ماء. خصائص فريدة من الماء

الماء مادة فريدة من نوعها، وهي أساس جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب. يمكن أن يتخذ أشكالًا مختلفة ويكون في ثلاث حالات. ما هي الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية للمياه؟ هذه هي تلك التي سيتم مناقشتها في مقالتنا.

الماء هو...

الماء هو المركب غير العضوي الأكثر شيوعًا على كوكبنا. يتم تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه من خلال تكوين جزيئاتها.

وبالتالي، فإن بنية جزيء الماء تحتوي على ذرتي هيدروجين (H) وذرة أكسجين واحدة (O). في ظل الظروف البيئية العادية، فهو سائل لا طعم له، عديم الرائحة وعديم اللون. يمكن أن يوجد الماء أيضًا في حالات أخرى: على شكل بخار أو على شكل جليد.

أكثر من 70% من كوكبنا مغطى بالمياه. علاوة على ذلك، يوجد حوالي 97% منها في البحار والمحيطات، لذا فإن معظمها غير صالح للاستهلاك البشري. سوف تتعلم المزيد عن الخصائص الكيميائية الأساسية لمياه الشرب.

الماء في الطبيعة وحياة الإنسان

الماء عنصر أساسي في أي كائن حي. وعلى وجه الخصوص، فإن جسم الإنسان، كما هو معروف، يتكون من أكثر من 70% من الماء. علاوة على ذلك، يقترح العلماء أنه في هذه البيئة نشأت الحياة على الأرض.

يوجد الماء (على شكل بخار ماء أو قطرات) في طبقات مختلفة من الغلاف الجوي. ويصل إلى سطح الأرض من الجو على شكل أمطار أو أمطار أخرى (ثلج، ندى، برد، صقيع) من خلال عمليات التكثيف.

الماء هو موضوع البحث لعدد من التخصصات العلمية. من بينها الهيدرولوجيا، والهيدروغرافيا، والهيدروجيولوجيا، وعلم الليمون، وعلم الجليد، وعلم المحيطات وغيرها. كل هذه العلوم، بطريقة أو بأخرى، تدرس الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه.

يستخدم الإنسان الماء بنشاط في أنشطته الاقتصادية، وعلى وجه الخصوص:

• لزراعة المحاصيل.
• في الصناعة (كمذيب)؛
• في الطاقة (كمبرد)؛
• لإطفاء الحرائق.
• في الطبخ؛
• في الصيدلة وهكذا.

وبطبيعة الحال، من أجل الاستخدام الفعال لهذه المادة في الأنشطة الاقتصادية، ينبغي دراسة الخصائص الكيميائية للمياه بالتفصيل.

أنواع المياه

كما ذكر أعلاه، يمكن أن يكون الماء في الطبيعة في ثلاث حالات: سائل (في الواقع ماء)، صلب (بلورات ثلجية) وغازي (بخار). ويمكن أيضا أن تتخذ أي شكل.

هناك عدة أنواع من الماء. لذا، اعتمادًا على محتوى كاتيونات الكالسيوم والصوديوم، يمكن أن يكون الماء:

• صعب؛
• ناعم.

• طازج؛
• المعدنية.
• مالح.

وفي الباطنية وبعض الأديان يوجد ماء:

• ميت؛
• على قيد الحياة؛
• مقدس.

في الكيمياء هناك أيضًا مفاهيم مثل الماء المقطر ومنزوع الأيونات.

صيغة الماء وأهميته البيولوجية

أكسيد الهيدروجين هو ما يسميه الكيميائيون هذه المادة. وصيغة الماء هي: H2O. ويعني أن هذا المركب يتكون من ذرة أكسجين واحدة وذرتين هيدروجين.

لقد حددت الخصائص الكيميائية الفريدة للمياه دورها الاستثنائي في حياة الكائنات الحية. بفضل الماء توجد الحياة البيولوجية على كوكبنا.

الميزة الأكثر تميزًا للمياه هي أنها تذيب بشكل مثالي عددًا كبيرًا من المواد الأخرى (العضوية وغير العضوية). من النتائج المهمة لهذه الميزة أن جميع التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية تحدث بسرعة كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك، ونظرًا للخصائص الفريدة للمياه، فإنها تظل في حالة سائلة ضمن نطاق درجات حرارة واسع جدًا.

