Hvem kjenner formelen til vann siden skoledagene? Selvfølgelig alt. Det er sannsynlig at fra hele kjemikurset, for mange som da ikke studerer det spesialisert, er det eneste som gjenstår kunnskapen om hva formelen H2O står for. Men nå skal vi prøve å forstå så mye som mulig i detalj og dypt hva er vann? Hva er hovedegenskapene og hvorfor akkurat uten det er liv på planeten Jorden umulig.
Vann som stoff
Vannmolekylet består som kjent av ett oksygenatom og to hydrogenatomer. Formelen er skrevet slik: H2O. Dette stoffet kan ha tre tilstander: fast - i form av is, gass - i form av damp, og flytende - som et stoff uten farge, smak og lukt. Forresten, dette er det eneste stoffet på planeten som kan eksistere i alle tre tilstander samtidig under naturlige forhold. For eksempel: ved jordens poler - is, i havene - er vann og fordampning under solens stråler damp. Slik sett er vann unorm alt.
Vann er også det vanligste stoffet på våreplanet. Det dekker overflaten av planeten Jorden med nesten sytti prosent - dette er hav og mange elver med innsjøer og isbreer. Det meste av vannet på planeten er s alt. Den er uegnet til å drikke og til jordbruk. Ferskvann utgjør bare to og en halv prosent av den totale vannmengden på planeten.
Vann er et veldig sterkt løsemiddel av høy kvalitet. På grunn av dette skjer kjemiske reaksjoner i vann med en enorm hastighet. Den samme egenskapen påvirker stoffskiftet i menneskekroppen. Det er et velkjent faktum at kroppen til en voksen består av sytti prosent vann. Hos et barn er denne prosentandelen enda høyere. Ved høy alder synker dette tallet fra sytti til seksti prosent. Forresten, denne egenskapen til vann viser tydelig at det er grunnlaget for menneskeliv. Jo mer vann i kroppen – jo sunnere, mer aktiv og yngre er den. Derfor gjentar forskere og leger i alle land utrettelig at du trenger å drikke mye. Det er vann i sin rene form, og ikke erstatninger i form av te, kaffe eller andre drikker.
Vann former klimaet på planeten, og dette er ikke en overdrivelse. Varme strømmer i havet varmer opp hele kontinenter. Dette kommer av at vann absorberer mye solvarme, for så å gi det bort når det begynner å avkjøles. Så det regulerer temperaturen på planeten. Mange forskere sier at jorden ville ha kjølt seg ned og blitt til stein for lenge siden hvis det ikke var for tilstedeværelsen av så mye vann på den grønne planeten.
Properties of water
Vann har mange veldig interessante egenskaper.
Vann er for eksempel det mest mobile stoffet etter luft. Fra skolekurset husker sikkert mange noe slikt som vannets kretsløp i naturen. For eksempel: en bekk fordamper under påvirkning av direkte sollys, blir til vanndamp. Videre blir denne dampen ført et sted av vinden, samles i skyer, og til og med i tordenskyer og fall i fjellet i form av snø, hagl eller regn. Videre, fra fjellet, renner bekken ned igjen, delvis fordampende. Så – i en sirkel – gjentas syklusen millioner av ganger.
Vann har også svært høy varmekapasitet. Det er på grunn av dette at vannforekomster, spesielt hav, avkjøles veldig sakte under overgangen fra en varm årstid eller tid på dagen til en kald. Motsatt, når lufttemperaturen stiger, varmes vannet opp veldig sakte. På grunn av dette, som nevnt ovenfor, stabiliserer vann lufttemperaturen over hele planeten vår.
Etter kvikksølv har vann den høyeste overflatespenningen. Det er umulig å ikke legge merke til at en dråpe som ved et uhell søles på en flat overflate noen ganger blir en imponerende flekk. Dette viser duktiliteten til vannet. En annen egenskap manifesterer seg når temperaturen synker til fire grader. Så snart vannet avkjøles til dette merket, blir det lettere. Derfor flyter is alltid på overflaten av vannet og fryser i en skorpe, og dekker elver og innsjøer. Takket være dette fryser ikke fisk i vannforekomster som fryser om vinteren.
