(OH)3
Этим уравнением можно описать возникновение ржавчины на железе. Подобным образом может протекать реакция с медными и цинковыми поверхностями, а также с их сплавами.
Неметаллы реагируют с водой только при нагревании или при условии другого воздействия. Для изучения различных свойств они не являются принципиальными.
Свойства воды для организма человека
Вода имеет ключевое значение и играет незаменимую роль в поддержании жизни и здоровья человека. От ее свойств зависит, как будет функционировать наш организм.
1. Вода — один из главных компонентов клеток человеческого организма, а следовательно и всех тканей и органов. Регулярное употребление чистой питьевой воды в достаточном количестве обеспечивает оптимальную гидратацию тела и нормальное его функционирование.
2. Терморегуляция в организме также происходит благодаря воде, которая испаряется вместе с потом и во время дыхания. Это способствует охлаждению тела при повышенных температурах воздуха.
3. Поскольку вода — прекрасный растворитель, то создает идеальную среду для транспортировки ко всем клеткам организма питательных веществ и кислорода.
4. Большинство химических процессов, которые происходят в нашем организме, требуют непосредственного участия воды. Она играет роль среды для различных процессов, в частности для расщепления потребленной пищи в желудке.
5. С помощью Н2О токсины и различные отходы выводятся из организма вместе с потом и мочой.
6. Оптимальный уровень кислотности в организме также поддерживается при участии воды.
7. Употребляя рекомендованную норму воды ежедневно, мы улучшаем пищеварение, поскольку разбавляем желудочные соки и способствуем нормальному перемещению пищи по ЖКТ.
Учитывая все это, большое значение для человека приобретает употребление достаточного количества воды, а также ее качество. Чтобы обеспечить все потребности организма и поддержать общее здоровье, стоит уделить внимание очистке воды с помощью специальных фильтров или приобрести уже очищенный высококачественный продукт.
Теперь вы знаете, какие имеет вода физические свойства и химические!