الخصائص الفيزيائية للمياه

بفضل الروابط الهيدروجينية الفريدة، يكون الماء في حالة سائلة في ظل الظروف البيئية القياسية. وهذا ما يفسر درجة غليان الماء العالية للغاية. إذا لم تكن جزيئات المادة مرتبطة بهذه الروابط الهيدروجينية، فإن الماء سيغلي عند +80 درجة ويتجمد عند -100 درجة.

يغلي الماء عند +100 درجة مئوية ويتجمد عند درجة الصفر. صحيح، في ظل ظروف محددة، يمكن أن يبدأ في التجميد حتى في درجات حرارة إيجابية. عندما يتجمد الماء، يزداد حجمه (بسبب انخفاض الكثافة). بالمناسبة، هذه هي المادة الوحيدة في الطبيعة التي لديها مثل هذه الخاصية الفيزيائية. إلى جانب الماء، فإن الأشياء الوحيدة التي تتمدد عند تجميدها هي البزموت والأنتيمون والجرمانيوم والجاليوم.

وتتميز المادة أيضًا باللزوجة العالية، فضلاً عن التوتر السطحي القوي إلى حد ما. الماء مذيب ممتاز للمواد القطبية. يجب أن تعلم أيضًا أن الماء يوصل الكهرباء بشكل جيد جدًا. تفسر هذه الميزة بحقيقة أن الماء يحتوي دائمًا على عدد كبير من أيونات الأملاح المذابة فيه.

الخواص الكيميائية للماء (الصف 8)

جزيئات الماء لها قطبية عالية للغاية. لذلك، هذه المادة في الواقع لا تتكون فقط من جزيئات بسيطة من النوع H 2 O، ولكن أيضًا من الركام المعقد (الصيغة - (H 2 O) n).

كيميائيا، الماء نشط للغاية، فهو يتفاعل مع العديد من المواد الأخرى، حتى في درجات الحرارة العادية. عند التفاعل مع أكاسيد الفلزات القلوية والفلزات القلوية الأرضية، فإنها تشكل قواعد.

الماء قادر أيضًا على إذابة مجموعة واسعة من المواد الكيميائية - الأملاح والأحماض والقواعد وبعض الغازات. لهذه الخاصية يطلق عليه غالبًا مذيب عالمي. جميع المواد، اعتمادًا على ما إذا كانت تذوب في الماء أم لا، تنقسم عادةً إلى مجموعتين:

• محب للماء (يذوب جيدًا في الماء) - الأملاح والأحماض والأكسجين وثاني أكسيد الكربون وما إلى ذلك؛
• مسعور (ضعيف الذوبان في الماء) - الدهون والزيوت.

ويدخل الماء أيضًا في التفاعلات الكيميائية مع بعض المعادن (الصوديوم مثلًا)، ويشارك أيضًا في عملية التمثيل الضوئي في النباتات.

أخيراً...

الماء هو المادة غير العضوية الأكثر شيوعًا على كوكبنا. وهو موجود في كل مكان تقريبًا: على سطح الأرض وفي باطنها، في الوشاح والصخور، في الطبقات العليا من الغلاف الجوي وحتى في الفضاء.

يتم تحديد الخواص الكيميائية للمياه من خلال تركيبها الكيميائي. وهو ينتمي إلى مجموعة المواد الفعالة كيميائيا. يتفاعل الماء مع العديد من المواد

المادة الأكثر شهرة والأكثر روعة على وجه الأرض هي الماء. لا يمكن المبالغة في تقدير أهمية الماء في حياة جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب؛ فهو موجود في كل لحظة من وجودنا. كونه العنصر السائد في تكوين أي كائن حي، فإن الماء يتحكم أيضًا في نشاط حياته.

الماء في الطبيعة

ظلت البشرية طوال وجودها تحاول كشف سر هذا العنصر المذهل والمتناقض. كيف نشأت وكيف وصلت إلى كوكبنا؟ ربما لن يتمكن أحد من الإجابة على هذا السؤال، لكن الجميع يعلم أن أهمية الماء في الطبيعة وحياة الإنسان كبيرة بشكل لا يمكن تصوره. هناك شيء واحد صحيح تمامًا - يوجد اليوم عدد من احتياطيات المياه على الأرض تعادل ما كانت عليه عند ولادة الكون.

إن الخصائص الفريدة للمياه التي تنكمش عند تسخينها وتتوسع عند تجميدها هي سبب آخر للدهشة. لا توجد مادة أخرى لها خصائص مماثلة. وقدرتها على الانتقال من حالة إلى أخرى، المألوفة جدًا والمذهلة في نفس الوقت، والتي تلعب دورًا استثنائيًا، تجعل من الممكن لجميع الكائنات الحية أن توجد على الأرض. لقد خصص العقل الأعلى للمياه الدور الرئيسي في الحفاظ على الحياة والمشاركة في العمليات الطبيعية التي تحدث باستمرار.

