Реферат на тему:

Мир воды.

 

    

Выполнила: Суббота Яна

11”А” класс. 
 
 
 
 
 
 
 
 

Харьков

1999 г. 
 
 
 

Основная тема: в этом реферате я хочу рассказать о самом необыкновенном в мире веществе – ВОДЕ. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Содержание

 
 
 

1. Что такое  вода?…………………………………………………………3
2. Сколько существует различных водородов?………………………….3
3. Сколько на свете кислородов?…………………………………………3
4. Сколько иожет быть различных вод?………………………………….3
5. Что же такое обыкновенная вода?……………………………………..4
6. Что такое легкая вода?………………………………………………….4
7. Что такое тяжелая вода?………………………………………………..4
8. Бывает ли полутяжелая вода?…………………………………………..5
9. Что такое “нулевая вода”?………………………………………………5
10. А может быть, есть еще какая – нибудь вода?…………………………5
11. А радиоактивная вода существует?…………………………………….5
12. Зачем нужна тяжелая вода теперь?……………………………………..6
13. Зачем ещё нужна тяжелая вода?………………………………………...6
14. Почему вода – вода?……………………………………………………..6
15. Как построена молекула воды?…………………………………………7
16. Как построена молекула льда?………………………………………….8
17. При какой температуре вода должна кипеть?…..…….……………8
18. При какой температуре вода замерзает?…………………………….8
19. Сколько существует газообразных состояний воды?…………………..9
20. Сколько существует жидких состояний воды?…………………………9
21. Что должно быть легче – вода или лед?…………………………………9
22. Сколько существует льдов?………………………………………………9
23. Что нужно, чтобы лед растаял?…………………………………………..10
24. Сколько тепла нужно, чтобы нагреть воду?…………………………….10
25. Как вода попадает в облака?……………………………………………..10
26. Почему в море вода соленая?…………………………………………….11
27. Расподаются ли в воде на ионы ее собственные молекулы?…………...11
28. Почему вода “мокрая”?……………………………………………………11
29. Какую форму имеет вода?…………………………………………………12

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

БЕСЕДА  О САМОМ НЕОБЫКНОВЕННОМ В МИРЕ

ВЕЩЕСТВЕ. 
 

Что такое  вода? 

    Такой  вопрос может показаться не только странным, но и немного невеж-ливым. Кто же этого может не знать? Всякий знает, что вода – это соедине-ние водорода и кислорода. Вот ее всем извесная формула:

    С  водой очень хорошо знаком  каждый, кто привык умываться  по утрам,

пьёт чай, умеет  плавать, любит бегать под дождем, не боясь промокнуть, кататься на коньках, и ходить на лыжах. 

Сколько существует различных водородов? 

    В  природе существует три различных  водорода – три его изотопа.  Самый легкий -  . Химики его часто называют протием. Водород  в обычной воде почти нацело состоит из протия. Кроме него, во всякой воде есть тяжелый водород – дейтерий  , его чаще, в химии обозначают симвллом D. Дейтерия в воде очень мало.  Но на каждые 6700 атомов протия в среднем приходится только один атом дейтерия. Кроме протия и дейтерия, сущест-вует еще сверхтяжелый водород - .Его обычно называют тритием и обозначают символом Т. Тритий радиоактивен, период его полураспада немного больше 12 лет. Он непрерывно образуется в стратосфере под действием космического излучения. Кол – во трития на нашей Земле исче-зающе мало – меньше одного килограмма на всем земном шаре; но, несмотря на это, его можно обнаружить повсюду, в любой капле воды.

    Физики  научились получать тритий искусственно в ядерных реакторах.

    Так  же ученые обнаружили, что возможно  существование четвертого изотопа  водорода - и даже пятого - . Они тоже должны быть радиоактивными. 

Сколько на свете кислородов? 

    В  природе найдены три различных  изотопа кислорода. Больше всего легкого кислорода , значительно меньше тяжелого и совсем мало кислорода . В кислороде воздуха, которым мы дышим, на каждые десять атомов приходится 55 атомов и более 26000 атомов изотопа кисло-рода .

    Физики  сумели создать в своих ускорителях и реакторах еще четыре радиоактивных изотопа кислорода: , , и . Все они живут очень не долго и через несколько минут распадаются. 

Сколько может быть различных вод? 

    Если  подсчитать все возможные соединения  с общей формулой  , то результат покажется неожиданным: всего могут сушествовать сорок две различных воды. Из них тридцать три воды будут радиоактивными, но и стабильных, устойчивых вод будет тоже немало – девять:

               

    Если  же подтвердится, что существуют  еще два сверхтяжелых изотопа водорода - и , то будут возможны уже сто пять различных типов молекул воды.

    Подсчитайте  сами, сколько различных вод, молекулы  которых содержат тритий, могут  образовываться на границе с  космосом и постепенно вместе  с дождями выпадать на землю. Попробуйте сосчитать также, сколько различных радиоактивных вод возникает в воде, охлаждающей атомный реактор.

     Где  бы в мире ни зачерпнуть  стакан воду, в нем окажется  смесь различ-ных молекул, неодинаковых  по изотопному составу. 

Что такое  обыкновенная вода? 

    Такой  воды в мире нет. Нигде нет  обыкновенной воды. Она всегда  необык-новенная. Даже по изотопному  составу вода в природе всегда  различная.Она зависит от истории  воды – от того, что с ней  происходило в бесконечном многообразии  ее круговорота в природе. При испарении вода обогащается протием, и вода дождя поэтому отлична от воды озера. Вода реки непохожа на морскую воду. В закрытык озерах вода содержит больше дейтерия, чем вода, горных ручьев. В каждом источнике свой изотопный состав воды.

