Вода: фізичні та хімічні властивості

Статтю написано Павлом Чайкою, головним редактором журналу «Познавайка». З 2013 року з моменту заснування журналу Павло Чайка присвятив себе популяризації науки в Україні та світі. Основна мета, як журналу, так і цієї статті – пояснити складні наукові теми простою та доступною мовою

Чи не звертали ви увагу на те, що все або майже все, що відбувається у світі навколо нас, так чи інакше пов'язане з водою? Вода – це гідросфера Землі: її океани, річки, озера. Три відсотки всієї маси води на планеті міститься в атмосфері. При виверженнях із земних глибин вириваються водяні пари.

Вода є не лише на Землі. Нещодавно у нашій галактиці виявили величезні скупчення водяної пари — справжні космічні хмари, розміри яких сягають сотень мільйонів кілометрів. Вода входить до складу комет. Сліди її знайдені в атмосфері Марса та деяких зірок.

Однак найголовніше — те, що вода пов'язана з існуванням життя. Колискою життя, її первинних форм, мабуть, був океан. Подальший перебіг біологічної еволюції тісно пов'язані з перетвореннями, що у водному середовищі. Видалення води означає загибель чи припинення процесів обміну. Висушене насіння рослин може зберігатися тисячоліттями, але в такому стані вони не виявляють ознак життя. Але варто їх змочити, і вогник життя стає помітним – починається проростання, і життєві процеси відновлюються.

Планети, де, за всіма даними, немає води,— неживі. Якщо можна говорити про якісь форми життя на інших космічних тілах, то лише в тому випадку, якщо там буде виявлено воду, саме воду, а не кисень, тому що нам відомі форми життя, які не потребують кисню, але не відомі її «сухі». » Форми.Чим чудова вода? Чому вона відіграє таку важливу роль у всьому світі? (А ще вода має цілющі властивості для людського організму, така наприклад мінеральна вода, що має у своєму складі деякі корисні мінерали).

Хімічні властивості води

Після того, як Менделєєв сформулював свій періодичний закон, стало неможливим порізно розглядати властивості простих речовин. Таблиця Менделєєва пов'язала різні речовини однією загальною закономірністю. Ця закономірність виявляє себе в багатьох приватних зв'язків. Наприклад, властивості водневих сполук ряду металоїдних елементів, що утворюють вертикальні стовпці, у таблиці Менделєєва змінюються зі зростанням маси атома. Можна чітко простежити ці зміни: міцність з'єднань зменшується, щільність збільшується, підвищується температура кипіння та плавлення тощо.

Вода - це водневе з'єднання кисню. Кисень - елемент шостої групи таблиці Менделєєва. У тій же групі (і підгрупі) є сірка, селен, телур. Якщо порівняти властивості їх сполук із воднем (гідридів), то побачимо, що температура кипіння знижується при переході від телуру до сірки. Сірководень кипить вже за мінус 60 градусів. Отже, з'єднання кисню з воднем за нормальних умов — за нуля градусів — має бути газом. Вода – газ! Це й було б нормою, але на щастя для нас вода чомусь відхиляється від правила.

Така дивина води не єдина. Вода незвичайна й інших відносинах. У неї дуже велика теплота випаровування, теплоємність, водяна пара при швидкому розширенні конденсується, замість переходити в стан ненасиченої пари, щільність води збільшується при зміні температури від 0° до +4°С, а потім знову падає; твердне, вода розширюється.

Перелік химер води не вичерпаний, але для нас достатньо і цього. Подумаємо про те, що означають для життя дивовижні властивості. Спробуємо уявити Землю і життя у ньому за умови, що вода — речовина «нормальне».

Немає морів та океанів, немає річок та озер, всі рослини та тварини зневоднені, а атмосфера насичена газом Н₂0.

Припустимо, що ненормально висока теплоємність води також знизилася — наприклад, у 20—30 разів. Тоді води океанів і морів вже не зможуть накопичувати достатню кількість теплоти — вони швидко нагріватимуться влітку і сильно охолоджуватимуться взимку. Різкі коливання температури спричинять розтріскування гірських порід, змінять рельєф земної поверхні. Але розтріскування порід - результат розширення води при замерзанні, адже це теж аномалія! Припустимо, що немає і її, — гірським породам від цього, звичайно, буде легше, але крига почне утворюватися на дні водойм, і вони промерзатимуть повністю. Наслідком виявиться загибель і риби, і всього життя в річках та озерах.

Невесела виходить картина, чи не так? Але це не все. Є вода ще одна дивовижна якість: у ній різко послаблюється сила взаємодії між електричними зарядами. Наприклад, якщо заряджені тіла перенести з повітря у воду, ця сила впаде у 80 разів!

А результат! Які грандіозні наслідки має така, начебто, суто спеціальна обставина.

Послаблюючи взаємодію електричних зарядів, вода підтримує розчинені в ній солі, кислоти та основи в іонізованому стані. А хімічні реакції, що швидко протікають, найчастіше відбуваються якраз між іонами.

Ось ми й дісталися глибин життя; адже іони — це одна з головних сил у життєвих процесах.Іони регулюють дію безлічі біологічних каталізаторів - ферментів, без яких немислиме життя; переміщення іонів через біологічні мембрани зумовлює передачу нервового збудження; концентрація іонів у ґрунті дає можливість нормального зростання рослин тощо. буд. Висновок: вода не могла б стати середовищем для життя, якби вона не викликала утворення іонів.

Життя зародилося у воді; Цілком природно, що вся хімія життя нерозривно пов'язана з маленькими молекулами Н₂0; всі форми, всі типи реакцій, напрямок розвитку та формування функцій живих систем так само, як і величні картини неживої природи, несуть на собі відбиток властивостей та діяльності молекул води!

Молекула води

Дива води, зараз вивчені досить ґрунтовно. Головний секрет приховується в конструкції молекули води. У цій молекулі атом кисню двома окремими зв'язками зчеплений із двома атомами водню. Зв'язки ми можемо зобразити у вигляді паличок, і можна уявити багато способів їхнього взаємного розташування.

Насправді ж у молекулі води реалізований лише один — палички розташовані в одній площині з кутом між ними приблизно 105°. На схрещенні паличок-зв'язків знаходиться атом кисню, на протилежних кінцях паличок містяться атоми водню. Але палички, хоч вони й розлучені одна від одної, таки спрямовані в один бік. І, отже, у молекули води один бік — кисневий, а інший — водневий. У цьому вся справа.

Але розповімо спочатку про деякі тонкощі у тому, як виникає ця конструкція. Читач, якого відлякують складності атомної фізики, може пропустити наступний розділ.

Електронні тонкощі

Утворюючи молекулу води, атоми кисню та водню схоплюються, зчіплюються своїми електронними оболонками.Атом кисню має так звані р-електрони — їх чотири і розподіл їх щільності можна уявити у вигляді фігур (об'ємних тіл), що нагадують гантелі. Крім того, у кисню є ще два електрони, розташовані так, що розподіл їх заряду має сферичну симетрію (електрони е-типу).

Атоми водню мають електрони, щільність яких також розподілена сферично. Для утворення зв'язку потрібно, щоб електронні хмари атомів кисню та водню перекрилися, тобто їх електрони стали загальними, як у цьому рисунку.

Перекриття і відбувається між гантелеподібними хмарами р-електронів кисню та сферичними хмарами атомів водню. На утворення зв'язку потрібно два електрони - по одному, від кожного атома; ця пара електронів і утворює загальну зарядову хмару. Після утворення зв'язків у кисню залишається два електрони р-типу і два е-типи, які не були використані. Яка роль цих невикористаних електронів?

Два зв'язки у молекулі води, дві палички Н = 0 мають одному кінці позитивний, але в іншому — кисневому кінці — негативний заряд. Така конструкція називається диполем. Якби палички-диполі були розташовані на одній прямій — як продовження один одного з атомом кисню посередині, вони взаємно компенсувалися б, і загальний дипольний момент молекули дорівнював би нулю.

Однак, цього немає. Палички-зв'язки розведені на кут 105°, і така конструкція молекули електрично активна. Два електрони в-типу впливають на величину кута між зв'язками. Але дипольний момент молекули води дуже великий і щоб створити його, однієї вигнутості молекули мало. У справу вступають два інших невикористаних зв'язків р-електрона атома кисню.Обертаючи навколо свого ядра, вони на кисневій, «біці» молекули створюють додатковий негативний заряд.

Фізичні властивості води

Отже, природа зігнула молекулу води і зробила її активним диполем. Диполі ж, як відомо, енергійно притягуються один до одного. Але чим відрізняється рідина від газу? Насамперед, саме силою взаємодії між молекулами. Чим сильніше зчіплюються один з одним диполі-молекули, тим більшу треба витратити роботу, щоб їх розділити, тим вище теплота випаровування.

При випаровуванні вода має поглинати величезну енергію. При випаровуванні! Отже, у звичайних умовах вона має бути саме рідиною: адже додаткова гігантська енергія у звичайних умовах відсутня.

А у молекул сірководню — для порівняння — дипольний момент вдвічі менший, сила тяжіння між ними слабша, і за звичайних умов сірководень — газ.

Але річ не тільки у величині дипольного моменту. Молекули води з'єднуються один з одним ще й так званими водневими зв'язками. Що таке? Ядра водню в молекулі води «тягнуться» не лише до «свого» кисню, а й до електронів кисню у сусідів. Звісно, ​​до свого «господаря» — кисню протон притягується сильніше, ніж до «чужинця». Тому водневі зв'язки не суворо симетричні.

В інших гідридів вони також є. Але вони слабкі, оскільки відстані між молекулами, наприклад, сірководню більше (зв'язку довше), ніж у води. Велика кількість електронних оболонок не дозволяє молекулам інших гідридів зблизитися, а отже, не дозволяє водневим зв'язкам проявити себе. А в молекулах води електронних оболонок небагато, і водневі зв'язки дуже енергійні у своїй сукупності.

Молекули води міцно зчеплені; настільки міцно, що у ній народжується величезний внутрішній тиск: приблизно 20 000 атмосфер. З такою силою шари молекул води притиснуті одна до одної; Не дивно, що це рідина, що практично не стискається.

Вода: порядок чи хаос? Структура води.

Але якщо диполі так міцно зчіплюються один з одним, то як виглядає структура води, та й чи можна взагалі говорити про неї? Чи розташовані диполі у воді безладно чи в їх просторовому розміщенні є якась правильність? На перший погляд, відповідь очевидна. Адже молекули рухаються і притому хаотично, про яке ж регулярне розташування взагалі йдеться? Однак дані, отримані за допомогою рентгенографічного аналізу, говорять про інше: у воді є очевидні ознаки впорядкованої структури.

Припустимо, що всі рухи молекул води на мить припинилися, і припустимо, що ми можемо бачити кожну молекулу. Тоді, глянувши на воду, ми виявимо у ній так званий ближній порядок. У безпосередній близькості від вибраної нами молекули води інші молекули розташовані за законом.

Особливість рідин не в тому, що в них немає впорядкованості, а в тому, що цей порядок не витримується строго у часі та просторі. Якщо відсунутись подалі від обраної молекули, ми потрапимо до області, де порядок вже порушено. А якщо почекати якийсь час, то виявиться, що й ближні молекули обмінюються місцями. У воді немає хаосу, але лад знову і знову порушується, а потім відновлюється. Величезні сили внутрішнього тиску, що стискають воду, обмежують можливості швидких переміщень — одна молекула «топчеться» біля іншої, поки їй вдасться залишити своє місце і зробити більш-менш значний стрибок убік.Щоправда, тривалість «топтання» велика лише за молекулярними масштабами.

Значить, і вода має внутрішню структуру. Найдивовижніше в ній те, що вона дуже схожа на структуру льоду. Лід побудований так. Кожна молекула води у ньому оточена чотирма сусідніми.

У цих кристалічних ґратах є порожнини — порожнечі. Такі самі порожнечі зберігаються у структурі води. Як побачимо далі, вони грають значної ролі — це молекулярні «пастки», куди потрапляють молекули різних речовин, іони, котрий іноді молекули самої води. У кристалі льоду така структура поширюється весь кристал. У рідкій воді, охолодженій до температури, близької до нуля, теж є подоба правильного розташування молекул, але вже з деякими порушеннями порядку, або, як кажуть, з «дефектами»: то одна молекула потрапить у порожнину, то виявиться нестача молекули в оточенні цієї порожнини і т.д.

