Лекция 2. Вода и ее свойства

 

Вода — химическое соединение кислорода и водорода, которое принято обозначать формулой Н2О. Существование неподеленных электронных пар определяет воз­можность образования в молекуле воды двух водородных связей. Еще две связи возникают за счет двух водородных атомов. Благода­ря этому каждая молекула воды в состоянии образовать четыре во­дородные связи.

Для молекулы воды характерно дипольное строение и в воде одновременно присутствуют одиночные (моногидроли), двойные и тройные молекулы. Их соотношение меня­ется в зависимости от температуры. Во льду доминируют тройные молекулы, обладающие наибольшим объемом. При повышении температуры скорость движения молекул возрастает и силы при­тяжения между молекулами оказываются недостаточными. В жид­ком состоянии вода представляет собой смесь дигидролей, тригидролей и моногидролей. С увеличением температуры тройные и двойные молекулы распадаются, при 100 °С вода состоит главным образом из моногидролей.

Особенности строения молекулы воды, которые придают ей рас­творяющую способность и с которыми связаны ее специфические свойства, известны под названием аномалий воды. Аномальные свойства свидетельствуют о необычайно высокой устойчивости во­ды к воздействию внешних факторов, обусловленной наличием во­дородных связей. В таблице приведены наиболее важные свойства воды в сравнении с ее химическими аналогами, показана их роль в физических и биологических явлениях.

Таблица

Аномальные физические свойства жидкой воды по Свердрупу, Дисонсону и Флемингу

 

Свойство воды по сравнению с другими веществами Роль свойства в физических и биологических явлениях
Теплоемкость - наиболее вы­сокая, за исключением NH3 Уменьшает пределы колебаний темпера­туры, обусловливает перенос тепла вод­ными течениями; способствует сохране­нию постоянной температуры тела
Удельная теплота плавления льда - наиболее высокая, за исключением NH3 Термостатирующий эффект в точке за­мерзания, обусловленный поглощением или выделением теплоты
Удельная теплота испарения - наиболее высокая из всех ве­ществ Высокая удельная теплота испарения крайне важна для переноса тепла и воды в атмосфере
Тепловое расширение - темпе­ратура, соответствующая мак­симальной плотности, уменьшается с повышением солено­сти; для чистой воды равна 4°С   Для чистой и разбавленной морской воды максимум плотности наблюдается при более высокой температуре, чем темпера­тура замерзания; это свойство играет важную роль в регулировании распреде­ления температуры воды и формировании зональности водоемов
Поверхностное натяжение - наиболее высокое из всех жидкостей Важно для физиологии клетки; определя­ет некоторые поверхностные явления, образование и свойства капли
Растворяющая способность - как правило, растворяет большинство веществ Связывает между собой физические и биологические явления  
Относительная диэлектриче­ская проницаемость - наибо­лее высокая из всех жидко­стей (для чистой воды) Имеет большое значение для поведения минеральных растворенных веществ, так как определяет их диссоциацию
Электролитическая диссоциа­ция - очень мала Вода — нейтральное вещество, хотя со­держит ионы
Летучесть - наименьшая сре­ди соединений водорода с эле­ментами подгруппы кисло­рода Медленная потеря влаги различными ма­териалами  
Прозрачность - относительно велика   Сильно поглощает лучистую энергию в инфракрасной и ультрафиолетовой облас­тях спектра; в видимой области спектра наблюдается относительно малое избира­тельное поглощение, поэтому вода бес­цветна: особенности поглощения важны для физических и биологических процес­сов
Вязкость - уменьшается с по­вышением давления, проходит через минимум и только потом возрастает Определяет гидродинамику водных объектов и седиментацию взвешенных веществ

 








Дата добавления: 2015-08-20; просмотров: 979;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.003 сек.