ВОДА ВОКРУГ НАС
ЗЕМЛЯ ИЗ КОСМОСА
Поверхность земного шара на 3/4 покрыта водой – это океаны, моря, озера, ледники. В довольно больших количествах вода находится в атмосфере, а также в земной коре. Общие запасы свободной воды на Земле составляют 1, 4 млрд км 3. Основное количество воды содержится в океанах – 97, 6% В виде льда на нашей планете воды имеется 2, 14%. Вода рек и озер составляет всего лишь 0, 29%. Атмосферная вода – 0, 0005%.
Вода находится в постоянном и активном кругообороте. Его движущей силой является Солнце, а основным источником воды – Мировой океан. Четверть всей падающей на Землю солнечной энергии расходуется на испарение воды с поверхностей водоемов. Ежегодно таким образом в атмосферу поднимается 511 тыс. км 3 воды, из них с поверхности океана 411 тыс. км 3. Примерно 2/3 атмосферной воды возвращается в виде осадков обратно в океан, а 1/3 выпадает на сушу. Годовое количество осадков в 40 раз превышает содержание водяного пара в атмосфере. Выпав сразу, они могли бы образовать на Земле слой толщиной 1 м. Эта вода пополняет ледники, реки и озера. Регулятором воды на суше являются горные ледники. Они отдают воду в основном в летние месяцы, когда происходит особенно интенсивное таяние горного льда и снега. Ледники – главное хранилище пресной воды на нашей планете. Они содержат около 30 млн км 3 пресной воды, в то время как все реки – не более 1, 2 тыс. км 3.
ВОДА В ОРГАНИЗМЕ ЧЕЛОВЕКА Человек примерно на 65% состоит из воды. С возрастом содержание воды в организме человека уменьшается. Эмбрион состоит из воды на 97%, в теле У взрослого человека – около 60% новорожденного содержится 75% Водный обмен является важной составной частью общего обмена веществ живых организмов Водный обмен включает процессы всасывания воды, которая поступает в желудок при питье и с пищевыми продуктами, распределение ее в организме, выделения через почки, мочевыводящие пути, легкие, кожу и кишечник. Вода также образуется в организме вследствие окисления жиров, углеводов и белков, принятых с пищей. Такую воду называют метаболической. В медицине и биологической науке метаболизмом называют процессы превращения веществ и энергии, лежащие в основе жизнедеятельности организмов. Белки, жиры и углеводы окисляются в организме с образованием воды H 2 О и углекислого газа (диоксида углерода) CO 2. При окислении 100 г жиров образуется 107 г воды, а при окислении 100 г углеводов – 55, 5 г воды. Некоторые организмы обходятся лишь метаболической водой и не потребляют ее извне. Примером является ковровая моль. Не нуждаются в воде в природных условиях тушканчики, которые водятся в Европе и Азии, и американская кенгуровая крыса. Верблюд обладает феноменальной способностью долгое время обходиться без пищи и воды, его организм использует воду, содержащуюся в жидкостях тканей и связок, а не крови, как это происходит с человеком. Кроме того, в горбах верблюда содержится жир, который служит одновременно запасом пищи и источником метаболической воды.
ВОДНЫЙ ОБМЕН Общий объем воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2. . . 2, 5 л. Благодаря водному балансу столько же воды и выводится из организма. • Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50. . . 60% воды. При потере организмом человека 6. . . 8% влаги сверх обычной нормы: • температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость и головокружение, начинается головная боль. Потеря 10% воды может привести к необратимым изменениям в организме, а потеря 15. . . 20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с ее перекачкой не справляется сердце. В сутки сердцу приходится перекачивать около 10000 л крови. Без пищи человек может прожить около месяца, а без воды – всего лишь несколько суток. Реакцией организма на нехватку воды является жажда. Водный обмен в организме человека регулируется центральной нервной системой и гормонами. Нарушение функции этих регуляторных систем вызывает нарушение водного обмена, что может приводить к отекам тела. Самая богатая водой ткань – стекловидное тело глаза, содержащее 99%. Самая же бедная – эмаль зуба. В ней воды всего лишь 0, 2%. Много воды содержится в веществе мозга.