دورة المياه

وتسمى هذه العملية بالدورة الهيدرولوجية، وهي عبارة عن دوران مستمر للمياه من الغلاف المائي وسطح الأرض إلى الغلاف الجوي، ثم العودة. هناك أربع عمليات تشارك في الدورة:

• تبخر؛
• تركيز؛
• تساقط؛
• تدفق المياه

وبمجرد وصوله إلى الأرض، يتبخر جزء من الهطول ويتكثف، وجزء آخر، بفضل الجريان السطحي، يملأ الخزانات، ويتحول الجزء الثالث إلى تحت الأرض. لذلك، تتحرك باستمرار، وتغذي الممرات المائية والنباتات والحيوانات وتحافظ على احتياطياتها الخاصة، وتتجول المياه، وتحمي الأرض. أهمية الماء واضحة ولا جدال فيها.

آلية الدورة وأنواعها

توجد في الطبيعة دورة كبيرة (ما يسمى بالدورة العالمية)، بالإضافة إلى دورتين صغيرتين - قارية ومحيطية. وتحمل الرياح الأمطار المتجمعة فوق المحيطات وتهطل على القارات، ثم تعود إلى المحيط مع الجريان السطحي. تسمى العملية التي تتبخر فيها مياه المحيط باستمرار وتتكثف وتسقط مرة أخرى في المحيط بالدوامة المحيطية الصغيرة. ويتم دمج جميع العمليات المماثلة التي تحدث على الأرض في دورة قارية صغيرة يكون فيها الماء هو الشخصية الرئيسية. ولا جدال في أهميته في العمليات الطبيعية للدورة المستمرة التي تحافظ على التوازن المائي للأرض وتضمن وجود الكائنات الحية.

الماء والرجل

نظرًا لعدم وجود قيمة غذائية بالمعنى المعتاد، فإن الماء هو المكون الرئيسي لأي كائن حي، بما في ذلك الإنسان. لا يمكن لأحد أن يعيش بدون ماء. ثلثي أي كائن حي هو الماء. أهمية الماء مهمة للغاية لحسن سير العمل في جميع الأجهزة والأعضاء.

طوال حياته، يتلامس الإنسان مع الماء يوميًا، ويستخدمه للشرب والطعام وإجراءات النظافة والترفيه والتدفئة. لم يتم العثور عليه على الأرض
مادة طبيعية أكثر قيمة وحيوية ولا يمكن الاستغناء عنها مثل الماء. إن البقاء بدون طعام لفترات طويلة جدًا من الزمن، لن يعيش الشخص بدون ماء حتى لمدة 8 أيام، لأنه في حدود 8٪ من وزن الجسم يبدأ الشخص بالإغماء، و10٪ يسبب الهلوسة، و20٪ يسبب الوفاة حتماً.

لماذا الماء مهم جدا للإنسان؟ اتضح أن الماء ينظم جميع العمليات الحياتية الأساسية:

• تطبيع رطوبة الأكسجين، وزيادة امتصاصه.
• ينفذ التنظيم الحراري للجسم.
• يذيب العناصر الغذائية، مما يساعد الجسم على امتصاصها؛
• يرطب ويخلق الحماية للأعضاء الحيوية.
• يشكل مادة تشحيم واقية للمفاصل.
• يحسن عمليات التمثيل الغذائي في عمل أجهزة الجسم.
• يعزز إخلاء الفضلات من الجسم.

كيف تبقى رطبا

في المتوسط، يفقد الشخص 2-3 لتر من الماء يوميا. وفي الظروف الأكثر قسوة، مثل الحرارة والرطوبة العالية والنشاط البدني، يزداد فقدان الماء. للحفاظ على توازن الماء الفسيولوجي الطبيعي في الجسم، من الضروري تحقيق التوازن بين تناول الماء وإزالته من خلال السليم

دعونا نفعل بعض الحسابات. وبما أن حاجة الإنسان اليومية من الماء تتراوح بين 30-40 جراماً لكل 1 كجم من وزن الجسم، وحوالي 40% من إجمالي الحاجة يأتي من الطعام، فيجب تناول الباقي على شكل مشروبات. في الصيف، يتوافق استهلاك المياه اليومي مع 2-2.5 لتر. المناطق الساخنة من الكوكب تملي متطلباتها - 3.5-5.0 لتر، وفي ظروف شديدة الحرارة تصل إلى 6.0-6.5 لتر من الماء. يجب ألا يتعرض الجسم للجفاف. الأعراض المزعجة لهذه المشكلة هي جفاف الجلد المصحوب بالحكة والتعب وانخفاض حاد في التركيز وضغط الدم والصداع والشعور بالضيق العام.

