Вода – самое необыкновенное вещество

 
 
 
 
 
 

Реферат

по Концепции  современного естествознания

на тему:

«Вода –  самое необыкновенное вещество». 
 
 
 

Выполнила студентка 1 курса 1 группы

Михайлова Виктория 
 
 
 
 
 

2011-2012 уч.год

     Содержание 

     Введение__________________________________________________3

        Вода – обыкновенная и необыкновенная_______________________3

     Основная  часть_____________________________________________4

        Физико-химические свойства_________________________________4

        Как все же построены молекулы  воды в воде?___________________6

        Сколько существует газообразных  состояний воды?______________6

        Знает ли вода, что происходит  в космосе?_______________________7

        Может ли вода помнить?_____________________________________9

        Память воды______________________________________________12

        Вода в организме человека___________________________________14

        Вода в нашей жизни_________________________________________16

        Потребность в воде у организмов  очень велика__________________16

        Влияние загрязнения на воду__________________________________20

     Заключение__________________________________________________21

        Вода – первоисточник жизни_________________________________21

     Список  литературы_____________________________________________24 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     Тема: Вода – самое необыкновенное вещество 

     Введение.

     Вода – обыкновенная и необыкновенная.

     Вода  — самое распространенное вещество на Земле. 3/4 поверхности земного  шара покрыты водой в виде океанов, морей, рек и озер. Много воды находится  в газообразном состоянии в виде паров в земной атмосфере; в виде огромных масс снега и льда на вершинах гор и в полярных странах. В  недрах земли также находится вода, пропитывающая почву и горные породы.

     Вода  имеет очень большое значение в жизни растений, животных и человека. Происхождение жизни на Земле  обязано воде. В организме вода представляет собой среду, в которой  протекают химические процессы, обеспечивающие жизнедеятельность организма; кроме  того, вода принимает участие в  целом ряде биохимических реакций  как растворитель.

     Что же такое обыкновенная вода?

     Такой воды в мире нет. Нигде нет обыкновенной воды. Она всегда необыкновенная. Даже по изотопному составу вода в природе  всегда различна. Состав зависит от истории воды — от того, что с  ней происходило в бесконечном  многообразии её круговорота в природе. При испарении вода обогащается  протием, и вода дождя поэтому отлична от воды озера. Вода реки не похожа на морскую воду. В закрытых озёрах вода содержит больше дейтерия, чем вода горных ручьёв. 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 нём уменьшилось содержание тяжёлого водорода, но повысилось количество тяжёлого кислорода. Вода из тающего льда другая и отличается от воды, из которой лёд был получен. 
 

     Основная  часть.

     Физико-химические свойства.

     Вода  очень необычная по своим физико-химическим свойствам субстанция. Плотность  воды при переходе ее из твердого состояния  в жидкое не уменьшается, как у других веществ, а возрастает. При нагревании воды от 0 до 4°С плотность ее также увеличивается. При 4°С вода имеет максимальную плотность, при дальнейшем нагревании ее плотность уменьшается. Это свойство воды очень ценно для жизни. Если бы при понижении температуры и при переходе из жидкого состояния в твердое плотность воды изменялась, как это происходит у подавляющего большинства веществ, то при приближении зимы поверхностные слои природных вод охлаждались. бы до 0°С и опускались на дно, освобождая место более теплым слоям, и так продолжалось бы до тех пор, пока вся масса водоема не приобрела бы температуру 0°С. Тогда бы вода замёрзла, образующиеся льдины погружались бы на дно и водоем промерзал бы на всю его глубину. Многие формы жизни в воде были бы невозможны. Но так как наибольшей плотность вода достигает при 4 °С, то перемещение ее слоев, вызываемое охлаждением, заканчивается при достижении этой температуры. При дальнейшем понижении температуры охлажденный слой, обладающий меньшей плотностью, остается на поверхности, замерзает и тем самым защищает лежащие ниже слои от дальнейшего охлаждения и замерзания.

     Большое значение имеет тот факт, что вода обладает аномально высокой теплоемкостью [4,18 Дж/(г К)]. Поэтому, в ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода остывает медленно, а днем или при переходе от зимы к лету так же медленно нагревается, являясь, таким образом, регулятором температуры на земном шаре.

     По  мере нагревания воды обломков структуры льда в ней становится все меньше, что приводит к дальнейшему повышению плотности воды. В интервале температур от 0 до 4°С этот эффект преобладает над тепловым расширением, так что плотность воды продолжает возрастать. Однако при нагревании выше 4°С преобладает влияние усиления теплового движения молекул и плотность воды уменьшается. Поэтому при 4°С вода обладает максимальной плотностью.

     При нагревании воды часть теплоты затрачивается  на разрыв водородных связей (энергия  разрыва водородной связи в воде составляет примерно 25 кДж/моль). Этим объясняется высокая теплоемкость воды. Водородные связи между молекулами воды полностью разрываются только при переходе воды в пар.

     Вода  — очень реакционноспособное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой, образуя основания и кислоты; некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты; наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода.

     Кроме того, по-прежнему актуальны проблема химического качества воды, т.е. определение  содержания в ней различных вредных  и полезных для человеческого  организма примесей, поиск более  совершенных способов очистки от загрязнений, а также установление взаимосвязи между химическим и  энергоинформационным загрязнением.