ВОДА – РЕГУЛЯТОР КЛИМАТА Океанические течения Высокая теплоемкость воды морей и океанов Регулирование содержания в атмосфере углекислого газа (диоксида углерода) • теплые • холодные • осенью и зимой вода подогревает воздух, а весной и летом охлаждает. • углекислый газ CO 2 растворяется в воде, превращаясь в угольную кислоту H 2 CO 3, и далее превращается в донные карбонатные осадки.
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ Антуан-Сент-Экзюпери: "Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя невозможно описать, тобою наслаждаются, не ведая, что ты такое. Нельзя сказать, что ты необходима для жизни, ты – сама жизнь… Ты самое большое богатство на свете…". Вода является универсальным растворителем (растворяет многие газы, жидкие и твёрдые вещества). Самая большая теплоёмкость (в 3100 раз больше, чем у воздуха; в 4 раза больше, чем у горных пород). Аномалии воды Лёд плавает на поверхности водоёма, (льда)=0, 92 г/см 3, max (воды) при +40 С=1 г/см 3 При замерзании воды происходит расширение объёма.
Физические свойства воды Ткипения = 100°С Ткристаллизации = 0°С Плотность ρ = 1 г/см 3 или 1 г/мл Вода - очень плохой проводник электричества. Но уже небольшое количество примесей резко увеличивают её электропроводность
Химические свойства воды I. Разложение воды под действием электрического тока на водород и кислород. 2 H 2 O → 2 H 2 + O 2 II. Взаимодействие с металлами Ряд активности металлов: Li K Ba Ca Na Mg Al Be Mn Zn Cr Fe Cd Co Ni Sn Pb H Sb Cu Hg Ag Pt Au Очень активные Средней активности Неактивные
а) с очень активными металлами образуется основание Ме(ОН)х и выделяется газ водород. Основания - сложные вещества, молекулы которых состоят из атомов металла (на первом месте) и гидроксогрупп ОН (на втором месте). Валентность гидроксогруппы ОН всегда равна I. Ca + 2 HOH→ Ca(OH)2 + H 2 б) с металлами средней активности образуется оксид металла и выделяется водород. t° Fe + H 2 O → Fe. O + H 2 в) с неактивными металлами вода не взаимодействует!
3. Взаимодействие с оксидами: Na 2 O + H 2 O 2 Na. OH
Жесткость воды Жёсткость воды — совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щелочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния. Вода с большим содержанием таких солей называется жёсткой, с малым содержанием — мягкой. Различают временную (карбонатную) жёсткость, обусловленную гидрокарбонатами кальция и магния (Са(НСО 3)2; Mg(НСО 3)2), и постоянную (некарбонатную) жёсткость, вызванную присутствием других солей, не выделяющихся при кипячении воды: в основном, сульфатов и хлоридов Са и Mg (Ca. SO 4, Ca. Cl 2, Mg. SO 4, Mg. Cl 2).
Жёсткая вода при умывании сушит кожу, в ней плохо образуется пена при использовании мыла. Использование жёсткой воды вызывает появление осадка (накипи) на стенках котлов, в трубах и т. п. Потребление жёсткой или мягкой воды обычно не является опасным для здоровья, но есть данные о том, что высокая жёсткость способствует образованию мочевых камней, а низкая — незначительно увеличивает риск сердечно-сосудистых заболеваний. Вкус природной питьевой воды, например, воды родников, обусловлен именно присутствием солей жёсткости. И временная, и постоянная жесткость воды легко устраняется добавление соды Ca. Cl 2 + Na 2 CO 3 = Ca. CO 3↓ + 2 Na. Cl Самая жесткая природная вода – это морская вода. Общее среднее содержание солей в Мировом океане составляет 35 г/л. Самые мягкие природные воды – это дождевая и талая, содержание солей в них близко к нулю.
Задание 1. стр. 85 – Минеральные воды - …. 2. стр. 106 – 107 – конспект: Доля - …. ω в растворе - …. . 3. Стр. 107 -109 - примеры 1, 3, 4. 4. Стр. 111 - решить задачи 5, 6, 8.