تأثير مفيد

ومن المثير للاهتمام أن الماء، من خلال مشاركته بشكل مباشر في عمليات التمثيل الغذائي، يعزز فقدان الوزن. هناك اعتقاد خاطئ شائع مفاده أن الأشخاص الذين يريدون إنقاص الوزن يحتاجون إلى شرب كمية أقل من الماء، لأن احتفاظ الجسم بالمياه يسبب ضررًا كبيرًا. لا يمكنك دفع جسمك إلى مزيد من الضغط عن طريق إخراجه من تبادل الماء المعتاد. بالإضافة إلى ذلك، فإن الرطوبة، كونها مدرًا طبيعيًا للبول، تعمل على تقوية الكلى، مما يؤدي إلى فقدان الوزن.

ومن خلال الحصول على الكمية المثلى من الماء، يكتسب الإنسان القوة والطاقة والقدرة على التحمل. من الأسهل عليه التحكم في وزنه، لأنه من الأسهل تحمل الإزعاج النفسي الناتج عن التغييرات القسرية عند تقليل نظامه الغذائي المعتاد. أثبتت الأبحاث العلمية أن الاستهلاك اليومي لكميات كافية من المياه النظيفة يساعد في محاربة الأمراض الخطيرة - يساعد في تخفيف آلام الظهر والصداع النصفي وتقليل مستويات السكر في الدم والكوليسترول وضغط الدم. بالإضافة إلى ذلك، من خلال تنعيم الكلى، يمنع الماء تكوين الحصوات. لقد ثبت أن الأشخاص ذوي النزعة الإبداعية يميلون إلى شرب الخمر بكثرة، وقد تم دفع الفنانين العظماء إلى إبداع روائع فنية. كما تبين أن أهمية الماء مهمة أيضًا في الفن.

تبادل المياه النباتية

مثل البشر، أي نبات يحتاج إلى الماء. وفي النباتات المختلفة يشكل ما بين 70 إلى 95% من الكتلة، ويتحكم في جميع العمليات الجارية. لا يمكن التمثيل الغذائي في النبات إلا بكمية كبيرة من الرطوبة، وبالتالي فإن أهمية الماء للنباتات كبيرة بلا شك. ومن خلال إذابة المعادن في التربة، يقوم الماء بإيصالها إلى النبات، مما يضمن استمرار تدفقها. بدون الماء لن تنبت البذور، ولن تحدث عملية التمثيل الضوئي في الأوراق الخضراء. يضمن ملء المياه صلاحيتها والحفاظ على شكل معين.

الشرط الأكثر أهمية لدعم حياة الكائن النباتي هو القدرة على امتصاص الماء من الخارج. يتلقى النبات الماء بشكل رئيسي من التربة بمساعدة جذوره، ويوصله إلى الأجزاء الموجودة فوق سطح الأرض من النبات، حيث تتبخره الأوراق. يوجد مثل هذا التبادل المائي في كل نظام عضوي - الماء الذي يدخله يتبخر أو ينطلق، ثم يدخل الجسم مرة أخرى، بعد إثراءه بالمواد المفيدة.

هناك طريقة أخرى مذهلة لاختراق الماء للخلايا الحية وهي امتصاصه الأسموزي، أي قدرة الماء على التراكم من الخارج إلى المحاليل الخلوية، مما يزيد من حجم السائل في الخلية.

فن استهلاك المياه

الاستهلاك المستمر للمياه النظيفة يحسن بشكل كبير النشاط العقلي للدماغ وتنسيق الحركة، وبالتالي فإن أهمية الماء لحياة خلايا الدماغ لها قيمة خاصة. لذلك لا ينبغي للإنسان السليم أن يقتصر على شرب الخمر، بل ينبغي اتباع بعض القواعد:

• اشرب قليلا ولكن في كثير من الأحيان؛
• يجب ألا تشرب الكثير من الماء دفعة واحدة، لأن زيادة السوائل في الدم ستضع ضغطًا غير ضروري على القلب والكلى.

لذا فإن أهمية الماء للكائنات الحية هائلة. لذلك، فإن تهيئة الظروف للحفاظ على توازن الماء الخاص به أمر ضروري لكل شخص.

الماء سائل شفاف، عديم اللون (بكميات صغيرة) وعديم الرائحة. للمياه أهمية أساسية في خلق وصيانة الحياة على الأرض، وفي التركيب الكيميائي للكائنات الحية، وفي تكوين المناخ والطقس. في الحالة الصلبة يسمى الجليد أو الثلج، وفي الحالة الغازية يسمى بخار الماء. حوالي 71% من سطح الأرض مغطى بالمياه (المحيطات والبحار والبحيرات والأنهار والجليد عند القطبين).

خصائص الماء هي مجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية والكيميائية الحيوية والحسية والفيزيائية والكيميائية وغيرها من خصائص الماء.
يعد الماء - أكسيد الهيدروجين - أحد أكثر المواد شيوعًا وأهمية. سطح الأرض الذي تشغله المياه أكبر بمقدار 2.5 مرة من سطح الأرض. لا يوجد ماء نقي في الطبيعة، فهو يحتوي دائماً على الشوائب. يتم الحصول على الماء النقي عن طريق التقطير. الماء المقطر يسمى الماء المقطر. تركيب الماء (بالكتلة): 11.19% هيدروجين و 88.81% أكسجين.

الماء النقي شفاف، عديم الرائحة والمذاق. تبلغ الكثافة القصوى عند 0 درجة مئوية (1 جم / سم 3). كثافة الجليد أقل من كثافة الماء السائل، لذلك يطفو الجليد على السطح. يتجمد الماء عند 0 درجة مئوية ويغلي عند 100 درجة مئوية عند ضغط 101325 باسكال. فهو يوصل الحرارة بشكل سيء ويوصل الكهرباء بشكل سيء للغاية. الماء مذيب جيد. لجزيء الماء شكل زاوي؛ وتشكل ذرات الهيدروجين زاوية قدرها 104.5 درجة بالنسبة للأكسجين. ولذلك، فإن جزيء الماء هو ثنائي القطب: الجزء من الجزيء الذي يوجد به الهيدروجين يكون مشحونًا بشكل إيجابي، والجزء الذي يوجد فيه الأكسجين مشحون بشحنة سالبة. بسبب قطبية جزيئات الماء، تتفكك الإلكتروليتات الموجودة فيها إلى أيونات.

يحتوي الماء السائل، إلى جانب جزيئات H20 العادية، على جزيئات مرتبطة، أي مرتبطة بركام أكثر تعقيدًا (H2O)x بسبب تكوين روابط هيدروجينية. إن وجود روابط هيدروجينية بين جزيئات الماء يفسر شذوذ خصائصه الفيزيائية: الكثافة القصوى عند 4 درجات مئوية، ونقطة الغليان العالية (في السلسلة H20-H2S - H2Se) والسعة الحرارية العالية بشكل غير طبيعي. مع ارتفاع درجة الحرارة، تنكسر الروابط الهيدروجينية، ويحدث التمزق الكامل عندما يتحول الماء إلى بخار.

الماء مادة شديدة التفاعل. في الظروف العادية، فإنه يتفاعل مع العديد من الأكاسيد الأساسية والحمضية، وكذلك مع الفلزات القلوية والقلوية الأرضية. يشكل الماء مركبات عديدة - هيدرات بلورية.
من الواضح أن المركبات التي تربط الماء يمكن أن تكون بمثابة عوامل تجفيف. تشمل مواد التجفيف الأخرى P2O5، CaO، BaO، معدن Ma (تتفاعل أيضًا كيميائيًا مع الماء)، بالإضافة إلى هلام السيليكا. تشمل الخصائص الكيميائية المهمة للمياه قدرتها على الدخول في تفاعلات التحلل المائي.

يتم تحديد الخواص الكيميائية للمياه من خلال تركيبها. يتكون الماء من 88.81% أكسجين، و11.19% هيدروجين فقط. كما ذكرنا أعلاه، يتجمد الماء عند درجة صفر مئوية، لكنه يغلي عند درجة مائة. يحتوي الماء المقطر على تركيز منخفض جدًا من أيونات الهيدرونيوم موجبة الشحنة H2O وH3O+ (فقط 0.1 ميكرومول/لتر)، لذلك يمكن أن يطلق عليه عازل ممتاز. ومع ذلك، فإن خصائص الماء في الطبيعة لن تتحقق بشكل صحيح إذا لم يكن مذيباً جيداً. حجم جزيء الماء صغير جدًا. عندما تدخل مادة أخرى إلى الماء، تنجذب أيوناتها الموجبة إلى ذرات الأكسجين التي تتكون منها جزيء الماء، وتنجذب الأيونات السالبة إلى ذرات الهيدروجين. ويبدو أن الماء يحيط بالعناصر الكيميائية الذائبة فيه من جميع الجهات. لذلك، يحتوي الماء دائمًا على مواد مختلفة، على وجه الخصوص، الأملاح المعدنية، التي تضمن توصيل التيار الكهربائي.