Vann som en leder av elektrisitet
Først bør du lære om hva elektrisk ledningsevne er (inkludert vann). Elektrisk ledningsevne er evnen til eneller stoffer leder strøm gjennom seg selv. Følgelig er den elektriske ledningsevnen til vann vannets evne til å lede strøm. Denne evnen avhenger direkte av mengden s alter og andre urenheter i væsken. For eksempel er den elektriske ledningsevnen til destillert vann nærmest minimert på grunn av at slikt vann renses fra ulike tilsetningsstoffer som er så nødvendige for god elektrisk ledningsevne. En utmerket strømleder er sjøvann, hvor konsentrasjonen av s alter er svært høy. Den elektriske ledningsevnen avhenger også av temperaturen på vannet. Jo høyere temperatur, jo større elektrisk ledningsevne har vannet. Dette mønsteret ble avslørt takket være flere eksperimenter fra fysikere.
Måling av elektrisk ledningsevne til vann
Det finnes et slikt begrep - konduktometri. Dette er navnet på en av metodene for elektrokjemisk analyse basert på den elektriske ledningsevnen til løsninger. Denne metoden brukes til å bestemme konsentrasjonen i løsninger av s alter eller syrer, samt for å kontrollere sammensetningen av noen industrielle løsninger. Vann har amfotere egenskaper. Det vil si at avhengig av forholdene er den i stand til å vise både sure og basiske egenskaper - å fungere både som en syre og som en base.
Enheten som brukes til denne analysen har et svært likt navn - et konduktometer. Ved hjelp av et konduktometer måles den elektriske ledningsevnen til elektrolytter i en løsning, hvis analyse blir utført. Kanskje det er verdt å forklare et annet begrep - elektrolytt. Dette er et stoff som, når det er oppløst eller smeltet,brytes ned til ioner, på grunn av dette ledes en elektrisk strøm. Et ion er en elektrisk ladet partikkel. Faktisk bestemmer konduktometeret, basert på visse enheter for elektrisk ledningsevne til vann, dens elektriske ledningsevne. Det vil si at den bestemmer den elektriske ledningsevnen til et spesifikt vannvolum tatt som den opprinnelige enheten.
Selv før begynnelsen av syttitallet av forrige århundre ble måleenheten "mo" brukt for å indikere ledningsevnen til elektrisitet, den var en derivert av en annen størrelse - Ohm, som er hovedenheten for motstand. Elektrisk ledningsevne er en størrelse som er omvendt proporsjonal med motstand. Nå måles det i Siemens. Denne verdien fikk navnet sitt til ære for fysikeren fra Tyskland - Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (kan betegnes med både Cm og S) er den resiproke av Ohm, som er en enhet for elektrisk ledningsevne. En cm er lik den elektriske ledningsevnen til enhver leder hvis motstand er 1 ohm. Uttrykt av Siemens gjennom formelen:
Vannets varmeledningsevne
La oss nå snakke om hva termisk ledningsevne er. Termisk ledningsevne er et stoffs evne til å overføre termisk energi. Essensen av fenomenet ligger i det faktum at den kinetiske energien til atomer og molekyler, som bestemmer temperaturen til et gitt legeme eller stoff, overføresen annen kropp eller substans under deres interaksjon. Med andre ord er termisk ledningsevne varmeveksling mellom kropper, stoffer, så vel som mellom en kropp og en substans.
Vanns varmeledningsevne er også veldig høy. Folk bruker daglig denne egenskapen til vann uten å legge merke til det. For eksempel å helle kaldt vann i en beholder og kjøle ned drikke eller mat i den. Kaldt vann tar varme fra flasken, beholderen, i stedet for kulde, omvendt reaksjon er også mulig.
Nå kan det samme fenomenet lett tenkes på en planetarisk skala. Havet varmes opp i løpet av sommeren, og deretter - med begynnelsen av kaldt vær, kjøles det sakte ned og gir fra seg varmen til luften, og varmes dermed opp kontinentene. Etter å ha kjølt seg ned om vinteren, begynner havet å varmes opp veldig sakte sammenlignet med landet og gir opp sin kjølighet til kontinentene som vanser fra sommersolen.
