Distribuția apei pe pământ. Raport: Substanța obișnuită și neobișnuită apă Un mesaj pe tema apei în viața noastră

Introducere 3

Proprietățile fizice ale apei. 5

Stări agregate. 7

Proprietățile chimice ale apei. 9

Tipuri de apă. 9

Rezerve mondiale de apă. unsprezece

Concluzie. 20

Bibliografie: 21

Introducere

Apa (oxidul de hidrogen) este un lichid transparent care este incolor (în volume mici), inodor și fără gust. Formula chimica: H2O. În stare solidă se numește gheață sau zăpadă, iar în stare gazoasă se numește vapori de apă. Aproximativ 71% din suprafața Pământului este acoperită cu apă (oceane, mări, lacuri, râuri, gheață la poli).

Este un bun solvent foarte polar. ÎN conditii naturale conţine întotdeauna substanţe dizolvate (săruri, gaze). Apa are o importanță cheie în crearea și menținerea vieții pe Pământ, în structura chimică a organismelor vii, în formarea climei și a vremii.

Aproape 70% din suprafața planetei noastre este ocupată de oceane și mări. Apa dură - zăpadă și gheață - acoperă 20% din teren. Din cantitatea totală de apă de pe Pământ, egală cu 1 miliard 386 milioane de kilometri cubi, 1 miliard 338 milioane de kilometri cubi sunt ponderea apelor sărate ale Oceanului Mondial, iar doar 35 de milioane de kilometri cubi sunt ponderea apelor dulci. Cantitatea totală de apă oceanică ar fi suficientă pentru a acoperi globul cu un strat de peste 2,5 kilometri. Pentru fiecare locuitor al Pământului există aproximativ 0,33 kilometri cubi de apă de mare și 0,008 kilometri cubi de apă dulce. Dar dificultatea este că marea majoritate a apei proaspete de pe Pământ se află într-o stare care îngreunează accesul oamenilor. Aproape 70% din apa dulce este conținută în straturile de gheață ale țărilor polare și în ghețarii montani, 30% se află în acvifere subterane și doar 0,006% din apa dulce este conținută în albiile tuturor râurilor. Molecule de apă au fost descoperite în spațiul interstelar. Apa face parte din comete, din majoritatea planetelor din sistemul solar și din sateliții lor.

Compoziția apei (în masă): 11,19% hidrogen și 88,81% oxigen. Apa pură este transparentă, fără miros și fără gust. Are cea mai mare densitate la 0° C (1 g/cm3). Densitatea gheții este mai mică decât densitatea apei lichide, astfel încât gheața plutește la suprafață. Apa îngheață la 0°C și fierbe la 100°C la o presiune de 101.325 Pa. Conduce prost căldura și conduce foarte prost electricitatea. Apa este un solvent bun. Molecula de apă are o formă unghiulară; atomii de hidrogen formează un unghi de 104,5° în raport cu oxigenul. Prin urmare, o moleculă de apă este un dipol: partea moleculei în care se află hidrogenul este încărcată pozitiv, iar partea în care se află oxigenul este încărcată negativ. Datorită polarității moleculelor de apă, electroliții din ea se disociază în ioni.

Apa lichidă, împreună cu moleculele obișnuite de H20, conține molecule asociate, adică conectate în agregate mai complexe (H2O)x datorită formării legăturilor de hidrogen. Prezența legăturilor de hidrogen între moleculele de apă explică anomaliile proprietăților sale fizice: densitate maximă la 4 ° C, punct de fierbere ridicat (în seria H20-H2S - H2Se) și capacitate termică anormal de mare. Pe măsură ce temperatura crește, legăturile de hidrogen sunt rupte și ruperea completă are loc atunci când apa se transformă în abur.

Apa este o substanță foarte reactivă. În condiții normale, reacționează cu mulți oxizi bazici și acizi, precum și cu metale alcaline și alcalino-pământoase. Apa formează numeroși compuși - hidrați cristalini.

Evident, compușii care leagă apa pot servi ca agenți de uscare. Alte substanțe de uscare includ P2O5, CaO, BaO, metal Ma (de asemenea, reacționează chimic cu apa), precum și silicagel. Proprietățile chimice importante ale apei includ capacitatea sa de a intra în reacții de descompunere hidrolitică.

Proprietățile fizice ale apei.

Apa are o serie de caracteristici neobișnuite:

Când gheața se topește, densitatea acesteia crește (de la 0,9 la 1 g/cm³). Pentru aproape toate celelalte substanțe, densitatea scade la topire.

Când este încălzită de la 0°C la 4°C (3,98°C mai exact), apa se contractă. În consecință, la răcire, densitatea scade. Datorită acestui fapt, peștii pot trăi în rezervoare înghețate: când temperatura scade sub 4 °C, mai mult apă rece cum cel mai puțin dens rămâne la suprafață și îngheață, în timp ce o temperatură pozitivă rămâne sub gheață.

Temperatura ridicată și căldura specifică de fuziune (0 °C și 333,55 kJ/kg), punctul de fierbere (100 °C) și căldură specifică de vaporizare (2250 KJ/kg), comparativ cu compușii cu hidrogen cu greutate moleculară similară.

Capacitate termică mare a apei lichide.

Viscozitate mare.

Tensiune superficială ridicată.

Potențial electric negativ al suprafeței apei.

Toate aceste caracteristici sunt asociate cu prezența legăturilor de hidrogen. Datorită diferenței mari de electronegativitate dintre atomii de hidrogen și oxigen, norii de electroni sunt puternic orientați spre oxigen. Datorită acestui fapt, precum și faptului că ionul de hidrogen (protonul) nu are straturi electronice interne și este de dimensiuni mici, poate pătrunde în învelișul de electroni a unui atom polarizat negativ al unei molecule învecinate. Datorită acestui fapt, fiecare atom de oxigen este atras de atomii de hidrogen ai altor molecule și invers. Interacțiunea schimbului de protoni între și în interiorul moleculelor de apă joacă un anumit rol. Fiecare moleculă de apă poate participa la maximum patru legături de hidrogen: 2 atomi de hidrogen - fiecare într-unul și un atom de oxigen - în doi; În această stare, moleculele sunt într-un cristal de gheață. Când gheața se topește, unele dintre legături se rup, ceea ce permite moleculelor de apă să fie împachetate mai strâns; Când apa este încălzită, legăturile continuă să se rupă și densitatea acesteia crește, dar la temperaturi peste 4 °C acest efect devine mai slab decât expansiunea termică. În timpul evaporării, toate legăturile rămase sunt rupte. Ruperea legăturilor necesită multă energie, de aici temperatura ridicată și căldura specifică de topire și fierbere și capacitate termică mare. Vâscozitatea apei se datorează faptului că legăturile de hidrogen împiedică moleculele de apă să se miște cu viteze diferite.

Din motive similare, apa este un bun solvent pentru substanțele polare. Fiecare moleculă a substanței dizolvate este înconjurată de molecule de apă, iar părțile încărcate pozitiv ale moleculei solutului atrag atomii de oxigen, iar părțile încărcate negativ atrag atomii de hidrogen. Deoarece o moleculă de apă are dimensiuni mici, multe molecule de apă pot înconjura fiecare moleculă de dizolvat.

Această proprietate a apei este folosită de ființele vii. Într-o celulă vie și în spațiul intercelular, interacționează soluțiile diferitelor substanțe din apă. Apa este necesară pentru viața tuturor ființelor vii unicelulare și multicelulare de pe Pământ, fără excepție.

Apa pură (fără impurități) este un bun izolator. În condiții normale, apa este slab disociată și concentrația de protoni (mai precis, ionii hidroniu H4O+) și ionii hidroxil HO− este de 0,1 µmol/l. Dar, deoarece apa este un solvent bun, anumite săruri sunt aproape întotdeauna dizolvate în ea, adică există ioni pozitivi și negativi în apă. Datorită acestui fapt, apa conduce electricitatea. Conductivitatea electrică a apei poate fi utilizată pentru a determina puritatea acesteia.

Apa are un indice de refracție n=1,33 în domeniul optic. Cu toate acestea, absoarbe puternic radiația infraroșie și, prin urmare, vaporii de apă sunt principalul gaz natural cu efect de seră, responsabil pentru mai mult de 60% din efectul de seră. Datorită momentului de dipol mare al moleculelor, apa absoarbe și radiația cu microunde, pe care se bazează principiul de funcționare al cuptorului cu microunde.

Stări agregate.

După condiție se disting:

Solid - gheață

Apa in stare lichida

Gazos - vapori de apă

Fig. 1 „Tipuri de fulgi de zăpadă”

La presiunea atmosferică, apa îngheață (se transformă în gheață) la 0°C și fierbe (se transformă în vapori de apă) la 100°C. Pe măsură ce presiunea scade, punctul de topire al apei crește încet, iar punctul de fierbere scade. La o presiune de 611,73 Pa (aproximativ 0,006 atm), punctele de fierbere și de topire coincid și devin egale cu 0,01 °C. Această presiune și temperatură se numesc punctul triplu al apei. La presiuni mai mici, apa nu poate fi lichidă, iar gheața se transformă direct în abur. Temperatura de sublimare a gheții scade odată cu scăderea presiunii.

Pe măsură ce presiunea crește, punctul de fierbere al apei crește, densitatea vaporilor de apă la punctul de fierbere crește și densitatea apei lichide scade. La o temperatură de 374 °C (647 K) și o presiune de 22,064 MPa (218 atm), apa trece de punctul critic. În acest moment, densitatea și alte proprietăți ale apei lichide și gazoase sunt aceleași. La presiuni mai mari nu există nicio diferență între apa lichidă și vaporii de apă, deci nu există fierbere sau evaporare.

Sunt posibile și stări metastabile - abur suprasaturat, lichid supraîncălzit, lichid suprarăcit. Aceste stări pot exista o perioadă lungă de timp, dar sunt instabile și la contactul cu o fază mai stabilă are loc o tranziție. De exemplu, nu este dificil să obțineți un lichid suprarăcit prin răcirea cu apă pură într-un vas curat sub 0 °C, dar când apare un centru de cristalizare, apa lichidă se transformă rapid în gheață.

Modificări izotopice ale apei.

Atât oxigenul, cât și hidrogenul au izotopi naturali și artificiali. În funcție de tipul de izotopi incluși în moleculă, se disting următoarele tipuri de apă:

Apă ușoară (doar apă).

Apă grea (deuteriu).

Apă foarte grea (tritiu).

Proprietățile chimice ale apei.

Apa este cel mai comun solvent de pe Pământ, determinând în mare măsură natura chimiei terestre ca știință. Cea mai mare parte a chimiei, la începuturile sale ca știință, a început tocmai ca chimia soluțiilor apoase de substanțe. Este uneori considerat un amfolit - atât un acid, cât și o bază în același timp (cation H+ anion OH-). În absența substanțelor străine în apă, concentrația ionilor de hidroxid și a ionilor de hidrogen (sau ionii de hidroniu) este aceeași, pKa ≈ aprox. 16.

Apa însăși este relativ inertă în condiții normale, dar moleculele sale extrem de polare solvat ionii și moleculele și formează hidrați și hidrați cristalini. Solvoliza, și în special hidroliza, are loc în natura vie și nevie și este utilizată pe scară largă în industria chimică.

Denumirile chimice ale apei.

Din punct de vedere formal, apa are mai multe denumiri chimice corecte diferite:

oxid de hidrogen

Hidroxid de hidrogen

Monoxidului de dihidrogen

Acid hidroxilic

Engleză acid hidroxic

Oxidan

Dihidromonoxid

Tipuri de apă.

Apa de pe Pământ poate exista în trei stări principale - lichidă, gazoasă și solidă și, la rândul său, poate lua o varietate de forme, care sunt adesea adiacente una cu cealaltă. Vaporii de apă și nori pe cer, apă de mare și aisberguri, ghețari de munte și râuri de munte, acvifere în pământ. Apa poate dizolva multe substanțe în sine, dobândind unul sau altul gust. Din cauza importanței apei „ca sursă de viață”, aceasta este adesea împărțită în tipuri.

Caracteristicile apelor: după caracteristicile originii, compoziției sau aplicării lor, se disting, printre altele:

Apă moale și apă dură - în funcție de conținutul de cationi de calciu și magneziu

Apele subterane

Topiți apa

Apa dulce

Apa de mare

Apa salmastra

Apă minerală

Apa de ploaie

Apă potabilă, apă de la robinet

Apă grea, deuteriu și tritiu

Apă distilată și apă deionizată

Ape uzate

Apa pluviala sau apa de suprafata

Prin izotopii moleculei:

apă ușoară (doar apă)

Apă grea (deuteriu)

Apă super grea (tritiu)

Apă imaginară (de obicei cu proprietăți de basm)

Apa moartă - un tip de apă din basme

Apa vie - un tip de apă din basme

Apa sfințită este un tip special de apă conform învățăturilor religioase

Polywater

Apa structurată este un termen folosit în diverse teorii non-academice.

Rezerve mondiale de apă.

Stratul uriaș de apă sărată care acoperă cea mai mare parte a Pământului este un singur întreg și are o compoziție aproximativ constantă. Oceanele lumii sunt uriașe. Volumul său ajunge la 1,35 miliarde de kilometri cubi. Acoperă aproximativ 72% din suprafața pământului. Aproape toată apa de pe Pământ (97%) se găsește în oceane. Aproximativ 2,1% din apă este concentrată în gheața polară și ghețari. Toată apa dulce din lacuri, râuri și apele subterane este de numai 0,6%. Restul de 0,1% din apă este compus din apă sărată din fântâni și ape sărate.

Secolul XX este caracterizat de creșterea intensă a populației lumii și de dezvoltarea urbanizării. Au apărut orașe uriașe cu o populație de peste 10 milioane de oameni. Dezvoltarea industriei, transporturilor, energiei și industrializarea agriculturii au dus la faptul că impactul antropic asupra mediului a devenit global.

Creșterea eficienței măsurilor de protecție a mediului este asociată în primul rând cu introducerea pe scară largă a proceselor tehnologice care economisesc resurse, cu deșeuri reduse și fără deșeuri și cu reducerea poluării aerului și apei. Securitate mediu inconjurator este o problemă cu mai multe fațete, a cărei soluție este abordată, în special, de inginerii și lucrătorii tehnici de aproape toate specialitățile care sunt asociate cu activități economice în zonele populate și întreprinderi industriale, care pot fi o sursă de poluare în principal în aer și mediu de apă.

Mediul de apă. Mediul acvatic include apele de suprafață și subterane.

Apa de suprafață este concentrată în principal în ocean, conținând 1 miliard 375 milioane de kilometri cubi - aproximativ 98% din toată apa de pe Pământ. Suprafața oceanului (zona apei) este de 361 de milioane de kilometri pătrați. Este de aproximativ 2,4 ori mai multă zonă teritoriu terestre, ocupând 149 milioane de kilometri pătrați. Apa din ocean este sărată, iar cea mai mare parte (mai mult de 1 miliard de kilometri cubi) menține o salinitate constantă de aproximativ 3,5% și o temperatură de aproximativ 3,7oC. Diferențe notabile de salinitate și temperatură se observă aproape exclusiv în stratul de suprafață al apei, precum și în mările marginale și mai ales în mările Mediterane. Conținutul de oxigen dizolvat în apă scade semnificativ la o adâncime de 50-60 de metri.

Apele subterane pot fi saline, salmastre (salinitate mai mică) și proaspete; apele geotermale existente au o temperatură ridicată (mai mult de 30 °C). Pentru activitățile de producție ale omenirii și nevoile ei gospodărești, este necesară apă dulce, a cărei cantitate reprezintă doar 2,7% din volumul total de apă de pe Pământ, iar o foarte mică parte din aceasta (doar 0,36%) este disponibilă în locurile care sunt ușor accesibile pentru extracție. Cea mai mare parte a apei proaspete este conținută în zăpadă și aisbergurile de apă dulce găsite în zonele în principal din Cercul Antarctic. Debitul anual global de apă dulce al râului este de 37,3 mii de kilometri cubi. În plus, poate fi folosită o parte din apa subterană egală cu 13 mii de kilometri cubi. Din pacate, majoritatea debitul fluviului din Rusia, în valoare de aproximativ 5.000 de kilometri cubi, cade pe teritoriile nordice sterile și slab populate. In lipsa apei proaspete se foloseste apa sarata de suprafata sau subterana, desalinizarea sau hiperfiltrarea acesteia: trecand sub o diferenta mare de presiune prin membrane polimerice cu orificii microscopice care capteaza moleculele de sare. Ambele procese sunt foarte consumatoare de energie, așa că o propunere interesantă este utilizarea aisbergurilor de apă dulce (sau părți ale acestora) ca sursă de apă dulce, care în acest scop sunt remorcate prin apă până la țărmurile care nu au apă dulce, unde sunt organizate pentru a se topi. Conform calculelor preliminare ale dezvoltatorilor acestei propuneri, obținerea apei proaspete va consuma aproximativ jumătate din energie decât desalinizarea și hiperfiltrarea. O împrejurare importantă inerentă mediului acvatic este că bolile infecțioase se transmit în principal prin intermediul acestuia (aproximativ 80% din toate bolile). Cu toate acestea, unele dintre ele, cum ar fi tusea convulsivă, varicela și tuberculoza, se transmit și prin aer. Pentru a combate răspândirea bolilor prin apă, Organizația Mondială a Sănătății (OMS) a declarat actualul deceniu Deceniu al apei potabile.

Apa dulce. Proaspăt resurse de apă există datorită ciclului etern al apei. Ca urmare a evaporării, se formează un volum gigantic de apă, ajungând la 525 mii km pe an. (din cauza problemelor cu fontul, volumele de apa sunt indicate fara metri cubi).

86% din această cantitate provine din apele sărate ale Oceanului Mondial și din mările interioare - Caspică. Aralsky și alții; restul se evaporă pe uscat, jumătate din cauza transpirației umidității de către plante. În fiecare an, un strat de apă de aproximativ 1250 mm grosime se evaporă. Unele dintre ele cade din nou odată cu precipitațiile în ocean, iar unele sunt transportate de vânturi spre uscat și aici hrănesc râuri și lacuri, ghețari și apele subterane. Un distilator natural este alimentat de energia Soarelui și consumă aproximativ 20% din această energie.

Doar 2% din hidrosferă este apă dulce, dar este reînnoită constant. Rata de reînnoire determină resursele de care dispune umanitatea. Cea mai mare parte a apei proaspete - 85% - este concentrată în gheața zonelor polare și a ghețarilor. Rata schimbului de apă aici este mai mică decât în ​​ocean și se ridică la 8000 de ani. Apele de suprafață de pe uscat se reînnoiesc de aproximativ 500 de ori mai repede decât în ​​ocean. Apele râurilor se reînnoiesc și mai repede, în aproximativ 10-12 zile. Apele proaspete din râuri au cea mai mare importanță practică pentru umanitate.

Râurile au fost întotdeauna o sursă de apă dulce. Dar în epoca modernă, au început să transporte deșeuri. Deșeurile din bazinul hidrografic se varsă de-a lungul albiilor râurilor în mări și oceane. Cea mai mare parte a apei de râu uzate este returnată râurilor și rezervoarelor sub formă de ape uzate. Până acum, creșterea stațiilor de epurare a apelor uzate a rămas în urma creșterii consumului de apă. Și la prima vedere, aceasta este rădăcina răului. În realitate, totul este mult mai serios. Chiar și cu cel mai avansat tratament, inclusiv tratamentul biologic, toate substanțele anorganice dizolvate și până la 10% din poluanții organici rămân în apele uzate tratate. O astfel de apă poate deveni din nou potrivită pentru consum numai după diluare repetată cu apă naturală pură. Și aici raportul dintre cantitatea absolută de apă uzată, chiar purificată, și debitul de apă al râurilor este important pentru oameni.