إن الخصائص الفيزيائية للمياه "أعطتنا" ظواهر مثل ظاهرة الاحتباس الحراري وفرن الميكروويف. يتم إنشاء حوالي 60٪ من ظاهرة الاحتباس الحراري عن طريق بخار الماء، الذي يمتص الأشعة تحت الحمراء بشكل مثالي. في هذه الحالة، معامل الانكسار البصري للماء هو n=1.33. بالإضافة إلى ذلك، يمتص الماء أيضًا موجات الميكروويف بسبب عزم ثنائي القطب العالي لجزيئاته. دفعت خصائص الماء هذه في الطبيعة العلماء إلى التفكير في اختراع فرن الميكروويف.

إن دور الماء في الطبيعة وحياة الإنسان عظيم بما لا يقاس. يمكننا القول أن جميع الكائنات الحية تتكون من الماء والمواد العضوية. وهي مشارك نشط في تكوين البيئة الفيزيائية والكيميائية والمناخ والطقس. وفي الوقت نفسه، فإنه يؤثر أيضًا على الاقتصاد والصناعة والزراعة والنقل والطاقة.

يمكننا أن نعيش بدون طعام لعدة أسابيع، ولكن بدون ماء - فقط 2-3 أيام. لضمان الحياة الطبيعية، يجب على الشخص أن يدخل الجسم ما يقرب من 2 مرات أكثر من المواد الغذائية من حيث الوزن. يمكن أن يؤدي فقدان جسم الإنسان لأكثر من 10% من الماء إلى الوفاة. في المتوسط، يحتوي جسم النباتات والحيوانات على أكثر من 50٪ ماء، في جسم قنديل البحر يصل إلى 96٪، في الطحالب 95-99٪، في الجراثيم والبذور من 7 إلى 15٪. تحتوي التربة على ما لا يقل عن 20% من الماء، بينما يشكل الماء في جسم الإنسان حوالي 65%. تحتوي أجزاء جسم الإنسان المختلفة على كميات غير متساوية من الماء: يتكون الجسم الزجاجي للعين من 99% ماء، ويحتوي الدم على 83%، والأنسجة الدهنية 29%، والهيكل العظمي 22%، وحتى مينا الأسنان 0.2%. طوال حياته، يفقد الشخص الماء من الجسم، وتنخفض إمكانات الطاقة الحيوية لديه. في جنين بشري يبلغ من العمر ستة أسابيع، يصل محتوى الماء إلى 97٪، وفي الأطفال حديثي الولادة - 80٪، وفي البالغين - 60-70٪، وفي جسم شخص مسن - 50-60٪ فقط.

الماء ضروري للغاية لجميع أنظمة دعم الحياة البشرية الرئيسية. يصبح الماء والمواد التي يحتوي عليها وسيلة غذائية ويزود الكائنات الحية بالعناصر الدقيقة الضرورية للحياة. وهو موجود في الدم (79٪) ويسهل النقل عبر الدورة الدموية في حالة مذابة لآلاف المواد والعناصر الأساسية (التركيب الجيوكيميائي للمياه قريب من تكوين دماء الحيوانات والبشر.).
في اللمف، الذي يقوم بتبادل المواد بين الدم وأنسجة الكائن الحي، يشكل الماء 98٪.
يُظهر الماء خصائص المذيب العالمي بقوة أكبر من السوائل الأخرى. وبعد فترة زمنية معينة، يمكنه إذابة أي مادة صلبة تقريبًا.
ويعود هذا الدور الشامل للمياه إلى خصائصها الفريدة.

