Табиғаттағы су айналымы

    Мазмұны

    1 Суды зерттеу

    1.1 Гидрология

    1.2 Жер асты сулары

    1.3 Табиғаттағы су айналымы

    2 Суды тазарту жолдары

    3 Судың физикалық қасиеті

    4 Химиялық қасиеті

    4.1 Жай заттармен әрекеттесуі:

    4.2 Күрделі заттармен әрекеттесуі:

    5 Су - еріткіш

    5.1 Пайдаланылған сілтемелер 

    Су — сутегі мен оттегінің қалыпты жағдайларда тұрақтылығын сақтайтын қарапайым химиялық косылысы. Ауыз су, тіршілік көзі, ол Жер шарының 3 / 4 бөлігін алады, тірі ағзалардың 60-70 %-ы , ал өсімдіктердің 90 % -ы судан тұрады. 
 

    Суды  зерттеу 

    Гидрология 

    Су  – бұл шексіз теңіздер мен мұхиттар, ағысты өзендер және мөлдір көлдер. Дегенмен су тек қана көре алатын, ыстық  күндері сүңгіп кететін су айдындарында ғана болмайды. Судың көлемді бөлігі адам көзінен тыс жер астында  жасырынған. Бұндай су айдындары жер асты сулары деп аталады.[2]

    Жер асты сулары 

    Жер асты сулары өзінің ерекшелігі және құрылысы бойынша жер үстінде орналасқан судан ерекшеленеді. Жер асты сулары жерге жауатын жауындардан толықтырылады. Дегенмен бұндай толықтырулар біркелкі емес, өйткені көп жағдайда жергілікті жердің рельефінен, жауын түрінен, сондай-ақ жақсы өткізетін және суды ұстап тұра алатын топырақтан да байланысты болады, ол астыңғы қабатқа өту үшін жол бермеуі де мүмкін. 

    Бұдан өзге, жер асты сулары өз қорын жер  үсті су айдындары есебінен де толықтырады. Өз кезегінде жер асты сулары осындай су айдындарын өздері қоректендіреді. Жер астына түсіп су, әдетте, бір жерде жинақталмайды, өзінің орналасу заңдылығы болады. Солай су ерекше жоғарғы және төменгі қабатты ұйымдастырады.  

    Төменгі қабатта судың ең кіші көлемі болады. Үлкен көлемді су жоғарғы қабат бойынша үйлестіріледі. Бұл жердің төменгі деңгейіне судың өтуі өте қиын, ал жоғарғысында – су жинақтала алатындығмен түсіндіріледі. Жоғарғы қабат әлі де үш деңгейден қалыптасады – жоғарғы, ортаңғы және төменгі, әрқайсысы өзінің суды өткізу ерекшелігімен сипатталады. Жоғарғы аймақта адам шаруашылықта қолданатын су жинақталады. Ортаңғы аймақта, әдеттегідей минералдық сулар орналасады. Ал төменгі, іс жүзінде су алмасу болмайтын аймақта жер үсті тұздығы деп аталатын көптеген құрауыштар мен элементтер ерітілген су болады. 

    Жер асты сулары қандай қабатта жатқанына  байланысты өз сипаттамасын өзгерте  алады. Осыған байланысты жер асты суларының  үш түрі белгілі.

    Бірінші түрі жетекші деп аталады.

    Бұл – жер үстіне ең жақын орналасқан сулар. Дегенмен жетекші жеткілікті тұрақты емес. Бұл қабаттан құрғақ ауа-райы кезінде су толық кетіп қалуы мүмкін, ал үздіксіз жауы-шашын нәтижесінде қайта пайда бола алады.

    Екінші  атауы – артезиандық сулар. Бұл  жер астының су қабаты аумақ рельефіне байланысты.

    Жетекші сулардан төмен топырақ сулары орналасады. Әдеттегідей, топырақ сулары шеткі, суға берік қабатта болады. Одан төмен ағынды сулар орналасады.