       Питьевая вода из под крана  сильна загрязнена пестицидами, гербицидами, нитратами, нитритами, тяжелыми металлами, полициклическими ароматическими углеводородами, причем на содержание этих веществ установлены предельно допустимые значения, которые не должны превышаться. Используемые для биологической и химической очистки вещества должны по возможности удаляться из воды водоснабжающим предприятием.

       И хотя эти химические вещества  отфильтровываются, в воде остаются  их следы - информация, которые  отрицательно воздействуют на  организм, из чего каждому становится  ясным, что все водные фильтры  сами по себе недостаточны, так  как они способны удалять только  вредные химические твердые вещества, но не отрицательную информацию, носителем которой являются сами  макромолекулы воды.

      

     Сколько молекул воды в  океане?

     Одна. И этот ответ не совсем шутка. Конечно, каждый может, посмотрев в справочник и узнав, сколько в Мировом  океане воды, легко сосчитать, сколько  всего в нём содержится молекул H2O. Но такой ответ будет не вполне верен. Вода — вещество особенное. Благодаря  своеобразному строению отдельные  молекулы взаимодействуют между  собой. Возникает особая химическая связь вследствие того, что каждый из атомов водорода одной молекулы оттягивает к себе электроны атомов кислорода в соседних молекулах. За счёт такой водородной связи каждая молекула воды оказывается довольно прочно связанной с четырьмя соседними  молекулами. 

     Как же всё-таки построены  молекулы воды в воде?

     К сожалению, этот очень важный вопрос изучен ещё недостаточно. Строение молекул в жидкой воде очень сложно. Когда лёд плавится, его сетчатая структура частично сохраняется  в образующейся воде. Молекулы в  талой воде состоят из многих простых  молекул — из агрегатов, сохраняющих  свойства льда. При повышении температуры  часть их распадается, их размеры  становятся меньше.

     Взаимное  притяжение ведёт к тому, что средний  размер сложной молекулы воды в жидкой воде значительно превышает размеры  одной молекулы воды. Такое необычайное  молекулярное строение воды обусловливает  её необычайные физико-химические свойства. 

     Сколько существует газообразных состояний воды?

     Только  одно — пар. А пар тоже только один? Конечно нет, паров воды столько же, сколько существует различных вод. Водяные пары, различные по изотопному составу, обладают хотя и очень близкими, но всё же различными свойствами: у них разная плотность, при одной и той же температуре они немного отличаются по упругости в насыщенном состоянии, у них чуть-чуть разные критические давления, разная скорость диффузии. 

     Знает ли вода, что происходит в космосе?

     Этот  вопрос затрагивает область столь  необыкновенных, столь таинственных, до сих пор совершенно непонятных, наблюдений, что они вполне оправдывают  образную формулировку вопроса. Экспериментальные  факты как будто бы установлены  твёрдо, но объяснения для них пока ещё не найдено.

     Поразительная загадка, к которой относится  вопрос, была установлена не сразу. Она относится к малозаметному  и как будто бы пустяковому  явлению, не имеющему серьёзного значения. Это явление связано с самыми тонкими и пока непонятными свойствами воды, трудно доступными количественному определению, — со скоростью химических реакций в водных растворах и главным образом со скоростью образования и выпадения в осадок труднорастворимых продуктов реакции. Это тоже одно из бесчисленных свойств воды.

     Так вот, у одной и той же реакции, проводимой в одних и тех же условиях, время появления первых следов осадка непостоянно. Хотя этот факт был давным-давно известен, химики на него внимания не обращали, удовлетворяясь, как это ещё часто бывает, объяснением «случайными причинами». Но постепенно, по мере развития теории скоростей реакции и усовершенствования методики исследования, этот странный факт стал вызывать недоумение.

     Несмотря  на самые тщательные предосторожности в проведении опыта в совершенно постоянных условиях, результат всё  равно не воспроизводится: то осадок выпадает сразу, то приходится довольно долго ждать его появления.

     Казалось  бы, не всё ли равно — выпадает осадок в пробирке за одну, две или  через двадцать секунд? Какое это  может иметь значение? Но в науке, как и в природе, нет ничего не имеющего значения.

     Странная невоспроизводимость всё более и более занимала учёных. И, наконец, был организован и осуществлён совершенно небывалый эксперимент. Сотни добровольных исследователей-химиков во всех частях земного шара по единой, заранее разработанной программе одновременно, в один и тот же момент по мировому времени снова и снова повторяли один и тот же простой опыт: определяли скорость появления первых следов осадка твёрдой фазы, образующейся в результате реакции в водном растворе. Опыт продолжался почти пятнадцать лет, было проведено более трёхсот тысяч повторений.

     Постепенно  стала вырисовываться удивительная картина, необъяснимая и загадочная. Оказалось, что свойства воды, определяющие протекание в водной среде химической реакции, зависят от времени.

     Сегодня реакция протекает совсем иначе, чем в тот же момент она шла  вчера, и завтра она будет идти снова по-другому.

     Различия  были невелики, но они существовали и требовали внимания, исследования и научного объяснения.

     Результаты  статистической обработки материалов этих наблюдений привели учёных к  поразительному выводу: оказалось, что  зависимость скорости реакции от времени для разных частей земного  шара совершенно одинаковая.

     Это означает, что существуют какие-то таинственные условия, изменяющиеся одновременно на всей нашей планете и влияющие на свойства воды.

     Дальнейшая  обработка материалов привела учёных к ещё более неожиданному следствию. Оказалось, что события, протекающие  на Солнце, каким-то образом отражаются на воде. Характер реакции в воде следует ритму солнечной активности — появления пятен и вспышек  на Солнце.