في الآونة الأخيرة، تركزت جهود الباحثين على الدراسة المتسارعة للعمليات التي تحدث في الواجهة. اتضح أن الماء الموجود في الطبقات الحدودية له العديد من الخصائص المثيرة للاهتمام التي لا تظهر في الطور السائب. هذه المعلومات ضرورية للغاية لحل عدد من المشكلات العملية المهمة. ومن الأمثلة على ذلك إنشاء قاعدة عناصر جديدة بشكل أساسي للإلكترونيات الدقيقة، حيث سيعتمد المزيد من تصغير الدوائر على مبدأ التنظيم الذاتي للجزيئات الكبيرة على سطح الماء. يعد السطح المتطور أيضًا من سمات الأنظمة البيولوجية، نظرًا لأهمية الظواهر السطحية في عملها. دائمًا ما يكون لوجود الماء تأثير كبير على طبيعة العمليات التي تحدث في المنطقة القريبة من السطح. في المقابل، تحت تأثير السطح، تتغير خصائص الماء نفسه بشكل جذري، ويجب اعتبار الماء بالقرب من الحدود كائنًا فيزيائيًا جديدًا بشكل أساسي للدراسة. من المحتمل جدًا أن دراسة الخصائص الإحصائية الجزيئية للمياه القريبة من السطح، والتي بدأت للتو، ستجعل من الممكن التحكم بشكل فعال في العديد من العمليات الفيزيائية والكيميائية.

وفي الآونة الأخيرة، زاد الاهتمام بدراسة خواص الماء على المستوى المجهري. وبالتالي، لفهم العديد من القضايا في فيزياء الظواهر السطحية، من الضروري معرفة خصائص الماء عند السطح البيني. يؤدي الافتقار إلى أفكار صارمة حول بنية الماء وتنظيم الماء على المستوى الجزيئي إلى حقيقة أنه عند دراسة خصائص المحاليل المائية سواء في الطور السائب أو في الأنظمة الشعرية، غالبًا ما يُنظر إلى الماء على أنه وسيلة غير هيكلية. ومع ذلك، فمن المعروف أن خصائص الماء في الطبقات الحدودية يمكن أن تختلف بشكل ملحوظ عن تلك الموجودة في الجزء الأكبر. لذلك، بالنظر إلى الماء كسائل غير هيكلي، فإننا نفقد معلومات فريدة حول خصائص الطبقات الحدودية، والتي، كما اتضح، تحدد إلى حد كبير طبيعة العمليات التي تحدث في المسام الرقيقة. على سبيل المثال، يتم تفسير الانتقائية الأيونية لأغشية خلات السليلوز من خلال التنظيم الجزيئي الخاص للماء في المسام، والذي ينعكس، على وجه الخصوص، في مفهوم "الحجم غير المذيب". إن التطوير الإضافي للنظرية، التي تأخذ في الاعتبار تفاصيل التفاعلات بين الجزيئات الكامنة وراء النقل الغشائي الانتقائي، سوف يسهم في فهم أكثر اكتمالًا لتحلية المحاليل بواسطة الأغشية. وهذا سيجعل من الممكن تقديم توصيات مستنيرة لتحسين كفاءة عمليات تحلية المياه. وهذا يعني أهمية وضرورة دراسة خصائص السوائل في الطبقات الحدودية، وخاصة بالقرب من سطح الجسم الصلب.

الماء هو أحد المواد الرئيسية التي تضمن وجود الكوكب والإنسانية. هذا عنصر فريد تمامًا وبدونه تكون حياة أي كائن حي مستحيلة. بعض الخصائص الكيميائية والفيزيائية للمياه فريدة من نوعها.

لا يمكن المبالغة في تقدير أهمية هذه المادة. يحتل الماء معظم الكوكب، ويشكل المحيطات والبحار والأنهار والمسطحات المائية الأخرى. إنه يشارك بشكل مباشر في تكوين المناخ والطقس، وبالتالي ضمان ظروف معينة للوجود في ركن أو آخر من الكوكب.

إنه بمثابة موطن للعديد من الكائنات الحية. بالإضافة إلى ذلك، فإن كل كائن حي تقريبا، بدرجة أو بأخرى، يتكون من الماء. على سبيل المثال، يتراوح محتواه في جسم الإنسان من 70 إلى 90 بالمائة.

الخصائص الفيزيائية للمياه: وصف موجز

جزيء الماء فريد من نوعه. ربما تكون صيغته معروفة للجميع: H2O. لكن بعض الخصائص الفيزيائية للماء تعتمد بشكل مباشر على بنية جزيئه.

يوجد الماء في الطبيعة في ثلاثة أشكال في آن واحد، وفي الظروف العادية فهو عديم اللون، وعديم الرائحة، ولا طعم له. وعندما تنخفض درجة الحرارة، يتبلور الماء ويتحول إلى ثلج. مع ارتفاع درجة الحرارة، يتحول السائل إلى الحالة الغازية - بخار الماء.