Bilanțul global al apei a arătat că 2.200 km de apă pe an sunt cheltuiți pentru toate tipurile de utilizare a apei. Diluarea efluenților consumă aproape 20% din resursele de apă dulce ale lumii. Calcule pentru anul 2000, presupunând că standardele de consum de apă vor scădea și tratarea va acoperi toate ape uzate, a arătat că 30-35 mii km de apă dulce vor fi încă necesari anual pentru a dilua apele uzate. Aceasta înseamnă că resursele totale ale debitului fluvial din lume vor fi aproape de epuizare, iar în multe zone ale lumii sunt deja epuizate. La urma urmei, 1 km de apă uzată tratată „strică” 10 km de apă de râu, iar apa uzată neepurată se strică de 3-5 ori mai mult. Cantitatea de apă dulce nu scade, dar calitatea acesteia scade brusc și devine improprie pentru consum.

Omenirea va trebui să-și schimbe strategia de utilizare a apei. Necesitatea ne obligă să izolăm ciclul antropic al apei de cel natural. În practică, aceasta înseamnă o tranziție la o alimentare cu apă închisă, la un nivel scăzut de apă sau deșeuri reduse, și apoi la o tehnologie „uscata” sau fără deșeuri, însoțită de o reducere bruscă a volumului consumului de apă și a apei uzate tratate.

Rezervele de apă dulce sunt potențial mari. Cu toate acestea, în orice zonă a lumii, acestea pot fi epuizate din cauza utilizării nesustenabile a apei sau a poluării. Numărul acestor locuri este în creștere, acoperind zone geografice întregi. Nevoile de apă sunt nesatisfăcute pentru 20% din populația urbană a lumii și 75% din populația rurală. Volumul de apă consumat depinde de regiune și de nivelul de trai și variază de la 3 la 700 de litri pe zi per persoană. Consumul de apă industrială depinde și de dezvoltarea economică a zonei. De exemplu, în Canada, industria consumă 84% din toate retragerile de apă, iar în India - 1%. Cele mai mari industrii consumatoare de apă sunt oțelul, produsele chimice, petrochimia, celuloza și hârtie și prelucrarea alimentelor. Ei consumă aproape 70% din toată apa cheltuită în industrie. În medie, industria folosește aproximativ 20% din toată apa consumată la nivel mondial. Principalul consumator de apă dulce este agricultura: 70-80% din toată apa dulce este folosită pentru nevoile acesteia. Agricultura irigată ocupă doar 15-17% din terenul agricol, dar produce jumătate din toată producția. Aproape 70% din culturile de bumbac din lume depind de irigare.

Debitul total al râurilor din CSI (URSS) pe an este de 4.720 km. Dar resursele de apă sunt distribuite extrem de inegal. În regiunile cele mai populate, unde se află până la 80% din producția industrială și se află 90% din terenul propice agriculturii, ponderea resurselor de apă este de doar 20%. Multe zone ale țării sunt insuficient aprovizionate cu apă. Acestea sunt sudul și sud-estul părții europene a CSI, Ținutul Caspic, sudul Siberiei de Vest și Kazahstanului și alte câteva zone. Asia Centrala, la sud de Transbaikalia, Yakutia Centrală. Cele mai aprovizionate cu apă sunt regiunile nordice ale CSI, statele baltice și regiunile muntoase din Caucaz, Asia Centrală, Munții Sayan și Orientul Îndepărtat.

Debitele râurilor variază în funcție de fluctuațiile climatice. Intervenția omului în procesele naturale a afectat deja debitul râului. ÎN agricultură Cea mai mare parte a apei nu se întoarce în râuri, ci este cheltuită pentru evaporare și formarea masei vegetale, deoarece în timpul fotosintezei, hidrogenul din moleculele de apă este transformat în compuși organici. Pentru reglarea debitului râului, care nu este uniform pe tot parcursul anului, au fost construite 1.500 de rezervoare (acestea reglează până la 9% din debitul total). Activitatea economică umană nu a avut până acum aproape niciun impact asupra debitului râurilor din Orientul Îndepărtat, Siberia și nordul părții europene a țării. Cu toate acestea, în zonele cele mai populate a scăzut cu 8%, iar lângă râuri precum Terek, Don, Nistru și Ural - cu 11-20%. Debitul de apă în Volga, Syr Darya și Amu Darya a scăzut considerabil. Ca urmare, afluxul de apă în Marea Azov a scăzut cu 23%, iar în Marea Aral cu 33%. Nivelul Mării Aral a scăzut cu 12,5 m.

Rezervele limitate și chiar limitate de apă dulce în multe țări sunt reduse semnificativ din cauza poluării. De obicei, poluanții sunt împărțiți în mai multe clase în funcție de natura, structura chimică și originea lor.

Poluarea corpurilor de apă Corpurile de apă dulce sunt poluate în principal ca urmare a deversării în acestea a apelor uzate din întreprinderile industriale și din zonele populate. Ca urmare a deversării apei uzate, proprietățile fizice ale apei se modifică (crește temperatura, scade transparența, apar culoarea, gustul și mirosurile); substanțele plutitoare apar pe suprafața rezervorului, iar în fund se formează sedimente; se modifică compoziția chimică a apei (crește conținutul de substanțe organice și anorganice, apar substanțe toxice, scade conținutul de oxigen, se modifică reacția activă a mediului etc.); Compoziția bacteriană calitativă și cantitativă se modifică și apar bacterii patogene. Corpurile de apă poluate devin improprii pentru băut și adesea pentru alimentarea tehnică cu apă; își pierd semnificația piscicolă etc. Condițiile generale pentru eliberarea apelor uzate de orice categorie în corpurile de apă de suprafață sunt determinate de semnificația lor economică națională și de natura utilizării apei. După eliberarea apei uzate, este permisă o oarecare deteriorare a calității apei din rezervoare, dar aceasta nu ar trebui să afecteze în mod semnificativ durata de viață a acesteia și posibilitatea utilizării în continuare a rezervorului ca sursă de alimentare cu apă, pentru evenimente culturale și sportive sau pentru scopuri de pescuit.

Monitorizarea îndeplinirii condiţiilor de evacuare a apelor uzate industriale în corpurile de apă se realizează de către staţiile sanitar-epidemiologice şi direcţiile bazinale.

Standardele de calitate a apei pentru corpurile de apă pentru uz menajer și potabil, cultural și menajer stabilesc calitatea apei pentru rezervoare pentru două tipuri de utilizare a apei: primul tip include zonele de rezervoare utilizate ca sursă pentru alimentarea menajeră și potabilă centralizată sau necentralizată. , precum și pentru alimentarea cu apă a întreprinderilor din industria alimentară; la al doilea tip - zonele de rezervoare utilizate pentru înot, sport și recreere ale populației, precum și cele situate în limitele zonelor populate.

Atribuirea rezervoarelor unuia sau altui tip de utilizare a apei se realizează de către autoritățile Inspecției Sanitare de Stat, ținând cont de perspectivele de utilizare a rezervoarelor.

Standardele de calitate a apei pentru rezervoare prevăzute în reguli se aplică amplasamentelor situate pe rezervoare cu curgere la 1 km deasupra celui mai apropiat punct de utilizare a apei din aval și pe lacurile de acumulare fără curgere și lacurile de acumulare la 1 km de ambele părți ale punctului de utilizare a apei.

Se acordă multă atenție prevenirii și eliminării poluării zonelor de coastă ale mărilor. Standardele de calitate a apei de mare care trebuie asigurate la evacuarea apelor uzate se aplică zonei de utilizare a apei din limitele desemnate și amplasamentelor aflate la o distanță de 300 m față de aceste limite. La utilizarea zonelor de coastă ale mării ca recipient al apelor uzate industriale, conținutul de substanțe nocive din mare nu trebuie să depășească concentrațiile maxime admise stabilite de indicatorii de pericol sanitar-toxicologici, sanitari generali și organoleptici limitatori. În același timp, cerințele pentru evacuarea apelor uzate sunt diferențiate în raport cu natura utilizării apei. Marea este considerată nu ca o sursă de alimentare cu apă, ci ca un factor terapeutic, de îmbunătățire a sănătății, cultural și de zi cu zi.

Poluanții care intră în râuri, lacuri, rezervoare și mări fac schimbări semnificative în regimul stabilit și perturbă starea de echilibru a sistemelor ecologice acvatice. Ca urmare a proceselor de transformare a substanțelor care poluează corpurile de apă, care au loc sub influența factorilor naturali, sursele de apă suferă o refacere completă sau parțială a proprietăților lor originale. În acest caz, se pot forma produse secundare de degradare ai contaminanților, care au un impact negativ asupra calității apei.

Autopurificarea apei din rezervoare este un set de procese hidrodinamice, fizico-chimice, microbiologice și hidrobiologice interconectate care conduc la restabilirea stării inițiale a unui corp de apă.

Datorită faptului că apele uzate de la întreprinderile industriale pot conține contaminanți specifici, evacuarea lor în rețeaua de canalizare a orașului este limitată de o serie de cerințe. Apele uzate industriale deversate în rețeaua de canalizare nu trebuie: să perturbe funcționarea rețelelor și structurilor; au un efect distructiv asupra materialului conductelor și elementelor instalațiilor de tratare; conțin mai mult de 500 mg/l de substanțe în suspensie și plutitoare; conțin substanțe care pot înfunda rețelele sau pot depune pe pereții conductelor; conțin impurități inflamabile și substanțe gazoase dizolvate capabile să formeze amestecuri explozive; conțin substanțe nocive care interferează cu tratarea biologică a apelor uzate sau deversarea într-un corp de apă; au o temperatură de peste 40 °C.

Apele uzate industriale care nu îndeplinesc aceste cerințe trebuie pre-epurate și abia apoi evacuate în rețeaua de canalizare a orașului.

tabelul 1

Rezerve mondiale de apă

	Numele obiectelor	Aria de distribuție în milioane km cubi	Volumul, mii de metri cubi km	Ponderea în rezervele mondiale,
	Oceanul Mondial
	Apele subterane
	inclusiv subteran: ape proaspete
	Umiditatea solului
	Ghetari si zapada permanenta
	Gheață subterană
	Apa lacului
	Apa de mlaștină
	Apa râului
	Apă în atmosferă
	Apa în organisme
	Rezerve totale de apă
	Rezerve totale de apă dulce

Concluzie.

Apa este una dintre principalele resurse de pe Pământ. Este greu de imaginat ce s-ar întâmpla cu planeta noastră dacă apa dulce ar dispărea. O persoană trebuie să bea aproximativ 1,7 litri de apă pe zi. Și fiecare dintre noi are nevoie de aproximativ 20 de ori mai mult zilnic pentru spălat, gătit și așa mai departe. Amenințarea cu dispariția apei proaspete există. Toate ființele vii suferă de poluarea apei; este dăunătoare sănătății umane.

Apa este o substanță familiară și neobișnuită. Celebrul om de știință sovietic academician I.V. Petryanov și-a numit cartea sa populară despre apă „Cea mai extraordinară substanță din lume”. Și doctorul în științe biologice B.F. Sergeev și-a început cartea „Fiziologie distractivă” cu un capitol despre apă - „Substanța care a creat planeta noastră”.

Oamenii de știință au dreptate: nu există nicio substanță pe Pământ mai importantă pentru noi decât apa obișnuită și, în același timp, nu există altă substanță de același tip ale cărei proprietăți ar avea atâtea contradicții și anomalii câte proprietățile sale.

Bibliografie:

Korobkin V.I., Peredelsky L.V. Ecologie. Manual pentru universități. - Rostov/pe/Don. Phoenix, 2005.

Moiseev N. N. Interacțiunea naturii și a societății: probleme globale // Buletinul Academiei Ruse de Științe, 2004. T. 68. Nr. 2.

Protectia mediului. Manual manual: In 2t / Ed. V. I. Danilov - Danilyan. – M.: Editura MNEPU, 2002.

Belov S.V. Protecția mediului / S.V. Belov. – Şcoala Superioară M., 2006. – 319 p.

Derpgolts V.F. Apa în Univers. - L.: „Nedra”, 2000.

Krestov G. A. De la cristal la soluție. - L.: Chimie, 2001.

Hhomcenko G.P. Chimie pentru cei care intră la universități. - M., 2003

apa ca... boli cu ajutorul topiturii apă etc Magie proprietăți apă Apă poate fi lichid, solid...

Apă ca bază de informații a sistemelor vii (obișnuite și extraordinare apă)

Rezumat >> Ecologie

Civilizația umană. Într-adevăr, cercetări recente proprietăți apă a dus la descoperirea existenţei diverselor... în Medicina traditionala. Înțelegerea uimitoarelor și fascinante proprietăți apăîncepe cu contemplarea frumoaselor structuri...

Anormal proprietăți apă

Rezumat >> Chimie

... (O18). Se pare că toată diversitatea proprietăți apăși neobișnuirea manifestării lor, în... bănuim că sunt atât de familiare și naturale proprietăți apăîn natură, în diverse tehnologii, ... viu în lume apă are anormal proprietăți. Apă"nu recunosc"...

Cuprins al subiectului "Apă. Carbohidrați. Lipide.":

Fara apa viața pe planeta noastră nu ar putea exista. Apă important pentru organismele vii din două motive. În primul rând, este o componentă necesară a celulelor vii și, în al doilea rând, pentru multe organisme servește și ca habitat. Doar apa potabilă are valoare pentru oameni. Pentru a obține apă de băut, acestea sunt folosite pentru a o purifica de impuritățile dăunătoare și a o face potrivită pentru băut și gătit. De aceea ar trebui spuse câteva cuvinte despre proprietățile sale chimice și fizice.

Aceste proprietăți sunt destul de neobișnuite și se datorează în principal dimensiunii mici a moleculelor. apă, polaritatea și capacitatea lor de a se conecta între ele prin legături de hidrogen. Polaritatea se referă la distribuția neuniformă a sarcinilor într-o moleculă. În apă, un capăt al moleculei („polul”) poartă o mică sarcină pozitivă, iar celălalt o sarcină negativă. O astfel de moleculă se numește dipol. Atomul de oxigen are o capacitate mai puternică de a atrage electroni decât atomii de hidrogen, astfel încât atomul de oxigen dintr-o moleculă de apă tinde să atragă electroni de la doi atomi de hidrogen. Electronii sunt încărcați negativ, ceea ce face ca atomul de oxigen să aibă o ușoară sarcină negativă, iar atomii de hidrogen să aibă o ușoară sarcină pozitivă.

Ca urmare, între molecule de apă Are loc o interacțiune electrostatică slabă și, din moment ce sarcinile opuse se atrag, moleculele par să „lipească împreună”. Aceste interacțiuni, mai slabe decât legăturile ionice sau covalente obișnuite, se numesc legături de hidrogen. Legăturile de hidrogen se formează în mod constant, se rup și se reformează în coloana de apă. Și deși acestea sunt legături slabe, efectul lor combinat determină multe dintre proprietățile fizice neobișnuite ale apei. Luand in considerare această caracteristică apă, putem trece acum să luăm în considerare acele proprietăți ale sale care sunt importante din punct biologic viziune.

Legături de hidrogen între moleculele de apă. A. Două molecule de apă legate printr-o legătură de hidrogen -6+ - o sarcină pozitivă foarte mică; 6~ este o sarcină negativă foarte mică. B. O rețea de molecule de apă ținute împreună prin legături de hidrogen. Astfel de structuri se formează, se dezintegrează și reapar în mod constant în apă lichidă.

Semnificația biologică a apei

Apa ca solvent. Apă- un solvent excelent pentru substanțele polare. Acestea includ compuși ionici, cum ar fi sărurile, care conțin particule încărcate (ioni) și unii compuși neionici, cum ar fi zaharurile, în molecula cărora există grupări polare (încărcate slab) (în zaharuri, aceasta este grupa hidroxil, -OH, care poartă o mică sarcină negativă). Când o substanță se dizolvă în apă, moleculele de apă înconjoară ionii și grupurile polare, separând ionii sau moleculele unul de celălalt.

În soluție, moleculele sau ionii se pot mișca mai liber, astfel încât reactivitatea substanței crește. Din acest motiv, au loc majoritatea reacțiilor chimice din celulă V solutii apoase . Substanțele nepolare, cum ar fi lipidele, sunt respinse de apă și în prezența acesteia sunt de obicei atrase unele de altele, cu alte cuvinte, substanțele nepolare sunt hidrofobe (hidrofobe - hidrofuge). Astfel de interacțiuni hidrofobe joacă un rol important în formarea membranelor, precum și în determinarea structurii tridimensionale a multor molecule de proteine, acizi nucleici și alte componente celulare.

Inerent proprietățile apei solvent înseamnă, de asemenea, că apa servește ca mediu pentru transportul diverselor. Îndeplinește acest rol în sânge, în sistemele limfatic și excretor, în tractul digestiv și în floem și xilemul plantelor.

COMPILATOR PRINCIPAL DE REZUMAT

PETRUNINA

TOATE

BORISOVNA

ȘCOALA DE ÎNVĂȚĂMÂNT MUNICIPAL

ȘCOALA GENERALĂ №4

ABSTRACT

la chimie pe tema:

„Apa și proprietățile ei”

Efectuat :

student 11 clasa "B".

Petrunina Elena

PENZA 2001

Apă- o substanță familiară și neobișnuită. Celebrul om de știință sovietic academician I.V. Petryanov și-a numit populara carte științifică despre apă „Cea mai extraordinară substanță din lume”. Și doctorul în științe biologice B.F. Sergeev și-a început cartea „Fiziologie distractivă” cu un capitol despre apă - „Substanța care a creat planeta noastră”.

Oamenii de știință au dreptate: nu există nicio substanță pe Pământ mai importantă pentru noi decât apa obișnuită și, în același timp, nu există altă substanță de același tip ale cărei proprietăți ar avea atâtea contradicții și anomalii câte proprietățile sale.

Aproape ¾ din suprafața planetei noastre este ocupată de oceane și mări. Apa dură - zăpadă și gheață - acoperă 20% din teren. Din cantitatea totală de apă de pe Pământ, egală cu 1 miliard 386 milioane de kilometri cubi, 1 miliard 338 milioane de kilometri cubi sunt ponderea apelor sărate ale Oceanului Mondial, iar doar 35 de milioane de kilometri cubi sunt ponderea apelor dulci. Cantitatea totală de apă oceanică ar fi suficientă pentru a acoperi globul cu un strat de peste 2,5 kilometri. Pentru fiecare locuitor al Pământului există aproximativ 0,33 kilometri cubi de apă de mare și 0,008 kilometri cubi de apă dulce. Dar dificultatea este că marea majoritate a apei proaspete de pe Pământ se află într-o stare care îngreunează accesul oamenilor. Aproape 70% din apa dulce este conținută în straturile de gheață ale țărilor polare și în ghețarii montani, 30% se află în acvifere subterane și doar 0,006% din apa dulce este conținută în albiile tuturor râurilor.

Molecule de apă au fost descoperite în spațiul interstelar. Apa face parte din comete, din majoritatea planetelor din sistemul solar și din sateliții lor.

