Уникальные физические и химические свойства воды

«В ванне и бане, всегда и везде - вечная слава воде!»- эти стихи Корнея Чуковского знакомы с самого детства. Вода присутствует везде. Физические и химические свойства воды уникальны, и это не пустые слова. Помимо влияния на жизнь каждого живого организма (мы все состоим из воды), параметры погоды, климатические катаклизмы, изменения рельефа поверхности Земли часто связаны с водой. Сход ледников во время последнего ледникового периода сформировал очертания современной Европы. Течения Мирового океана оказывают влияние на температуру по всем континентам.

Всем известно, что вода может быть в жидком – сама вода, твердом – лед и газообразном состоянии – пар. В самом этом факте ничего необычного нет. Особые физические и химические свойства воды, непохожие на поведение других химических элементов, оказывают влияние на большинство процессов, происходящих на Земле.

Если обратиться к истории, то можно заметить интересную закономерность. Средневековые алхимики старались сделать золото из разных металлов, да и сами свойства металлов всегда старательно изучались, а вот удивительные свойства воды привлекли внимания совсем недавно.

Еще 200 лет назад человечество считало, что вода состоит из одного химического элемента, а не является химически соединением водорода и кислорода. Человечество уже вовсю строило гидроэлектростанции, паровозы, пароходы, энергия воды использовалась во многих отраслях промышленности и обыденной жизни, а строение воды было изучено крайне мало. Всего лишь 80 лет назад были открыты изотопные соединения воды.

Давайте разберем поподробнее физические и химические свойства воды. Помимо простых молекул Н2О - гидролей, известных каждому, в воде образуются дигидроли (Н2О)2 и тригидроли (Н2О)3. Отличие этих соединений в том, что каждое из них содержит не одну, а две или три молекулы воды. От того, в каком состоянии находится вода, зависит количество подобных соединений в ней.

При изменении температуры воды меняет скорость движения каждая молекула, отсюда изменение расстояния между молекулами и процентного содержания различных агрегатов. Пар в основном состоит из гидролей, это обусловлено высокой скоростью передвижения молекул в парообразном состоянии, что не дает возможности образоваться более громоздким конструкциям. Лед, наоборот, в основном содержит тригидроли (до 60%), можно сказать, что гидролей в нем практически нет. Вода в своем составе имеет каждый из агрегатов, но преобладают в ней дигидроли.

Особенности строения воды существенно влияют на ее плотность в различных состояниях. Плотность льда меньше, чем плотность воды. Поэтому лед оказывается на поверхности всех водоемов на Земле. Обитатели морских и речных глубин не замерзают, от холода их защищает толстый слой льда.

Вода является универсальным растворителем. Диэлектрическая постоянная характеризует способность любого вещества к растворению, так вот у воды эта величина в несколько раз выше, чем у вакуума, уже не говоря о воздухе. Вода в чистом виде не встречается в природе, в Мировом океане уже найдено более 80 соединений воды с разными элементами периодической системы. Поэтому вода в буквальном смысле является основой жизни на нашей планете.

Чаще всего считается, что растворимость – это свойство воды, благодаря которой мы ее пьем. Растворимость помогает быстрее выводить из организма ненужные и переработанные вещества и в то же время позволяет доставить необходимое к различным органам.

Но в этом случае как-то забывают про теплоемкость. Дело в том, что наименьшая теплоемкость воды приходится на температуру в 37 градусов Цельсия. А при наименьшей теплоемкости энергетические затраты на изменения минимальны, а именно такая температура является основной у большинства теплокровных животных и человека. Эти физические и химические свойства воды оказывают существенное влияние на жизнь каждого. Если в организме недостаточно воды, то человек начинает лениться, у него может кружиться голова, процессы, происходящие в организме, замедляются. Поэтому очень часто достаточно выпить стакан воды, чтобы вновь почувствовать себя в форме.