    Табиғаттағы су айналымы 

    Атмосфера үнемі су буымен байып отырады, себебі жер бетіндегі өзендер мен көлдер, мұхиттар мен теңіздер, мұздақтар үнемі буланады. Бірақ атмосферадағы су буының мөлшері тым көбейіп кеткенде, ол асқын қанығуға жетіп конденсацияланып, қайтадан жерге жаңбыр мен кар күйінде қайтып отырады. 

    Табиғаттағы су айналымының өзгеруі жер бетінін, әр жерінде әр түрлі табиғи апаттарға әкеліп соғады.

    Табиғаттағы су айналымы — жер шарындағы судың  күн қуаты мен салмақ күшінің  әсерінен үздіксіз тұйық айналу процесі. Су жер шарындағы мүхиттар мен  құрлықтардың бетінен буланады, су булары ауа ағындары мен жоғары көтеріледі де, қоюланып тамшыға айналады және атмосфералық жауын-шашын түрінде мұхитқа немесе құрлыққа қайта оралады, ал құрлықтан мұның біразы өзендер арқылы мұхиттарға қайтадан ағып барады (судың үлкен тұйық айналымы). Бұдан басқа жергілікті немесе құрлық ішіндегі су айналымы болады.

    Суды тазарту жолдары 

    Суды  тазарту жолдары оның қандай заттармен  және қаншалықты ластануына қарай жүргізіледі. Ерімейтін қоспалардан тұндыру  немесе сүзу арқылы тазартуға болатыны сендерге белгілі. Еріген қоспалардан суды айдау арқылы тазартады. 

    Ауыз  суын табиғи суларды тазарту арқылы алады, ол үлкен қалаларды сумен  қамтудың ең басты мәселесі. Ол үшін табиғи суды алдымен тұндырып, содан  кейін сүзгіден өткізіп алып, зиянды бактериялардан тазарту үшін хлорлау және озондау өдістері колданылады. Осы үрдістердің барлығы сумен жабдықтау стансаларында арнайы қондырғыларда жүргізіледі. 

    Мұнан басқа ірі өндіріс орындарының  өндірісте қолданған суларын  да тазартпай ағын суға жіберуге болмайды, сол үшін қатаң экологиялық шектеу қойылып, үнемі тексеру жүргізіледі. Соңғы кездері суды тазарту үшін ион алмастырғыш шайырлар да кеңінен қолданыла бастады. 

    Дистильденген су — айдау арқылы тазартылған  су, ол кұрамы бойынша жаңбыр суына  жақын болады. Дистильденген су арнайы зерттеу жұмыстарында, дәрі-дәрмек өндірісінде және автокөліктердің аккумуляторларына электролиттер дайындауда қолданылады. 
 

    Өмір  бойына ластанған суға тап болған адам оны ішу үшін суды қандай тәсілмен сүзу керек екендігін ойластыра  бастады. Бұдан шығу жолын судың өзі көрсетті. Судың жоғары температура кезінде буға айналу қасиеті бар. Осындай тәсілмен судың құрамында бар көптеген өзге бөлшектерден бөлу шешілді. Бұндай суды тазалау үрдісі дистиляция, ал құралдың өзі дистилятор деп аталды. 

    Тазартылған су толық сүзілген сұйықтық болып саналады. Бұнда қоспалардың, тұздар мен қатты бөлшектердің ең аз мөлшері ғана бар. Дегенмен тазартылған суда қосымша құрауыштар толық жоқ деп айтуға болмайды. 

    Судың өзге құрауыштармен тез өзара  қарым-қатынасқа түсу қасиеті бар. Ал бұл суды дистиллятор арқылы айдағанда, осы металдар атомы ең кішкентай мөлшерде суға түсуі мүмкін. Дегенмен бұл судың таза болуына кедергі келтірмейді. Су жүз пайыз ешқандай қоспасыз болуы үшін суды деиондайтын арнайы қондырғылар пайдаланылады. Сондай-ақ өте таза суды дистиллятордан бірнеше рет өткізу арқылы да алуға болады. Солайша бидистиллят алынады. 