Compoziție izotopică. Există nouă specii de izotopi stabili de apă. Conținutul mediu al acestora în apă dulce este următorul: 1 H216 O – 99,73%, 1 H218 O – 0,2%,

1 H217 O – 0,04%, 1 H2 H16 O – 0,03%. Celelalte cinci specii izotopice sunt prezente în apă în cantități neglijabile.

Structura moleculei. După cum se știe, proprietățile compușilor chimici depind de elementele din care sunt formate moleculele lor și se schimbă în mod natural. Apa poate fi considerată fie oxid de hidrogen, fie hidrură de oxigen. Atomii de hidrogen și oxigen din molecula de apă sunt localizați la colțurile unui triunghi isoscel cu o lungime a legăturii O–H de 0,957 nm; unghi de legătură H – O – H 104o 27’.

1040 27"

Dar, deoarece ambii atomi de hidrogen sunt localizați pe aceeași parte a atomului de oxigen, sarcinile electrice din acesta sunt dispersate. Molecula de apă este polară, ceea ce este motivul interacțiunii speciale dintre diferitele sale molecule. Atomii de hidrogen dintr-o moleculă de apă, având o sarcină pozitivă parțială, interacționează cu electronii atomilor de oxigen ai moleculelor învecinate.Această legătură chimică se numește apă. Combină moleculele de apă în polimeri unici cu o structură spațială. Aproximativ 1% dimeri de apă sunt prezenți în vaporii de apă. Distanța dintre atomii de oxigen este de 0,3 nm. În faza lichidă și solidă, fiecare moleculă de apă formează patru legături de hidrogen: două ca donor de protoni și două ca acceptor de protoni. Lungimea medie a acestor legături este de 0,28 nm, unghiul H – O – H tinde spre 1800. Cele patru legături de hidrogen ale moleculei de apă sunt direcționate aproximativ spre vârfurile unui tetraedru obișnuit.

Structura modificărilor gheții este o grilă tridimensională. În modificările existente cu presiuni joase, așa-numita gheață - I, legăturile H - O - H sunt aproape drepte și îndreptate spre vârfurile unui tetraedru regulat. Dar la presiuni mari, gheața obișnuită poate fi transformată în așa-numita gheață-II, gheață-III și așa mai departe - forme cristaline mai grele și mai dense ale acestei substanțe. Cele mai dure, mai dense și mai refractare de până acum sunt gheața - VII și gheața - VIII. Gheața – VII a fost obținută la o presiune de 3 miliarde Pa, se topește la o temperatură de + 1900 C. În modificări – gheață – II – gheață – VI – legăturile H – O – H sunt curbate și unghiurile dintre ele diferă de cel tetraedric, care determină o creștere a densității de-a lungul față de densitate gheață obișnuită. Numai în modificările gheață-VII și gheață-VIII este atinsă cea mai mare densitate de împachetare: în structura lor, două rețele regulate construite din tetraedre sunt inserate una în cealaltă, menținând în același timp un sistem de legături drepte de hidrogen.

O rețea tridimensională de legături de hidrogen, construită din tetraedre, există și în apa lichidă pe întregul interval de la punctul de topire până la temperatura critică de + 3,980C. Creșterea densității în timpul topirii, ca și în cazul modificărilor dense ale gheții, se explică prin curbura legăturilor de hidrogen.

Curbura legăturilor de hidrogen crește odată cu creșterea temperaturii și presiunii, ceea ce duce la o creștere a densității. Pe de altă parte, atunci când este încălzită, lungimea medie a legăturilor de hidrogen devine mai mare, rezultând o scădere a densității. Efectul combinat a două fapte explică prezența unei densități maxime a apei la o temperatură de + 3,980C.

Proprietăți fizice apele sunt anormale, ceea ce se explică prin datele de mai sus privind interacțiunea dintre moleculele de apă.

Apa este singura substanță de pe Pământ care există în natură în toate cele trei stări de agregare - lichidă, solidă și gazoasă.

Topirea gheții la presiunea atmosferică este însoțită de o scădere a volumului cu 9%. Densitatea apei lichide la temperaturi apropiate de zero este mai mare decât cea a gheții. La 00C, 1 gram de gheață ocupă un volum de 1,0905 centimetri cubi, iar 1 gram de apă lichidă ocupă un volum de 1,0001 centimetri cubi. Și gheața plutește, motiv pentru care corpurile de apă de obicei nu îngheață, ci sunt doar acoperite cu gheață.

Coeficientul de temperatură al expansiunii volumetrice a gheții și a apei lichide este negativ la temperaturi sub - 2100C și, respectiv, + 3,980C.

Capacitatea termică în timpul topirii aproape se dublează și în intervalul de la 00C la 1000C este aproape independentă de temperatură.

Apa are puncte de topire și de fierbere neobișnuit de ridicate în comparație cu alți compuși cu hidrogen ai elementelor subgrupul principal Grupa VI a tabelului periodic.

hidrogen telurura hidrogen seleniura hidrogen sulfurat apa

N 2 Acestea N 2 S e N 2 S H2O

t topire - 510С - 640С - 820С 00С

_____________________________________________________

punct de fierbere - 40C - 420C - 610C 1000C

_____________________________________________________

Trebuie furnizată energie suplimentară pentru a slăbi și apoi a distruge legăturile de hidrogen. Și această energie este foarte semnificativă. Acesta este motivul pentru care capacitatea de căldură a apei este atât de mare. Datorită acestei caracteristici, apa modelează clima planetei. Geofizicienii susțin că Pământul s-ar fi răcit cu mult timp în urmă și s-ar fi transformat într-o bucată de piatră fără viață dacă nu ar fi fost apă. Când se încălzește, absoarbe căldură, iar când se răcește, o eliberează. Apa Pământului absoarbe și returnează multă căldură și astfel „uniformizează” clima. Formarea climei continentelor este influențată în mod deosebit de curenții marini, formând inele de circulație închise în fiecare ocean. Cel mai exemplu strălucitor– influența Gulf Stream, un sistem puternic de curenți caldi care vin din Peninsula Florida către America de Nord la Spitsbergen și Novaia Zemlya. Datorită Gulf Stream, temperatura medie din ianuarie pe coasta nordului Norvegiei, deasupra Cercului polar, este aceeași ca în partea de stepă a Crimeei - aproximativ 00C, adică a crescut cu 15 - 200C. Și în Yakutia la aceeași latitudine, dar departe de Curentul Golfului - minus 400C. Și acele molecule de apă care sunt împrăștiate în atmosferă - în nori și sub formă de vapori - protejează Pământul de frigul cosmic. Vaporii de apă creează un puternic „efect de seră”, care captează până la 60% din radiația termică a planetei noastre și o împiedică să se răcească. Conform calculelor lui M.I. Budyko, dacă conținutul de vapori de apă din atmosferă s-ar înjumătăți, temperatura medie a suprafeței Pământului ar scădea cu mai mult de 50C (de la 14,3 la 90C). Atenuarea climei pământului, în special egalizarea temperaturii aerului în anotimpurile de tranziție - primăvară și toamnă, este influențată în mod semnificativ de valorile uriașe ale căldurii latente de topire și evaporare a apei.

Dar acesta nu este singurul motiv pentru care considerăm apa o substanță vitală. Faptul este că corpul uman este aproape 63-68% apă. Aproape toate reacțiile biochimice din fiecare celulă vie sunt reacții în soluții apoase. Cu apa, deseurile toxice sunt eliminate din corpul nostru; Apa secretată de glandele sudoripare și care se evaporă de la suprafața pielii reglează temperatura corpului nostru. Reprezentanții animalului și floră conțin aceeași abundență de apă în corpurile lor. Unii mușchi și licheni conțin cea mai mică cantitate de apă, doar 5-7% din greutatea lor. Majoritatea locuitorilor lumii și a plantelor constau din mai mult de jumătate de apă. De exemplu, mamiferele conțin 60 – 68%; pește – 70%; alge – 90 – 98% apă.

Majoritatea proceselor au loc în soluții (în mare parte apoase). procese tehnologice la întreprinderile din industria chimică, în producţie medicamenteși produse alimentare.

Nu întâmplător hidrometalurgia - extracția metalelor din minereuri și concentrate folosind soluții de diverși reactivi - a devenit o industrie importantă.

Apa este o sursă importantă de resurse energetice. După cum se știe, toate centralele hidroelectrice din lume, de la mici la mari, transformă energia mecanică a fluxului de apă în energie electrică exclusiv cu ajutorul turbinelor de apă cu generatoare electrice conectate la acestea. La centralele nucleare, un reactor nuclear încălzește apa, aburul de apă rotește o turbină cu un generator și produce electricitate.

Apa, în ciuda tuturor proprietăților sale anomol, este standardul pentru măsurarea temperaturii, masei (greutății), cantității de căldură și altitudinii terenului.

Fizicianul suedez Anders Celsius, membru al Academiei de Științe din Stockholm, a creat în 1742 un termometru centigrad, care este acum folosit aproape peste tot. Punctul de fierbere al apei este desemnat 100, iar punctul de topire al gheții este 0.

În timpul dezvoltării sistemului metric, instituit prin decret al guvernului revoluționar francez în 1793 pentru a înlocui diferite măsuri antice, apa a fost folosită pentru a crea măsura de bază a masei (greutate) - kilogram și gram: 1 gram, așa cum este cunoscut, este greutatea de 1 centimetru cub (mililitru) de apă pură la temperatura de cea mai mare densitate - 40C. Prin urmare, 1 kilogram este greutatea a 1 litru (1000 de centimetri cubi) sau a 1 decimetru cub de apă: iar 1 tonă (1000 de kilograme) este greutatea a 1 metru cub de apă.

Apa este folosită și pentru a măsura cantitatea de căldură. O calorie este cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 gram de apă de la 14,5 la 15,50C.

Toate înălțimile și adâncimile de pe glob sunt măsurate de la nivelul mării.

În 1932, americanii G. Urey și E. Osborne au descoperit că până și cea mai pură apă care poate fi obținută în laborator conține o cantitate mică de substanță, aparent exprimată prin aceeași formulă chimică H2O, dar având o greutate moleculară de 20. în loc de greutatea de 18 inerentă apei obișnuite. Yuri a numit această substanță apă grea. Greutatea mare a apei grele se explică prin faptul că moleculele sale constau din atomi de hidrogen cu greutatea atomică dublă față de atomii de hidrogen obișnuiți. Greutatea dublă a acestor atomi, la rândul său, se datorează faptului că nucleele lor conțin, pe lângă singurul proton care alcătuiește nucleul hidrogenului obișnuit, încă un neutron. Izotopul greu al hidrogenului se numește deuteriu.

(D sau 2 H), iar hidrogenul obișnuit a început să fie numit protium. Apa grea, oxidul de deuteriu, este exprimată prin formula D2O.

Curând, a fost descoperit un al treilea izotop supergreu de hidrogen cu un proton și doi neutroni în nucleu, care a fost numit tritiu (T sau 3H). Atunci când este combinat cu oxigen, tritiul formează apă supergrea T2O cu o greutate moleculară de 22.

Apele naturale conțin în medie aproximativ 0,016% apă grea. Apa grea seamănă cu apa obișnuită, dar în multe privințe proprietăți fizice diferit de ea. Punctul de fierbere al apei grele este de 101,40C, punctul de îngheț este de + 3,80C. Apa grea este cu 11% mai grea decât apa obișnuită. Greutatea specifică a apei grele la o temperatură de 250C este 1,1. Dizolvă mai rău diverse săruri (cu 5-15%). În apa grea, rata de apariție a unor reacții chimice este diferită de cea a apei obișnuite.

Și din punct de vedere fiziologic, apa grea afectează diferit materia vie: spre deosebire de apă obișnuită Având putere dătătoare de viață, apa grea este complet inertă. Semințele de plante, dacă sunt udate cu apă grea, nu germinează; mormolocii, microbii, viermii, peștii nu pot exista în apă grea; Dacă animalelor li se dă doar apă grea de băut, vor muri de sete. Apa grea este apa moarta.

Există un alt tip de apă care diferă ca proprietăți fizice de apa obișnuită - aceasta este apa magnetizată. O astfel de apă se obține cu ajutorul magneților montați în conducta prin care curge apa. Apa magnetizată își schimbă proprietățile fizice și chimice: viteza reacțiilor chimice în ea crește, cristalizarea substanțelor dizolvate se accelerează, agregarea particulelor solide de impurități crește și precipitarea lor cu formarea de fulgi mari (coagulare). Magnetizarea este utilizată cu succes la instalațiile de apă atunci când apa preluată este foarte tulbure. De asemenea, permite sedimentarea rapidă a apelor uzate industriale contaminate.

Din proprietăți chimice apa, capacitatea moleculelor sale de a se disocia (de descompunere) în ioni și capacitatea apei de a dizolva substanțe de natură chimică diferită sunt deosebit de importante.

Rolul apei ca solvent principal și universal este determinat în primul rând de polaritatea moleculelor sale și, în consecință, de constanta sa dielectrică extrem de ridicată. Sarcinile electrice opuse, și în special ionii, sunt atrași unul de celălalt în apă de 80 de ori mai slab decât ar fi atrași în aer. Forțele de atracție reciprocă dintre moleculele sau atomii unui corp scufundat în apă sunt, de asemenea, mai slabe decât în ​​aer. În acest caz, este mai ușor ca mișcarea termică să spargă moleculele. Acesta este motivul pentru care are loc dizolvarea, inclusiv a multor substanțe puțin solubile: o picătură uzează o piatră.

Doar o mică parte de molecule (una din 500.000.000) suferă disociere electrolitică conform următoarei scheme:

H2 + 1/2 O2 H2 O -242 kJ/mol pentru abur

286 kJ/mol pentru apă lichidă

La temperaturi scăzuteîn absența catalizatorilor se produce extrem de lent, dar viteza de reacție crește brusc odată cu creșterea temperaturii, iar la 5500C are loc exploziv. Pe măsură ce presiunea scade și temperatura crește, echilibrul se deplasează spre stânga.

Sub influența radiațiilor ultraviolete, apa se fotodisociează în ioni H+ și OH-.

Radiațiile ionizante determină radioliza apei cu formarea de H2; H2 O2 și radicali liberi: H*; EL*; DESPRE* .

Apa este un compus reactiv.

Apa este oxidată de oxigenul atomic:

H2O + C CO + H2

La temperaturi ridicate în prezența unui catalizator, apa reacționează cu CO; CH4 și alte hidrocarburi, de exemplu:

6H2O + 3P 2HP03 + 5H2

Apa reacționează cu multe metale pentru a forma H2 și hidroxidul corespunzător. Cu metale alcaline și alcalino-pământoase (cu excepția Mg), această reacție are loc deja la temperatura camerei. Metalele mai puțin active descompun apa la temperaturi ridicate, de exemplu, Mg și Zn - peste 1000C; Fe – peste 6000С:

2Fe + 3H2O Fe2O3 + 3H2

Când mulți oxizi reacţionează cu apa, formează acizi sau baze.

Apa poate servi ca catalizator, de exemplu, metalele alcaline și hidrogenul reacționează cu CI2 numai în prezența urmelor de apă.

Uneori, apa este o otravă catalitică, de exemplu, pentru un catalizator de fier în sinteza NH3.

Capacitatea moleculelor de apă de a forma rețele tridimensionale de legături de hidrogen îi permite să formeze hidrați de gaz cu gaze inerte, hidrocarburi, CO2, CI2, (CH2)2 O, CHCI3 și multe alte substanțe.

Până la sfârşitul secolului al XIX-lea, apa era considerată un dar gratuit, inepuizabil al naturii. Nu lipsea decât în ​​zonele deșertice slab populate. În secolul al XX-lea, viziunea asupra apei s-a schimbat dramatic. Ca urmare a creșterii rapide a populației lumii și a dezvoltării rapide a industriei, problema aprovizionării omenirii cu apă dulce curată a devenit aproape problema numărul unu la nivel mondial. În prezent, oamenii folosesc aproximativ 3.000 de miliarde de metri cubi de apă anual, iar această cifră este în continuă creștere rapidă. În multe zone industriale dens populate, apa curată nu mai este disponibilă.

Lipsa apei proaspete de pe glob poate fi compensată în diferite moduri: prin desalinizarea apei de mare și, de asemenea, înlocuirea apei proaspete cu aceasta, acolo unde este posibil din punct de vedere tehnic; purificarea apelor uzate în așa măsură încât să poată fi evacuate în siguranță în rezervoare și cursuri de apă fără teama de contaminare și reutilizate; Folosiți apă dulce cu moderație, creând o tehnologie de producție mai puțin intensivă în apă, înlocuind, acolo unde este posibil, apa dulce de înaltă calitate cu apă de calitate inferioară etc.

APA ESTE UNUL DINTRE PRINCIPALELE GUSTURI BOGAȚE ALE UMANIȚII PE PĂMÂNT.

BIBLIOGRAFIE:

1. Enciclopedie chimică. Volumul 1. Editor I.L.Knunyants. Moscova, 1988.

2. Dicționar enciclopedic al unui tânăr chimist. Compilat de

V.A. Kritsman, V.V. Stanzo. Moscova, „Pedagogie”, 1982.

„Gidrometeoizdat”, 1980.

4. Cea mai extraordinară substanță din lume. Autor

I.V. Petryanov. Moscova, „Pedagogie”, 1975.

PLAN.

I. Introducere.

Declarații ale unor oameni de știință celebri despre apă.

II .Parte principală.

1.Distribuția apei pe planeta Pământ, în spațiu

spaţiu.

2. Compoziția izotopică a apei.

3.Structura moleculei de apă.

4. Proprietățile fizice ale apei, anomaliile acestora.

a).Stări agregative ale apei.

b).Densitatea apei în stare solidă și lichidă.

c). Capacitatea termică a apei.

d) Punctele de topire si de fierbere ale apei fata de

alți compuși cu hidrogen ai elementelor

subgrupul principal grupul YI al tabelului periodic.

5. Influența apei asupra formării climei pe planetă

6.Apa ca componentă principală a plantei și

organisme animale.

7.Utilizarea apei în industrie, producție

electricitate.

8.Folosiți apă ca standard.

a).Pentru a măsura temperatura.

b).Pentru a măsura masa (greutatea).

c).Pentru a măsura cantitatea de căldură.

d).Să măsoare înălțimea terenului.

9.Apa grea, proprietățile ei.

10. Apa magnetizată, proprietățile ei.

11. Proprietăţile chimice ale apei.

a).Formarea apei din oxigen si hidrogen.

b).Disocierea apei în ioni.

c).Fotodisociarea apei.

d).Radioliza apei.

d).Oxidarea apei cu oxigen atomic.

f).Interacțiunea apei cu nemetale, halogeni,

hidrocarburi.

g).Interacţiunea apei cu metalele.

h).Interacţiunea apei cu oxizii.

i).Apa ca catalizator si inhibitor al substantelor chimice

III .Concluzie.

Apa este una dintre principalele resurse ale umanității de pe Pământ.

Introducere…………………………………………………………………………………………….3

Parte principală

1. Proprietățile apei…………………………………………………………5

2. Structura unei molecule de apă……………………………………………………….10

Concluzie………………………………………………………………………………………12

Bibliografie…………………………………………………………………13

Anexa……………………………………………………………………………………14

Introducere

Apa este una dintre cele mai comune substanțe din natură (hidrosfera ocupă 71% din suprafața Pământului). Apa joacă un rol vital în geologie și istoria planetei. Fără apă, organismele vii nu pot exista. Faptul este că corpul uman este aproape 63% - 68% apă. Aproape toate reacțiile biochimice din fiecare celulă vie sunt reacții în soluții apoase. Majoritatea proceselor tehnologice au loc în soluții (în principal apoase) la întreprinderile din industria chimică, în producția de medicamente și produse alimentare. Și în metalurgie, apa este extrem de importantă, și nu numai pentru răcire. Nu întâmplător hidrometalurgia - extracția metalelor din minereuri și concentrate folosind soluții de diverși reactivi - a devenit o industrie importantă.