Значить, чим більше порядку в розташуванні молекул води, тим більше «порожнеч» і менше щільність. Коли ж молекули розташовані безладно, щільність збільшується — адже дедалі більше молекул потрапляє в «порожнечі». Зрозуміло, чому при плавленні льоду спостерігається стискування, а замерзання рідкої води, навпаки, супроводжується розширенням.

Скорочується об'єм води і при нагріванні її від 0° до +4°: у цьому температурному інтервалі молекули води найінтенсивніше впроваджуються в порожнечі ґрат, і щільність зростає.

Чим вище температура води, тим, звичайно, менше порядку розташування молекул, і тим менш структура рідкої води схожа на структуру льоду. Але є умови, в яких рідка вода особливо схожа на лід, — умови, коли молекули води знову набувають упорядкованого розташування.Як не дивно, але, мабуть, цей ефект цілком чітко виражений у біологічних системах – біля білкових молекул, поверхні клітинних мембран тощо.

Наше тіло на 70 відсотків складається із води; невже ми на 70 відсотків складаємося з льоду? Не зовсім так, але все-таки дуже схоже на це.

Чисто фізичні дослідження показали: тонкі шари води, затиснуті між двома пластинками зі слюди, виявляють властивості, характерні не для рідкої води, а для льоду! На поверхні різних твердих тіл вода, за останніми даними, також структурно впорядкована і має схожість із льодом.

По-друге. Активність молекул води та їхнє прагнення «організуватися» знаходить своєрідне вираження у взаємодіях між водою та різними речовинами. Коли у воду потрапляє кристал солі, молекули води негайно притягуються до іонів на поверхні кристала. Енергія їхньої взаємодії така велика, що іони залишають свої місця в кристалічній решітці і йдуть у водне середовище, оточені оболонками з молекул води: сіль починає розчинятися.

Водяна "шуба" складається не з одного шару, але чим далі від іона, тим слабший зв'язок, і її межі досить "пухнасті" і розпливчасті - мабуть, лише 4-6 молекул води цілком пов'язані з іоном.

Як і навколо іонів, молекули води можуть орієнтуватися, наприклад, біля молекули метану — тоді виникає гідрат цього газу. Кетяги молекул води в гідраті отримали назву «айсбергів» - стан води в них нагадує будову кристалів льоду.

У трубопроводах газових мереж неодноразово знаходили скупчення снігу і льоду, причому вони залишалися твердими і за температури +20°. Це й були «айсберги», що виросли довкола молекул метану.

Затравка для таких сполук може бути не тільки метан: етан, етилен, хлор, двоокис сірки і навіть інертні гази (аргон, криптон) утворюють подібні гідрати. Загадка «айсбергів» пояснюється несподівано легко. Молекули газів потрапляють у порожнечі між молекулами води. Застрягши в них, вони впорядковують навколишні молекули води. Припускають, що у гідратах молекули води розташовані по кутах п'ятикутників, та якщо з п'ятикутників будуються складні багатогранники — простір у яких заповнено газом. Якщо газ видалити, стійкість всього каркаса зменшується, і він починає руйнуватися та перебудовуватись. Деякі дослідники вважають, що так само, оточуючи вуглеводневі групи, що входять до складу білків, вода стабілізує молекули білка. І це означає, що форми, у яких білкові молекули перебувають і діють у організмах, значною мірою пов'язані з впливом води.

Вода в тканинах тварин і рослин не є хаосом; молекули її розташовані відносно впорядковано, і справді можна сказати, що вода в нашому організмі має певну схожість з льодом.

Активність та холод

Зледеніння, замерзання, застигання - слова, з якими у нас міцно пов'язане уявлення про зниження активності; життя завмирає при зниженні температури, швидкість хімічних реакцій начебто також зменшується. Але справа не така проста. Вода та лід і тут виявляють своєрідність.