Tetthet av vann
Det ble sagt ovenfor at fisk lever i en dam om vinteren på grunn av at vann fryser med en skorpe over hele overflaten. Vi vet at vann begynner å bli til is ved en temperatur på null grader. På grunn av det faktum at tettheten av vann er større enn tettheten til is, flyter isen og fryser på overflaten.
Hva er redoksegenskapene til vann
Vann kan også under forskjellige forhold være både et oksidasjonsmiddel og et reduksjonsmiddel. Det vil si at vann, som gir fra seg elektronene sine, blir positivt ladet og oksidert. Eller den får elektroner og lades negativt, noe som betyr at den gjenopprettes. I det første tilfellet oksiderer vannet og kalles dødt. Hun besittersvært kraftige bakteriedrepende egenskaper, men du trenger ikke å drikke det. I det andre tilfellet er vannet levende. Det styrker, stimulerer kroppen til å restituere seg, bringer energi til cellene. Forskjellen mellom disse to egenskapene til vann uttrykkes i begrepet "redokspotensial".
Hva kan vann reagere med
Vann er i stand til å reagere med nesten alle stoffer som finnes på jorden. Det eneste er at for at disse reaksjonene skal oppstå, må du sørge for en passende temperatur og mikroklima.
For eksempel ved romtemperatur reagerer vann godt med metaller som natrium, kalium, barium – de kalles aktive. Halogener er fluor og klor. Når det varmes opp, reagerer vann godt med jern, magnesium, kull, metan.
Ved hjelp av ulike katalysatorer reagerer vann med amider, estere av karboksylsyrer. En katalysator er et stoff som ser ut til å presse komponentene til en gjensidig reaksjon, og akselerere den.
Finnes det vann andre steder enn jorden?
Foreløpig er det ikke funnet vann på noen planet i solsystemet, bortsett fra Jorden. Ja, de antar dens tilstedeværelse på satellittene til slike gigantiske planeter som Jupiter, Saturn, Neptun og Uranus, men så langt har ikke forskere eksakte data. Det er en annen hypotese, som ennå ikke er fullstendig bekreftet, om grunnvann på planeten Mars og på jordens satellitt - Månen. Når det gjelder Mars, har det blitt fremsatt en rekke teorier om at det en gang var et hav på denne planeten, og den mulige modellen ble til og med designet av forskere.
Utenfor solsystemet er det mange store og små planeter, hvor det ifølge forskere kan være vann. Men så langt er det ikke den minste måte å være sikker på.
Hvordan bruke den termiske og elektriske ledningsevnen til vann til praktiske formål
På grunn av at vann har høy varmekapasitet, brukes det i oppvarmingsnettet som varmebærer. Det gir varmeoverføring fra produsent til forbruker. Mange kjernekraftverk bruker også vann som en utmerket kjølevæske.
I medisin brukes is til avkjøling, og damp brukes til desinfeksjon. Is brukes også i serveringssystemet.
I mange atomreaktorer brukes vann som moderator for en vellykket kjernefysisk kjedereaksjon.
Trykkvann brukes til å splitte, bryte gjennom og til og med kutte steiner. Dette brukes aktivt i bygging av tunneler, underjordiske anlegg, varehus, T-bane.
Konklusjon
Det følger av artikkelen at vann i sine egenskaper og funksjoner er det mest uerstattelige og fantastiske stoffet på jorden. Er livet til en person eller et annet levende vesen på jorden avhengig av vann? Absolutt ja. Bidrar dette stoffet til menneskelig vitenskapelig aktivitet? Ja. Har vann elektrisk ledningsevne, termisk ledningsevne og andre nyttige egenskaper? Svaret er også ja. En annen ting er at det er mindre og mindre vann på jorden, og enda mer rent vann. Og vår oppgave er å bevare og sikre den (og derfor oss alle) fraforsvinning.