Apa este o substanță obișnuită și neobișnuită. Celebrul om de știință sovietic academician I.V. Petryanov și-a numit cartea sa populară despre apă „cea mai extraordinară substanță din lume”. Și „Fiziologia distractivă”, scrisă de doctorul în științe biologice B.F. Sergeev, începe cu un capitol despre apă - „Substanța care a creat planeta noastră”.

Oamenii de știință au perfectă dreptate: nu există nicio substanță pe Pământ care să fie mai importantă pentru noi decât apa obișnuită și, în același timp, nu există nicio altă substanță ale cărei proprietăți ar avea atâtea contradicții și anomalii câte proprietățile sale.

Aproape ⅔ din suprafața planetei noastre este ocupată de oceane și mări. Apa dură - zăpadă și gheață - acoperă 20% din teren. Clima planetei depinde de apă. Geofizicienii susțin că Pământul s-ar fi răcit cu mult timp în urmă și s-ar fi transformat într-o bucată de piatră fără viață dacă nu ar fi fost apă. Are o capacitate termică foarte mare. Când este încălzit, absoarbe căldură; răcorindu-se, o dă departe. Apa Pământului absoarbe și returnează multă căldură și astfel „uniformizează” clima. Și ceea ce protejează Pământul de frigul cosmic sunt acele molecule de apă care sunt împrăștiate în atmosferă - în nori și sub formă de vapori...

Proprietățile apei

Proprietățile apei, datorită cărora a apărut viața, au fost studiate cel mai pe deplin. Aceste proprietăți au făcut posibil ca natura vie să existe în intervalul de temperatură care este caracteristic Pământului ca corp cosmic.
Care sunt aceste proprietăți?

Densitatea apei.

Unul dintre cele mai importante proprietăți apa - densitatea acesteia. Apa dulce are densitatea maximă la 4 °C. La această temperatură, un kilogram de apă ocupă un volum minim (Fig. 1). Când temperatura scade de la 4 °C la 0, densitatea scade, adică apa cu o temperatură de 4 °C este în partea de jos, iar apa mai rece se ridică în partea de sus, unde îngheață, transformându-se în gheață.

Densitatea gheții obișnuite - faza solidă cristalină a apei - este mai mică decât densitatea apei, astfel încât gheața plutește la suprafață, protejând apa de răcirea ulterioară. Acționează ca o „copertă” de gheață care protejează corpul de apă dulce de înghețul complet. În acest fel, se creează condiții pentru ca locuitorii din rezervoare să trăiască la temperaturi scăzute.

Apa de mare are o cantitate semnificativă de săruri dizolvate în ea și se comportă complet diferit atunci când este răcită. Punctul său de îngheț depinde de conținutul de sare, dar în medie este de 1,9°C. Densitatea maximă a unei astfel de ape este la o temperatură de -3,5°C. Apa de mare se transformă în gheață înainte de a atinge densitatea maximă. Prin urmare, amestecarea verticală a apei de mare are loc atunci când este răcită de la temperaturi peste zero la temperaturi de îngheț. Datorită acestei circulații, orizonturile inferioare ale oceanului sunt îmbogățite cu oxigen, iar apa bogată în oxigen pătrunde în straturile superioare din cele inferioare. nutrienți. Trebuie remarcat faptul că atât gheața de mare, cât și gheața proaspătă sunt mai ușoare decât apa și plutesc pe suprafața acesteia, protejând straturile adânci de apă din mări și oceane de contactul direct cu masele de aer rece și contribuind astfel la conservarea căldurii. În același timp, s-au obținut artificial diverse modificări ale gheții la presiune ridicată. Unele dintre ele sunt mai grele decât apa, altele se topesc și, prin urmare, îngheață la temperaturi ridicate. Aceasta este așa-numita „gheață fierbinte”. Prin urmare, cu toții suntem norocoși nu numai cu prezența apei pe Pământ și radiatie solara, dar și cu valoarea presiunii atmosferice. În caz contrar, întregul Pământ ar putea fi legat de o înveliș de gheață.

Constantele termodinamice ale apei.

Apa are proprietăți speciale, anormale. În primul rând, aceasta se referă la astfel de constante termodinamice precum capacitatea termică a apei, căldura de vaporizare și căldura latentă de topire a gheții. Natura anormală a acestor cantități determină majoritatea proceselor fizico-chimice și biologice de pe Pământ.

Capacitatea termică specifică a apei este de 4,1868 kJ/(kg-K), care este aproape de două ori capacitatea termică specifică a unor substanțe precum alcoolul etilic (2,847), ulei vegetal(2.091), parafină (2.911) și multe altele. Aceasta înseamnă că atunci când este încălzită cu același număr de grade, apa poate absorbi aproape de două ori mai multă căldură decât lichidele enumerate. Dar chiar și atunci când se răcește, apa degajă mai multă căldură decât alte lichide. Prin urmare, atunci când apele Oceanului Mondial se încălzesc sub influență razele de soare iar racirea lor in absenta energiei radiatiilor solare, capacitatea termica actioneaza ca o proprietate care asigura fluctuatii minime ale temperaturii apei zi si noapte, vara si iarna.

Căldura de vaporizare a apei are o valoare anormal de mare. Această valoare este mai mult de două ori mai mare decât căldura de vaporizare a etanolului, acidului sulfuric, anilinei, acetonei și a altor substanțe. Prin urmare, chiar și în cea mai caldă perioadă, apa se evaporă extrem de lent, ceea ce contribuie la conservarea ei și, în consecință, la conservarea vieții pe Pământ.

Valoarea ridicată a căldurii latente de fuziune a gheții asigură și stabilitatea regimului de temperatură de pe planetă.
Unul dintre proprietăți interesante apa este că cea mai scăzută capacitate termică a acesteia are loc la o temperatură de 37 °C, ceea ce înseamnă că la această temperatură sunt necesare costuri minime de energie pentru a o schimba. Acesta este probabil motivul pentru care temperatura corpului creaturilor cu sânge cald este aproape de această valoare.

Apa are valori anormal de ridicate ale altor constante. Substanțele formate prin combinarea hidrogenului cu oxigenul, sulful, seleniul și telurul, care se află în același rând al tabelului periodic, se numesc hidruri. Hidrura de oxigen se numește apă. Proprietățile neobișnuite ale hidrurii de oxigen, în comparație cu proprietățile altor hidruri, este că, spre deosebire de acestea, apa în condiții normale (la presiune și temperatură normale de la 0 la 100 ° C) este în stare lichidă și nu în stare gazoasă. . Dacă apa nu ar avea temperaturi anormale de fierbere și de îngheț, atunci aceste procese ar avea loc la temperaturi negative semnificativ mai scăzute, iar apa lichidă ar fi prezentă pe planetele mai reci. Și, prin urmare, nu ar exista viață pe Pământ.

Forța tensiunii superficiale a apei.

Există și alte proprietăți speciale ale apei care ne permit să o numim un compus cu adevărat uimitor. Vorbim despre tensiunea superficială a unui lichid. Forțele de interacțiune dintre moleculele care alcătuiesc apa le atrag unele către altele, iar ruperea acestei legături nu este atât de ușoară. Majoritatea oamenilor cunosc experiența școlii când un ac, pus cu grijă într-o farfurie cu apă, plutește la suprafață. Mulți au văzut un truc interesant atunci când un număr semnificativ de monede sunt aruncate într-un pahar plin cu apă, iar apa, fără să se reverse, se ridică într-o cupolă mică. În cele din urmă, există o legendă biblică binecunoscută despre felul în care Hristos a umblat pe apă. Toate aceste fenomene și legende sunt asociate cu tensiunea superficială ridicată a apei. Datorită tensiunii superficiale, apa se ridică prin canalele capilare din sol până la suprafața Pământului și pătrunde în țesuturile și celulele plantelor și organismelor vii. Dintre toate lichidele cunoscute, numai mercurul are o tensiune superficială mai mare decât apa.
Foarte faimos caracteristică interesantă apă asociată cu propagarea undelor sonore în ea. Viteza de propagare a sunetului în apă este anormal de mare, depășește viteza de propagare a sunetului în aer de aproape 6 ori.

Proprietățile apei pure.

Apa pură este un lichid limpede, incolor și inodor. La o presiune de 1 atm, apa îngheață la o temperatură de 0 și fierbe la 100 °C. Când presiunea se dublează, apa fierbe la o temperatură de 120 °C, iar când presiunea este redusă la jumătate, fierbe la 81 °C. Cu toate acestea, pe măsură ce presiunea scade, punctul de topire al gheții (sau punctul de îngheț al apei) crește. La presiuni scăzute, apa poate exista doar sub formă de gheață sau abur, iar la temperaturi ridicate - doar sub formă de abur. Există, de asemenea, valori critice pentru presiunea și temperatura apei. La presiuni peste 22,1 atm. și temperaturi peste 374,4°C, diferența dintre lichid și abur dispare; apa există în stare gazoasă.

Pe Pământ s-au dezvoltat valori uimitoare ale presiunii atmosferice și ale temperaturii, deoarece tocmai la aceste valori apa este prezentă pe planetă în formă lichidă, asigurând dezvoltarea tuturor formelor de viață existente. La acești parametri, oxigenul este dizolvat în apă, ceea ce este necesar pentru viața organismelor acvatice, precum și pentru procesele de auto-purificare a apei. Timp de multe milenii, prezența atmosferei, a hidrosferei și a radiației solare a creat o ușoară diferență de temperatură vara și iarna, ziua și noaptea, oferind condiții pentru existența vieții.

Capacitatea apei de a se dizolva.

Cu toate acestea, cea mai uimitoare caracteristică a apei este capacitatea sa de a dizolva alte substanțe. Capacitatea substanțelor de a se dizolva depinde de constanta lor dielectrică. Cu cât este mai sus, cu atât substanța este mai capabilă să le dizolve pe altele. Deci, pentru apă această valoare este de 9 ori mai mare decât pentru aer sau vid. Prin urmare, apele proaspete sau curate nu se găsesc practic niciodată în natură. Întotdeauna există ceva dizolvat în apa pământului. Acestea pot fi gaze, molecule sau ioni de elemente chimice. Se crede că toate elementele din tabelul periodic al elementelor pot fi dizolvate în apele Oceanului Mondial; cel puțin, mai mult de 80 dintre ele au fost descoperite astăzi.

Structura unei molecule de apă

Aceste două elemente - hidrogenul și oxigenul - sunt antagoniști. Unul dintre ei domină în Spațiu, celălalt pe Pământ. Unul (hidrogenul) încearcă să dea un singur electron din învelișul său de electroni, iar celălalt (oxigenul) caută să câștige doi electroni din alte elemente chimice.

Analizând compoziția unei molecule de apă, putem spune că doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen „s-au găsit” în ea. Astfel, în compoziția apei, a cărei formulă chimică este scrisă ca H2 0, pot fi prezente, teoretic, nouă tipuri diferite de apă stabile (numărul de permutări de la 5 la 3).Totuși, 99,97% din toată apa din hidrosferă este reprezentată de apa obișnuită de tipul 1 H216 0. Ponderea apei grele 2 H216 0 este mai mică de 0,02%.

Știința modernă Sunt cunoscute mai multe modele care pot fi folosite pentru a rezolva multe proprietăți anormale ale apei. Se crede că unele proprietăți sunt determinate de numărul de asociații de molecule de monomeri (H2O)1, dimeri (H2O)2 și trimeri (H2O)3, care sunt prezenți predominant în apă la diferite temperaturi.
Astfel, la o temperatură de aproximativ 0, există în principal trimeri în apă, la o temperatură de aproximativ 4 ° C - dimeri, iar în stare gazoasă, apa conține în principal monomeri. Uneori, aceste asociații sunt numite trihidroli.

Unii oameni de știință propun să considere apa ca un set de asociații de molecule, inclusiv de la una până la opt molecule în fiecare asociere. Alții cred că structura apei este o „dantelă” spațială formată din diverse „clumpuri strălucitoare” (Fig. 2). Alții propun să studieze proprietățile apei, ținând cont de caracteristicile structurale ale moleculei sale, care, la rândul lor, sunt determinate de caracteristicile elementelor care alcătuiesc molecula de apă. Potrivit ideilor moderne, o moleculă de apă este ca un mic magnet.

De ce există substanțe dizolvate în apă?
Omul de știință danez N. Bjerrum a propus în 1951 un model al unei molecule de apă cu o distribuție punctuală a sarcinilor. În conformitate cu conceptele moderne, o moleculă de apă este un tetraedru (sau piramidă, (Fig. 3), în mijlocul căruia se află centrul moleculei, iar în colțuri sunt sarcini electrice.

Două sarcini pozitive corespund a doi atomi de hidrogen, fiecare dintre care „a furnizat” electronii atomului de oxigen și două sarcini negative corespunzând electronilor „neperechi” de oxigen. Astfel, o moleculă de apă este un dipol, unul dintre polii săi are o sarcină pozitivă, iar celălalt are o sarcină negativă. Polii dipolului sunt separați la o anumită distanță, prin urmare, într-un câmp electrostatic, dipolul de apă se desfășoară de-a lungul liniilor intensității câmpului electric. Dacă câmpul electrostatic este format dintr-un ion încărcat negativ, atunci dipolul de apă își întoarce polul pozitiv spre acest ion și invers. Proprietățile apei ca solvent sunt în mare măsură determinate de structura polarizată a moleculei sale. Polaritatea ridicată a moleculelor este motivul activității apei în timpul interacțiunilor chimice, în timpul dizolvării sărurilor, acizilor și bazelor în ea, adică în timpul formării electroliților. Apa este capabilă să dizolve multe substanțe, creând odată cu acestea sisteme fizice și chimice omogene de compoziție variabilă. Sărurile dizolvate în apele naturale sunt în stare ionică, adică sunt supuse disocierii electrolitice.

Concluzie

Pe parcursul munca de curs Au fost luate în considerare proprietățile și structura moleculei de apă. Apa este o substanță obișnuită la prima vedere, dar dacă o priviți mai în detaliu, puteți afla o mulțime de lucruri interesante și neobișnuite. În primul rând, apa este sursa vieții pe Pământ; dacă nu ar exista apă, viața nu ar fi apărut. În al doilea rând, proprietățile pe care le are apa nu sunt deținute de nicio altă substanță. Apa poate fi în trei stări de agregare, la o anumită temperatură. Apa poate, de asemenea, să capteze și să elibereze căldură și să se evapore mai lent decât alte substanțe. Mai mult, undele sonore pot călători în apă și la viteze foarte mari. Dar cea mai uimitoare proprietate a apei este capacitatea sa de a dizolva alte substanțe.

În ceea ce privește structura apei, aceasta este și unică în felul ei. Apa este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, putem spune că acești atomi pur și simplu s-au găsit unul pe celălalt. Dar oamenii de știință încă nu pot dezvălui toate caracteristicile structurale ale acestui lucru substanță uimitoare, și multe rămân un mister pentru noi toți.

Așa arată o substanță aparent obișnuită. Dar nimeni nu s-a gândit la asta când întâlnesc apă în fiecare zi, că aceasta este o substanță atât de puțin probabilă și foarte neobișnuită, care conține multe mistere nerezolvate. Dar nu le putem înțelege pe deplin; aceasta este toată neobișnuirea și particularitatea apei, fără de care nu ne-am fi născut niciodată.

Bibliografie

1. Akhmetov N.S., Chimie anorganică. M., 2001

2. Glinka N.L., Chimie generală. Sankt Petersburg, 2003

3. Knunyants I. L., Enciclopedia chimică. Volumul 1. M., 2002.

4. Petryanov I.V., Cea mai extraordinară substanță din lume. M., 2005

5. Khomchenko G.P., Chimie pentru cei care intră în universități. M., 2002

Aplicație

Universitatea de Stat Hidrometeorologică Rusă

Departamentul de Oceanologie

Disciplina "Chimie"

Rezumat pe tema: „Proprietățile apei”

Completat art. gr. O-136

Gusev M.V.

Saint Petersburg

I. Introducere............................................... .... ................................................. .......... .............3

II. Parte principală................................................ .................................................. ...... .3

Proprietăți fizice. .................................................. ...... .................................4

Apă grea (deuteriu) ............................................. ....... .............................5

Apa magnetizata. .................................................. ...... .................................7

Proprietățile chimice ale apei .................................................. ...........................................7

Bibliografie: ............................................... . .............................................10

I. Introducere

Aproape ¾ din suprafața planetei noastre este ocupată de oceane și mări, iar aproximativ 20% din pământ este acoperit cu zăpadă și gheață. Din cantitatea totală de apă de pe Pământ, egală cu 1 miliard 386 milioane de kilometri cubi, 1 miliard 338 milioane de kilometri cubi sunt ponderea apelor sărate ale Oceanului Mondial, iar doar 35 de milioane de kilometri cubi sunt ponderea apelor dulci. Aproape 70% din apa dulce este conținută în straturile de gheață ale țărilor polare și în ghețarii montani, 30% se află în acvifere subterane și doar 0,006% din apa dulce este conținută în albiile tuturor râurilor.

Apa este singura substanță de pe Pământ care există în natură în toate cele trei stări de agregare - lichidă, solidă și gazoasă.

Molecule de apă au fost descoperite în spațiul interstelar. Apa face parte din comete, din majoritatea planetelor din sistemul solar și din sateliții lor.

Există nouă specii de izotopi stabili de apă. Conținutul lor mediu în apă dulce este după cum urmează:

1 N 2 16 O – 99,73%, 1 N 2 18 O – 0,2%, 1 N 2 17 O – 0,04%, 1 H 2 N 16 O – 0,03%.

Celelalte cinci specii izotopice sunt prezente în apă în cantități neglijabile.

II. Parte principală

Structura moleculei.

După cum se știe, proprietățile compușilor chimici depind de elementele din care sunt formate moleculele lor și se schimbă în mod natural. Apa poate fi considerată fie oxid de hidrogen, fie hidrură de oxigen. Atomii de hidrogen și oxigen din molecula de apă sunt localizați la colțurile unui triunghi isoscel cu o lungime a legăturii O–H de 0,958 nm; unghi de legătură H – O – H 104 o 27’(104,45 o).

Dar, deoarece ambii atomi de hidrogen sunt localizați pe aceeași parte a atomului de oxigen, sarcinile electrice din acesta sunt dispersate. Molecula de apă este polară, ceea ce este motivul interacțiunii speciale dintre diferitele sale molecule. Atomii de hidrogen dintr-o moleculă de apă, având o sarcină pozitivă parțială, interacționează cu electronii atomilor de oxigen ai moleculelor învecinate (legătură de hidrogen). Combină moleculele de apă în polimeri unici cu o structură spațială. În faza lichidă și solidă, fiecare moleculă de apă formează patru legături de hidrogen: două ca donor de protoni și două ca acceptor de protoni. Lungimea medie a acestor legături este de 0,28 nm, unghiul H – O – H tinde spre 180 o. Cele patru legături de hidrogen ale moleculei de apă sunt direcționate aproximativ spre vârfurile unui tetraedru regulat.