Вода, як відомо із шкільного курсу хімії, поганий електроліт. Лише невелика частка її молекул дисоціює на іони Н+ та ОН-. Лід дисоційований ще менше, і, якщо літр води замерзне, в ньому залишиться лише тисячна частка від кількості іонів, яка була в рідкій воді.

Але разюче: різке зменшення концентрації іонів дуже слабко відбивається на електропровідності. Біля льоду вона всього втричі менша, ніж у води, — утричі, а не в тисячу! Тим часом електричні заряди переносяться саме іонами Н+ та ОН-, і слід було б очікувати, що зменшення їх числа позначиться на здатності проводити струм.

Однак електропровідність залежить не тільки від числа іонів, а й від їхньої рухливості. У кристалічних ґратах льоду іони стають «стрімкими» — і ця стрімкість відшкодовує різке падіння їх числа.

Втім, «стрімкість» — це грубо метафоричний вираз. Справа не тільки в тому, що іони прискорюють свій біг — річ у тому, що у льоду виникає особливий механізм, який організовує рух іонів. Механізм цей називають ланцюговим, чи естафетним. Ось як він діє. Іон водню наближається до молекули води, виникає водневий зв'язок. Потім цей зв'язок переходить у звичайну хімічну, а інший іон водню, що раніше належав молекулі, відщеплюється. Він приєднується до наступної молекули, від якої одночасно відділиться новий іон водню, і, рухаючись по ланцюгу, процес триватиме.

Швидкість, з якою він відбудеться, залежить немає від індивідуальної швидкості іонів, як від швидкості обміну ними між молекулами води. У кристалі льоду панує внутрішній лад, і обмін йде легко. А в рідкій воді, натикаючись на зони порушень або на порожнечі, іони втрачатимуть швидкість свого бігу вздовж по ланцюжку молекул. Отже, у льоду насправді виявляється «рухатися» легше, ніж у воді, тому лід і прискорює багато реакцій. Лід – справжній каталізатор!

Але схожі на лід «айсберги» є і в організмах, і в них, отже, також легше протікають різні реакції. Перенесення іонів відіграє важливу роль у дії ферментів і в роботі білкових мембран різного типу - і в оболонці клітини, і в оболонці її ядра, і в мітохондріях (енергетичних станціях клітини), і в рибосомах, де будуються нові молекули білків, словом, усюди. Тому вода не просто середовище, це, за Сьєнт-Дьєрді, — невід'ємна частина живої машини.

Ми добігли кінця розповіді… Який результат? Що ж, вода і справді якесь «ненормальне» речовина, на «ненормальних» властивостях якого (як фізичних, і хімічних) тримається звична картина природи?

Ні, звісно. "Незвичайність" води більш ніж звичайна, вона природна. Вона є свідченням того, що при переході від одного атома до іншого в підгрупі періодичної системи відбуваються зміни. Нагромаджуючись, ці зміни стають дедалі відчутнішими, і раптом різкий стрибок.

Повернемось знову до диполів води. Їх тісно зчіплюють один з одним потужна електрична активність та дія водневого зв'язку.

В інших елементів шостої групи дуже велика дія електронних хмар, що екранує, — водневий зв'язок не може «пробитися» крізь них. У телуру, і у селену, сірки дуже багато вільних, незайнятих електронів. Огорнуті ними, важкі молекули гідридів слабо пов'язані один з одним. І всі вони за нормальних умов – гази.

Однак при русі від одного елемента групи до іншого електронів в атомах стає дедалі менше, і у кисню їх вже так мало, що водневий зв'язок починає пробиватися, активно проявляючи себе.

Так, часом повільно і поступово розсіюються хмари, поки не розірветься сірий пласт. І відразу блисне промінь сонця.І несподіваний стрибок — із похмурої погоди стала ясною, все засяяло іншими фарбами.

Електронне "небо" при переході до кисню насправді прояснюється, і у світі гідридів несподівано настає інша погода. У всьому блиску своїх незвичайних властивостей на сцені світу з'являється вода.

Фізичні властивості води

Хамад Амін, Мохаммед Сабер Хамад Амін. Фізичні властивості води / Мохаммед Сабер Хамад Амін Хамад Амін. - Текст: безпосередній // Молодий учений. - 2022. - № 7 (402). - С. 1-5. - URL: https://moluch.ru/archive/402/88866/ (дата звернення: 10.11.2024).

У статті розкрито основні фізичні властивості води. Розглянуто такі зовнішні особливості: температура, смак, запах, колір, каламутність та прозорість.

Ключові слова: властивості, колір, смак, запах, прозорість, температура.

article reveals basic physical properties of water. З наступних зовнішніх нюансів розглядаються: temperature, taste, smell, color, turbidity and transparency.

Keywords: властивостей, кольору, куштування, smell, transparency, temperature.

Вода є оксидом водню та має хімічну формулу H ₂ O: молекула води має два атоми водню та один атом кисню, з'єднані ковалентним зв'язком. Якщо приймати нормальні умови, вода не має ні кольору, ні запаху, ні смаку і є прозорою рідиною. У газоподібному стані є водяною парою, у твердому стані льодом, в окремих випадках снігом або інеєм. Сильнополярний розчинник. В основному в природі містить у собі розчинені солі та гази [1] [2].

Вода є фундаментом усього життя Землі.Неоціненна роль її у кругообігу речовини та енергії [3], створенні та підтримці життя, формування придатних кліматичних умов, у хімічному складі в живих організмах [4].

Вода Землі займає порядку

її поверхні (річки, озера, океани, моря

міститься у Світовому океані, в якому солона вода, тобто непридатна для пиття та життєдіяльності людини. Порядку

води міститься в льодовиках, у підземних водах.

Під фізичними властивостями води зазвичай розуміють так звані зовнішні особливості: температуру, смак, запах, колір, каламутність та прозорість.

Вода в природі буває різної температури, від температури близької до

і до киплячої води деяких гарячих джерелах. Але для застосування в господарстві та інших потреб придатна лише вода помірної температури; так, для пиття вода повинна по можливості мати температуру від 7 до 12 ℃, щоб здаватися взимку-холодною, а влітку теплою.

Холодна вода 5° неприємна і навіть шкідлива, тому що холод може викликати подразнення ротової порожнини, гортані і травних органів і нездужання печінки. Тепла вода 14-15 ° перестає освіжати [2].

Чиста вода несмачна і не має запаху; смак і запах походять від розчинених чи зважених домішок до води. Більшість мінеральних солей, цукор тощо надають воді смаку, не викликаючи запаху, як розчинені гази та олії діють більше на нюх, ніж на смак.

Розчинність газу у водах різна, і підвищення температури зменшується; утворює водень з постійною розчинністю при температурі

Коефіцієнти розчинності деяких газів при тиску 760 мм.

Коефіцієнт розчинності при тиску 760 мм. рт. ст.

(По відношенню до повітря).

та тиск 760 мм. рт. ст.

Мал. 1.Розчинність твердих речовин у рідинах

На смак та колір сильно впливають методи одержання води:

- при реакціях нейтралізації

При дії високих температур, електролізі [1], радіаційному випромінюванні вода розпадається на молекулярний кисень та водень. Цей факт було встановлено в 1902 [2] Фрідріхом Гізелем в експерименті з водним розчином бромідом радію [13]:

3. Закони розчинності газів

1) При однаковій температурі розчинність збільшується прямо пропорційно до тиску;

2) При дотику суміші газу з рідиною кожен газ розчиняється в ній, якби він займав весь обсяг всієї суміші газів.

Нерідко запах викликають присутність у воді живих або мертвих мікроорганізмів, головним чином водоростей, які особливо сильно розвиваються в озерах і ставках. Живі мікроорганізми викликають ароматичні запахи, схожі на запах герані (Asterionella) або фіалки (Mallomonas), інші викликають запах трави (Anabaena, Melosira тощо) або риби (Chloro phycea). Після смерті мікроорганізми розкладаються і надають більшого запаху сірководню і вуглеводню [7].

Ще не до кінця визначено, чи для здоров'я шкідлива вода з таким запахом, і навіть із самими мікроорганізмами. Очевидно, вони нешкідливі здорової людини, але можуть зашкодити кишечник.

Якщо вода містить сірководень, що заглушує інші пахучі гази, додають до води розчин сірчанокислої міді, яка з вільним (звільненими при нагріванні розчину) сірководнем утворюють сірчисту мідь і звільняють воду від цього газу; потім повторюють нагрівання визначення інших пахучих газів.

Для характеристики сили запаху немає наукових прийомів і виразів, і доводиться визначати запах як «слабкий», «помітний», «сильний» тощо. п., тобто за суб'єктивними параметрами. А. Герардін запропонував. визначати запах, викликаний у повітрі органічними домішками, у вигляді перекису марганцю і встановив поняття «озометричного градуса». Озометричний градус - це кількість кристалічної щавлевої кислоти, яка справляє на перекис марганцю таку дію, як органічна речовина, що містить 1 грам повітря [8].

Смакові відчуття поділяються на чотири групи: солодкий смак, солоний, кислий та гіркий. Людська мова не чутлива, і більшість водних солей, що переважають, смачніші тільки при смаку не більше 0,5–1 гр. на 1 літр; виняток становить солі заліза та міді, яка надає металевого присмаку при 0,05–0,06 гр. на літр. Органічні речовини діють виключно на чарівність, а не на смак.

Нам здається, що вода має «приємний» смак, коли вона справляє на нас освіжаючу дію, яка залежить від температури води та від кількості розчинених у ній повітря та вуглекислоти.

5. Колір, прозорість та каламутність

Характерна особливість води, незалежно від кількості речовин, що знаходяться в ній; каламутність («turbidity»), тобто. е. сильно забруднена дрібними частинками; нарешті, прозорість води, яка є результатом двох попередніх властивостей і пояснюється водопроникністю води.

Колір. Хімічно чиста вода відрізняється невеликою глибиною і має блакитний колір, а при глибині в кілька метрів зелене забарвлення.

Всі інші кольори походять від розчинених у воді речовин.Речовини ці здебільшого бувають рослинного походження і походять від листя, моху, трави, які надають поверхневим водам жовте забарвлення.

Забарвлення ґрунтових вод залежить від розчинених у ній сполук заліза, що утворилися внаслідок нестачі кисню; при зіткненні з повітрям, ці сполуки, окислюючись, переходять у нерозчинні та осаджуються.

Для визначення відносного ступеня фарбування води її порівнюють із дистильованою водою. Для цього беруть дві однакові циліндричні судини з чистого безбарвного скла, діаметром 20-30 мм, і довжиною 30-40 см, і наповнюють один досліджувану, а інший дистильовану воду, і потім дивляться через циліндри на підкладену під дно білий папір. Прилади визначення фарбування води називаються колориметрами.

Мутність. Вода не завжди містить однакову кількість завислих речовин. У поверхневих водах вона збільшується навесні під час танення снігів, коли стікаючі води захоплюють землісті частинки з землі. Однак, не всяка зважена частка каламутить воду; так, бактерії навіть у значній кількості не викликають каламутності внаслідок нікчемних розмірів. Щоб викликати каламутність води, зважені частки мають бути досить великими і у достатній кількості. Органічні зважені частинки трапляються практично в озерах та штучних резервуарах, внаслідок розкладання водоростей та дрібних організмів.

Ступінь каламутності води характеризується або кількістю зважених частинок в одиницю об'єму води, або прозорістю води.

Для визначення прозорості використовують прилади, подібні до колориметра, або ж наливають у циліндр прозорого скла стовп досліджуваної води висотою 70 см і під дно поміщають білу пластинку з надрукованими на ній цифрами різного розміру (шкала Хіллера); найменша з видимих ​​цифр дає ступінь прозорості води, що досліджується.

В даний час частіше визначають ступінь прозорості води глибиною, до якої видно занурений у воду платиновий дріт діаметром 1 мм. Для вираження каламутності води в градусах за зразок приймають воду, що містить 100 мгр. аморфного кремнію. У такій кількості платиновий дріт видно до глибини 100 мм, причому око спостерігача знаходиться на 1,2 м над дротом. Мутність такого зразка приймають за 100 градусів. Для оцінки води, більш каламутної ніж зразок, розбавляють її дистильованою водою до ступеня каламутності зразка, і визначають відношення об'єму розведеної води до початкового обсягу каламутної води. Для оцінки менш каламутної води, навпаки, розбавляють зразок [9].