    Әдеттегідей, өнеркәсіпке немесе медицинаға алады. Осылай тазартылған су негізінде  кейбір дәрілер жасалады. Ал кішкентай  электр өткізу қабілетінің арқасында дистиденген су өндірісте таптырмайтын зат. Дистелденген суды адам үшін тұрақты түрде қолдануға қатысты әр жақты пікірлер бар. 

    Көптеген  адамдар дистилденген су адам ағзасы үшін пайдалы емес, өйткені ол пайдалы  құрауыштардан толық тазартылған деген пікірде. Дистилденген су ағзадан минералдық құрауыштар мен витаминдерді алып шыққандықтан денсаулыққа зиян келтіретіндігін куәландыру да жүргізілген. 

    Дегенмен  бұл ұйғарымдары даулауға және дистилденген суды қорғауға дайын адамдар да бар. Өйткені дистилденген судың зияндылығы туралы еш жерде ғылыми дәлелденген жоқ. Шындығында да ол өз құрамы бойынша ерекшеленеді, бірақ қарапайым сумен де минерал тапшылығын толықтыру қиын. Ал дистилденген су ең болмағанда ауру қоздырғыш бактериялардан сақтай алады. 

    Судың физикалық қасиеті 

    Таза  су - түссіз, иіссіз, дәмсіз сұйықтық. Судың  қабаты 5 м асқанда көгілдір түсті  болып көрінеді. 

    Қалыпты қысымда 100°С-та қайнайды да, 0°С-да мұзға (р=0,92 г/см3) айналады, сондықтан мұз  су бетінде қалқып жүреді. Сонда  оның көлемі 9%-ға артады. Судың беткі қабатының мұзбен қапталып жатуы ондағы тіршілік иелерінің қыс мезгілінде де өмір сүруіне жағдай жасайды. 

    Температурасы 4°С болғанда, тығыздығы 1г/см3 (судың  ерекшелігі). Судың жылу сыйымдылығы  өте жоғары, оны мына мысалмен түсіндірейік. Жаздың аптап ыстық күндерінде су жылуды сіңіріп, өзеннің маңайын салқындатып тұрады, сондықтан адамдар оның жағалауына дем алуға көптеп барады. 

    Осылайша  жиналған жылуды су қыс мезгілінде біртіндеп ауаға береді, сондықтан  қатты аязды күндерде өзеннің беті тұманданып тұратынын сендер сан дүркін кердіңдер. Су жер бетінен тараған жылудың 60%-ын ұстап қалып, оны суынудан сақтап тұрады. Табиғи сулар әдетте таза болмайды, онда еритін және ерімейтін заттардың қоспалары болады. Теңіз суында еріген тұздар кептеп кездессе, (3,5%) ағын және жер асты суларында кальций мен магний тұздары болады, ал жауын мен еріген қар суларында көбінесе шаң мен еріген күйдегі газдар (02, N2, С02, S02, т. б) кездеседі. 

    Су - сутек оксиді, Н2О – қалыпты  жағдайда сутек пен оттек 1:8 көлемдік қатынаста болатын тұрақты қарапайым  химия қосылыс. Табиғатта ең көп  таралған, бүкіл гидросфера Судан  тұрады, Судың тіршілік үшін маңызы өте зор. Аристотель өз еңбектерінде (біздің заманымыздан IV ғасыр) Суды төрт құбылыстың (от, ауа, топырақ, су) біріне жатқызса, ғалымдар XVIII ғасырдың аяғына дейін Суды жеке элемент ретінде қарастырды. 

