Раздел 3. Вода

На нашей планете есть вещество, которому обязано своим существованием все живое. Ему посвящено множество песен, стихов, сказок, с ним связано немало народных обычаев. Наверное, вы догадались, что это вещество — вода. Она утоляет жажду, снимает усталость, дарит радость и энергию.

Вода является хорошим растворителем; в ней растворяется много веществ. Водные растворы мы используем в повседневной жизни. Вода участвует в многочисленных химических превращениях, которые происходят в природе, технологических процессах, живых организмах.

Среди важнейших условий, необходимых для здоровой и полноценной жизни людей, — употребление качественной питьевой воды. Поэтому охрану водных ресурсов от загрязнений считают приоритетной задачей нашей цивилизации.

§ 25. Вода

Материал параграфа поможет вам:

оценить распространенность воды в природе;
вспомнить физические свойства воды.

Строение молекулы. Вода — сложное вещество, образованное двумя элементами — Гидрогеном и Оксигеном. Ее химическая формула — Н₂О.

Вода относится к оксидам. Это молекулярное вещество. Графическая формула молекулы воды —

На рисунке 72 изображены модели молекулы воды — шаростержневая и масштабная. В каждой модели атомы представлены в виде шариков. Масштабная модель отличается тем, что в ней соблюдено соотношение размеров атомов и молекулы.

Рис. 72. Модели молекулы воды: а — шаростержневая; б — масштабная

Распространенность в природе. Вода — одно из самых распространенных веществ на нашей планете. Она покрывает свыше 2/3 поверхности Земли (рис. 73). Около 97 % всей воды содержится в морях и океанах. На пресную воду приходится менее 3 %; почти вся она сконцентрирована в снегах и льдах Антарктиды, Арктики, на территориях с «вечной мерзлотой». Реки, озера, другие водоемы содержат лишь 0,03 % воды, имеющейся на планете. Именно эту воду (в основном очищенную) человек использует для своих потребностей.

В незначительном количестве вода есть в атмосфере, причем — в трех агрегатных состояниях. Водяной пар обуславливает влажность воздуха; из капелек воды, снежинок, льдинок образуются тучи, туманы, атмосферные осадки. Вода имеется также в литосфере — как в «свободном» состоянии (подземные воды), так и в «химически связанном» (ее молекулы входят в состав различных природных соединений и минералов).

Рис. 73. Вода на планете Земля

Чистой воды в природе не существует. Контактируя с воздухом, вода растворяет небольшие количества его компонентов — кислорода, азота, углекислого газа. В ней содержатся частицы пыли, другие растворимые и нерастворимые примеси.

В живых организмах массовая доля воды составляет от 50 до 99 %. В организме взрослого человека на нее приходится около 65 % массы тела.

Физические свойства. О важных физических свойствах воды вы узнали на уроках природоведения. Общеизвестно, что чистая вода — бесцветная жидкость без запаха и вкуса, которая замерзает при температуре 0 °С, а закипает при 100 °С и давлении 760 мм рт. ст. Она имеет плотность 1,00 г/см³ (при 4 °С), малую теплопроводность, не проводит электрического тока. Воду в твердом состоянии называют льдом, а в газообразном — водяным паром.

Лед немного легче воды; его плотность составляет 0,917 г/см³. (Другие вещества в твердом состоянии имеют большую плотность, чем в жидком.) Между молекулами Н₂О во льду имеются полости. При таянии льда они исчезают, и вещество «уплотняется». Благодаря тому, что лед не тонет в воде, значительная часть водоемов не промерзает до дна. Это спасает рыбу, других обитателей рек и озер от гибели (рис. 74).

Это интересно

При очень высоком давлении вода остается жидкой до температуры 374 °С.

Рис. 74. В реке, покрытой льдом, жизнь продолжается

Разложение воды. Вода — термически устойчивое вещество. Ее молекулы начинают разрушаться при очень высокой температуре. При 2500 °С распадается приблизительно 11 % ее молекул, а при 1000 °С — лишь 0,03 %. Продуктами разложения воды являются водород и кислород:

Вода также разлагается под действием постоянного электрического тока (рис. 75).

Рис. 75. Разложение воды постоянным электрическим током

Выводы

Вода — соединение Гидрогена с Оксигеном. Ее формула — Н₂О.

Вода является одним из самых распространенных соединений в природе; она составляет основу гидросферы.

В обычных условиях вода — бесцветная жидкость, которая не имеет запаха и вкуса, кипит при температуре 100 °С, замерзает при 0 °С и имеет плотность 1 г/см³. Лед немного легче воды.

Молекулы воды достаточно устойчивы.

181. «Вода» — традиционное название соединения с формулой Н₂O. Каким должно быть ее химическое название (это название не используют)?

182. Почему в природе нет чистой воды? Какие примеси могут быть в ней?

183. По материалам из интернета или других источников информации подготовьте небольшое сообщение на одну из таких тем: