НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

УДК 631

Овезова О.

преподаватель

Туркменский сельскохозяйственный университет им. С Ниязова

(г. Ашгабат, Туркменистан)

Данатаров С.

студент

Туркменский сельскохозяйственный университет им. С Ниязова

(г. Ашгабат, Туркменистан)

НАХОЖДЕНИЕ В ПРИРОДЕ И ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Аннотация: вода - бинарное неорганическое соединение, молекула которого состоит из двух атомов водорода и одного — кислорода, которые соединены между собой ковалентной связью. При нормальных условиях представляет собой прозрачную жидкость, не имеющую цвета (при малой толщине слоя), запаха и вкуса. В твёрдом состоянии называется льдом (кристаллы льда могут образовывать снег или иней), а в газообразном — водяным паром. Вода также может существовать в виде жидких кристаллов (на гидрофильных поверхностях.

Ключевые слова: вода, свойства воды, химия воды.

Вода является хорошим сильнополярным растворителем. В природных условиях всегда содержит растворённые вещества (соли, газы). Исключительно важна роль воды в глобальном кругообороте вещества и энергии[9], возникновении и поддержании жизни на Земле, в химическом строении живых организмов [3], в формировании климата и погоды. Вода является важнейшим веществом для всех живых существ на Земле[10]. В среднем в организме растений и животных содержится более 50 % воды[11].

Всего на Земле около 1400 млн км3 воды. Вода покрывает 71 % поверхности земного шара (океаны, моря, озёра, реки, льды — 361,13 млн км2[1][7]). Большая часть земной воды (97,54 %) принадлежит Мировому океану — это солёная вода, непригодная для сельского хозяйства и питья. Пресная же вода находится в основном в ледниках (1,81 %) и подземных водах (около 0,63 %), и лишь небольшая часть (0,009 %) в реках и озёрах. Материковые солёные воды составляют 0,007 %, в атмосфере содержится 0,001 % от всей воды нашей планеты[14][15]. В составе мантии Земли воды содержится в 10—12 раз больше, чем в Мировом океане [16].

Вода — это одно из немногих веществ в природе, которые расширяются при переходе из жидкой фазы в твёрдую (кроме воды, таким свойством обладают сурьма[17], висмут, галлий, германий и некоторые соединения и смеси) [6].

Вода при нормальных условиях находится в жидком состоянии, тогда как аналогичные водородные соединения других элементов

являются газами (H2S, CH4, ОТ). Атомы водорода присоединены к атому кислорода, образуя угол 104,45° (104°27'). Из -за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По этой причине молекула воды обладает большим дипольным моментом [9] ф = 1,84 Д, уступает только синильной кислоте и диметилсульфоксиду). Каждая молекула воды образует до четырёх водородных связей — две из них образует атом кислорода и две — атомы водорода[22]. Количество водородных связей и их разветвлённая структура определяют высокую температуру кипения воды и её удельную теплоту парообразования[22]. Если бы не было водородных связей, вода, на основании места кислорода в таблице Менделеева и температур кипения гидридов аналогичных кислороду элементов (серы, селена, теллура), кипела бы при -80 °С, а замерзала при -100 °С[3].

При переходе в твёрдое состояние молекулы воды упорядочиваются, при этом объёмы пустот между молекулами увеличиваются, и общая плотность воды падает, что и объясняет меньшую плотность (больший объём) воды в фазе льда [5]. При испарении, напротив, все водородные связи рвутся. Разрыв связей требует много энергии, отчего у воды самая большая удельная теплоёмкость среди прочих жидкостей и твёрдых веществ. Для того чтобы нагреть один литр воды на один градус, требуется затратить 4,1868 кДж энергии. Благодаря этому свойству вода нередко используется как теплоноситель [9].

Помимо большой удельной теплоёмкости, вода также имеет большие значения удельной теплоты плавления (333,55 кДж/кг при 0 °С) и парообразования (2250 кДж/кг) [7].

Вода является хорошим растворителем веществ с молекулами обладающими электрическим дипольным моментом. При растворении молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода, а отрицательно заряженные — атомы водорода. Поскольку молекула воды мала по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества [8].

Это свойство воды важно для живых существ. В живой клетке и в межклеточном пространстве вступают во взаимодействие растворы различных веществ в воде[25]. Вода необходима для жизни всех без исключения живых существ на Земле.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Еремин, В. В. Химия. Углубленный курс подготовки к ЕГЭ. — Москва: Эксмо, 2020. — С. 215. — 604 с.

2. Вода. Большая Российская Энциклопедия. Дата обращения: 24 июля 2023.

3. Аксенов,В. И., Ушакова, Л. И., Ничкова, И. И. Химия воды: Аналитическое обеспечение лабораторного практикума : учеб. пособие / В. И. Аксенов, Л. И. Ушакова, И. И. Ничкова ; [под общ. ред. В. И. Аксенова]; М-во образования

и науки Рос. Федерации, Урал. федер. ун-т. — Екатеринбург: Изд-во Урал. ун-та, 2014. — 140 с.

4. Физика и химия воды. Наша - Природа.рф. Дата обращения: 24 июля 2023.

5. Котов, В. В., Нетесова, Г. А. Химия и микробиология воды: учебное пособие. — Воронеж: ФГОУ ВПО ВГАУ, 2008. — С. 320.

6. Каплин, А.А., Пикула, Н.П., Хустенко, Л.А. Анализ природных и сточных вод электрохимическими методами // Методы анализа объектов окружающей среды. — Новосибирск: Наука: Сб. науч. тр, 1988. — 142 с.

7. Зенин, С.В. Гидрофобная модель структуры ассоциатов молекул воды // Журнал физ. химии. — 1994. — Т. Т. 68. — С. 634—641.

8. Ковалевский, В.С. Комбинированное использование ресурсов поверхностных и подземных вод: учебник. — Москва: Научный мир, 2019. — 799 с

9. http://www.florets.ru

Ovezova O.

Niyazov Turkmen Agricultural University (Ashgabat, Turkmenistan)

Danatarov S.

Niyazov Turkmen Agricultural University (Ashgabat, Turkmenistan)

BEING IN NATURE AND THE PHYSICAL PROPERTIES OF WATER

Abstract: water is a binary inorganic compound whose molecule consists of two hydrogen atoms and one oxygen atom, which are interconnected by a covalent bond. Under normal conditions, it is a transparent liquid that has no color (with a small layer thickness), smell and taste. In the solid state it is called ice (ice crystals can form snow or frost), and in the gaseous state it is called water vapor. Water can also exist as liquid crystals (on hydrophilic surfaces.

Keywords: water, water properties, water chemistry.