    Суды  алғаш ағылшын ғалымы Г.Кавендиш (1731 – 1810) зерттеді (1781 – 1782), ал француз ғалымы А.Лавуазье (1743 – 1794) сутек жанғанда Су түзілетінін дәлелдеп (1783), Ж.Млньемен бірге сандық құрамын анықтады (1785). 

    Судың құрамында массасы бойынша 11,19% сутек, 88,81% оттек болады; молекуласы 2 атом сутек пен 1 атом оттектен тұрады, молек. м. 18,0160, иіссіз, дәмсіз, түссіз (терең жері көгілдір) сұйықтық. Құрамында 2Н (дейтрий) бар Су - ауыр су (D2O) деп аталады. Ауыр Судың физиқалық қасиеттері өзгешелеу болады. Су 0°С-та қатып, 100°С-та қайнайды.

    20 °С-тағы тығыздығы 0,99823 г/см3,

    0 °С-тағы тығыздығы 0,9168 г/см3 (мұзда). 

    Судың физиқалық қасиеттерінде, балқу  жылуында, меншікті жылу сыйымдылығында, тұтқырлығында, жылу өткізгіштігінде  ерекшеліктер бар. Мысалы:, мұз жеңіл  болғандықтан Суда қалқып өзендер мен көлдердің түбіндегі тіршілік сақталады. Су қалыпты температурада көптеген заттармен әрекеттеседі. Сілтілік және сілтілік-жер металдармен әрекеттескенде гидроксид пен сутек түзеді (2Na+2H2O=2NaOH+H2↑). Су әр түрлі жағдайда бейметалдармен (фтор, хлор, бром, фосфор, көміртек) әрекеттесіп, қышқылдар (HCl, HClO, HPO3, HF, HBr) және оксид (СО) түзеді. 

    Атмосферада Су бу, тұман, бұлт, тамшы және қар  кристалдары түрінде кездеседі. Су оттек, сутек, азот қышқылын, спирт, альдегидтер, сілтілер, т.б. аса маңызды химиялық өнімдерді өндіруде қолданылатын химиялық реагентер. Оның катализатор ретінде маңызы зор.   

    Химиялық  қасиеті 

    Сутек пен оттектің химиялық қосылысы.

    Массалық  құрамы: Н —11,19%, О — 88,81%.

    Молекулалық массасы 18,0153. Су планетамыздағы ең көп тараған заттардың бірі; ол үш түрде — бу, су және мұз күйінде ұшырасады; күшті еріткіш.

    Су  айдауыш мұнара- елді мекендерді сумен  қамтамасыз ету жүйесіндегі су өтімі (шығыны) мен қысымын реттеп отыруға  арналған құрылыс. Ол цилиндр тәрізді  етіп арнайы болаттан немесе темір-бетоннан жасалған шаннан және оны көтеріп тұратын тіреуіш құрылымнан тұрады. Мұнараның биіктігі 25—30 м-ге, шанының сыйымдылығы ондаған текшелерге жетеді. Тіреуіш кірпіш не ағаштан жасалады. Шан ішіндегі судың қыста катып қалмауы және ластанбауы үшін ол жылу өткізгіштігі төмен жеңіл материалдармен қапталып, үсті шатырмен жабылады. 

    Су 

    Судың сапалық құрамы сутек пен оттектен тұратыны, ал сандық құрамы екі сутек  атомы мен бір оттек атомынан тұратындығы мәлім. 

    Судың айырылуы электр тогының әсерінен жүреді, бұл реакциямен сендер сутекті алу әдісі бойынша таныссыңдар:

    2H2O→2H2↑+O2↑ 

    Күрделі заттың құрамдас бөліктеріне айырылуы - анализ деп аталады.

    Жай заттармен әрекеттесуі: 

    I. Судың металдармен әрекеттесу  реакцияларын сутегін ал әдістерінде қарастырған болатынбыз:

    2Na + 2НОН = 2NaOH + Н2↑