6. Фізична якість води для здоров'я

Без сумніву, бажано, щоб питна вода була належною температурою (

), без смаку та без запаху і абсолютно прозора [10]. Однак вода, яка не володіє тими чи іншими з цих якостей, далеко не завжди шкідлива для здоров'я. У кожному окремому випадку необхідно з'ясувати причину того чи з фізичних недоліків води, і вже в залежності від цієї причини говорить чи шкідлива вода і чи необхідно з точки зору гігієни усунення знайдених недоліків.Як ми вже вказували, вода, що містить багато заліза, по дотику з повітрям стає каламутною, внаслідок окислення розчинених у ній солей заліза і переходу їх у нерозчинні сполуки, що випадають із води та мутність, що дає; Однак така вода абсолютно нешкідлива для здоров'я. Навпаки, іноді вода, на вигляд бездоганно чиста, містить багато бактерій та небезпечна для здоров'я.

Однак, незважаючи на всі фізичні властивості, людина відчуває інстинктивно недовіру і навіть огиду до води, що не має фізичної чистоти — каламутної, пахучої тощо. на вигляд, хоча і містить бактерії, - людина майже завжди віддасть перевагу другій.

Тому при очищенні води завжди доводиться дбати про покращення зовнішніх фізичних властивостей води.

XXI століття вважається інформаційним. З одного боку людство зробило крок уперед, відкриті всі простори для довгого і щасливого існування людства. Але з іншого — екологічні питання через це пішли на перший план. Одна з цих проблем — проблема якості води, яка необхідна для існування всього живого на нашій планеті. Вода в природі практично ніколи не буває абсолютно чистою, в ній завжди є домішки розчинених речовин. Вода, будучи хорошим розчинником, містить велику кількість органічних та неорганічних хімічних речовин, які можуть завдати величезної шкоди нашому організму [1]. Наявність мікроорганізмів у воді говорить нам про ризики отримати захворювання від бактерій, вірусів, грибів. При вступі до нашого організму разом із питною водою вони викликають незворотні процеси.У зв'язку з цим людство розробило значну кількість методів очищення води [2]. Тому дана тема є і буде актуальною. Адже вона стосується нашого здоров'я з вами.

1. Віктор Семенович Архипкін. Океанологія. Фізичні властивості морської води 2-ге вид., Випр. та дод. Навчальний посібник для академічного бакалаврату / Віктор Семенович Архіпкін. - М.: Юрайт, 2017. - 174 c.
2. Батмангхелідж Вода для здоров'я / Батмангхелідж, Фірейдон. - М.: Попурі, 2018. 486-544 c.
3. Кондратов, А. М. Століття та води / А. М. Кондратов. - М.: Дитяча література, 2016. - 208 c.
4. Анатолій Невзоров. Мікрофізика холодних хмар: феномен рідкої фази. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2014. - 80 с.
5. Леонід Якушин. Аспекти кінетичної картини світу. - М.: LAP Lambert Academic Publishing, 2015. - 76 с.
6. Глейк, П. Х. Пікова вода / П. Х. Глейк, М. Паланіаппан, // Праці Національної академії наук. - 2010.
7. Прес-реліз Організації Об'єднаних Націй POP/952 (13 березня 2007 року). Населення світу збільшиться на 2,5 мільярда людей до 2050 року.
8. Betterton, C. Introduction to Structured Water with Clayton Nolte / C. Betterton. - Ultimate Destiny Network, 2011. - p. 5–7.
9. Аткінс, П. В. Фізична хімія Аткінса / П. В. Аткінс, Дж. де Паула, Дж. Кеєлер. - Оксфорд, 2018.
10. Центр для Affordable Water and Sanitation Technology, Biosand Filter Manual: Design, Construction, & Installation. - 2007.

Основні терміни (генеруються автоматично): вод, запах, смак, газ, мутність, прозорість води, температура, фізична властивість води, колір, каламутна вода.