    Когда  зимой замерзает вода в озере,  никто из тех, кто катается  на коньках, и не подозревает,  что изотопный состав льда  изменился. В нем уменьшилось  содержание тяжелого водорода, но  зато повысилось кол – во  тяжелого кислорода. Поэтому вода  из растаявшего льда уже другая, и отличается от той воды, из которой лед был получен.

    Если  воду разложить химически и  сжечь добытый из нее водород,  то получится снова вода, но  совсем другая,потому что в  воздухе изотопный состав кислорода  отличается от среднего изотопного состава кислорода воды. Но зато, в отличии от воды, изотопный состав воздуха один и тот же на всем земном шаре.

    Вода  в природе не имеет постоянного  изотопного состава, она вечно  меняется, и только поэтому нельзя  сказать, что где – то есть  какая – то обыкновенная вода. 

Что такое  легкая вода? 

    Это  та самая вода, формулу которой  знают все школьники - . Но такой воды в природе нет.Такую воду с огромным трудом приготовили ученые. Она им понадобилась для точного измерения свойств воды, и в первую очередь для измерения ее плотности. Пока такая вода существует только в нескольких крупнейших лабораториях мира, где изучают свойства различных изотопных соединений. 

Что такое  тяжелая вода? 

    И  этой воды в природе нет.  Строго говоря, нужно было бы  называть тяжелой водой, состоящую только из одних тяжелых изотопов водорода и кислорода - ; но такой воды нет даже и в лабораториях ученых. Пока она еще никому ненужна и незачем ее готовить. Конечно, если эта вода понадобиться науке или технике, ученые сумеют найти способ, как ее получить: и дейтерия, и тяжелого кислорода в природной воде сколько угодно.

    В  науке и ядерной технике принято  условно называть тяжелой водой  тяжеловодородную воду. Она содержит  только дейтерий, в ней совсем  нет обычного легкого изотопа водорода. Изотопный состав по кислороду в этой воде соответствует обычно составу кислорода воздуха.

    Еще  совсем недавно никто в мире  и не подозревал, что такая  вода существует, а теперь во  многих странах мира работают  гигантские заводы, перерабатывающие миллионы тонн воды, что бы извлечь из неё дейтерий и получить чистую тяжелую воду (1,1 OH). 

Бывает  ли полутяжелая вода? 

    Полутяжелой  водой можно назвать воду со  смешанными молекулами состава  HDO. Она есть во всякой природной воде, но получить ее в чистом виде невозможно, потому что в воде всегда протекают реакции изотопного обмена. Атомы изотопов водорода очень подвижны и непрерывно переходят из одной молекулы воды в другую. Приготовить воду, средний состав которой будет соответствовать формуле полутяжелой воды, нетрудно. Но благодаря реакции обмена

                                              

она будет представлять собой смесь молекул с разным изотопным составом: , , .  

Что такое  “нулевая” вода? 

    Нулевая  вода состоит из чистого легкого водорода и кислорода воздуха. Эту воду физико – химики выбрали в качестве эталона: у нее постоянный состав. Ее не так уж трудно получить, и с ней удобно сравнивать воду неизвестного свойства определив разницу, в плотности, легко найти содер-жание дейтерия. 

А может  быть, есть еще какая – нибудь вода? 

    Кроме  всех перечисленных вод, еще  существует тяжелокислородная вода - . Получать ее из природной воду очень сложно и трудно. До сих пор эту воду в чистом виде еще, пожалуй, никто не сумел приготовить.

    Тяжелокислородная  вода очень нужна для исследования  многих биохимических процессов,  поэтому довольно концентрированные  растворы этой воды в воде  обычно получают теперь на  заводах. 

А радиоактивная  вода существует? 

    Да. Физики  научились получать тритиевую воду искусственным путем в атомных реакторах. Из – за сильной радиоактивности эта вода очень опасна. Пока такая вода нужна только ученым. 

Зачем нужна  тяжелая вода теперь? 

    В  наши дни тяжелая вода успешно  применяется в атомной энергетике  для замедления нейтронов в ядерных реакторах.

    Самым  лучшим заменителем мог бы  быть легкий водород, но он  заметно поглощает нейтроны.Тяжелый  водород их почти не поглощает.  Нейтрону, попавшему в тяжелую  воду, достаточно всего 25 раз столкнуться  с тяжелым водородом, чтобы потерять свою высокую энергию и приобрести способ-ность взаимодействовать с ураном. Неплохой замедлитель – углерод в форме графита, но нейтрону в нем приходится испытывать около 140 столкновений, чтобы утпатить начальную скорость.

    Использование тяжелой воды в качестве замедлителя позволяет конструк-торам создавать оченьэффективные, а главное, легкие и компактные атомные энергетические установки, особенно для их применения на транспорте. 

Зачем еще  нужна тяжелая вода? 

   Чтобы  исследовать механизм многих химических, физических и биологи-ческих процессов. Это, конечно, странное, но очень важное применение тяжелой воды. Наверное, нет ни одного природного процесса, в котором не принимала бы участие вода или водород. Атомы тяжелого водорода наиболее важные меченые атомы. Их, как разведчиков в бой, направляют химики в исследуемые реакции, чтобы проследить за ее ходом. В наши дни уже возникла и быстро развивается самостоятельная область науки – химия изотопного обмена. Наиболее важная ее задача – изучить с помощью дейте-рия механизм химических реакций при получении органических соединений и исследовать их строение.

    Так  же установлено, что из воды  можно получать энергию.