يتميز الماء بكثافة عالية حيث تبلغ حوالي 1 جرام لكل سنتيمتر مكعب. يغلي الماء عندما ترتفع درجة الحرارة إلى مائة درجة مئوية. ولكن عندما تنخفض درجة الحرارة إلى 0 درجة، يتحول السائل إلى ثلج.

ومن المثير للاهتمام أن انخفاض الضغط الجوي يسبب تغيراً في هذه المؤشرات - حيث يغلي الماء عند درجة حرارة أقل.

تبلغ الموصلية الحرارية للماء حوالي 0.58 واط/(م*ك). مؤشر مهم آخر هو مستواه المرتفع، والذي يساوي تقريبا المؤشر المقابل للزئبق.

الخصائص الفيزيائية الفريدة للمياه

كما ذكرنا سابقًا، فإن الماء هو الذي يضمن الوجود الطبيعي للكوكب، ويؤثر على المناخ وحياة الكائنات الحية. ولكن هذه المادة هي في الواقع فريدة من نوعها. هذه الخصائص المذهلة للمياه هي التي توفر الحياة.

خذ على سبيل المثال كثافة الجليد والماء. في معظم الحالات، عند التجميد، تكون جزيئات المواد أقرب إلى بعضها البعض، ويصبح هيكلها أكثر إحكاما وكثافة. لكن هذا المخطط لا يعمل مع الماء. تم وصف هذه الخاصية المذهلة لأول مرة بواسطة غاليليو.

إذا قمت بخفض درجة الحرارة ببطء ومراقبتها، فسيكون المخطط في البداية قياسيًا تمامًا - ستصبح المادة أكثر كثافة وأكثر إحكاما. ستحدث التغييرات بعد أن تصل درجة الحرارة إلى +4 درجات. وبهذا المعدل، يصبح الماء فجأة أخف. ولهذا السبب يطفو الجليد على سطح الماء لكنه لا يغوص. بالمناسبة، تضمن هذه الميزة بقاء النباتات والحيوانات المائية - نادرا ما تتجمد المياه تماما، مما يحافظ على حياة سكانها.

وبالمناسبة، عندما تتجمد المادة، فإنها تتمدد بنسبة 9% تقريبًا. هذه الميزة للمياه تسبب التآكل الطبيعي للصخور. ومن ناحية أخرى، هذا هو بالضبط سبب انفجار أنابيب المياه أثناء الطقس البارد غير المتوقع.

ولكن هذا ليس كل شيء، هناك ميزة فريدة أخرى وهي قدرتها الحرارية العالية بشكل غير طبيعي. على سبيل المثال، كمية الحرارة اللازمة لتسخين جرام واحد من الماء بدرجة واحدة تكفي لتسخين حوالي 10 جرام من النحاس أو 9 جرام من الحديد.

محيط العالم بأكمله عبارة عن منظم حرارة عالمي يعمل على تخفيف تقلبات درجات الحرارة اليومية والسنوية. بالمناسبة، نفس الخصائص موجودة أيضًا في الغلاف الجوي. ليس سراً أن الصحراء تتميز بتغيرات حادة في درجات الحرارة - فهي حارة جداً أثناء النهار وباردة جداً في الليل. ويرجع ذلك على وجه التحديد إلى الهواء الجاف ونقص الكمية المطلوبة من بخار الماء.

بالمعنى الدقيق للكلمة، في هذه المادة سننظر بإيجاز ليس فقط الخواص الكيميائية والفيزيائية للماء السائل،ولكن أيضًا الخصائص المتأصلة فيه بشكل عام على هذا النحو.

يمكنك معرفة المزيد عن خصائص الماء في الحالة الصلبة في المقالة - خصائص الماء في الحالة الصلبة (اقرأ →).

الماء مادة فائقة الأهمية لكوكبنا. وبدونها تكون الحياة على الأرض مستحيلة، وبدونها لا تحدث أي عملية جيولوجية. كتب العالم والمفكر العظيم فلاديمير إيفانوفيتش فيرنادسكي في أعماله أنه لا يوجد مثل هذا العنصر الذي يمكن "مقارنة أهميته به في تأثيره على مسار العمليات الجيولوجية الرئيسية والأكثر روعة". الماء موجود ليس فقط في جسم جميع الكائنات الحية على كوكبنا، ولكن أيضًا في جميع المواد الموجودة على الأرض - في المعادن والصخور... إن دراسة الخصائص الفريدة للمياه تكشف لنا باستمرار المزيد والمزيد من الأسرار الجديدة، يطرح علينا ألغازًا جديدة ويطرح تحديات جديدة.

خصائص غير طبيعية للمياه

كثير الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياهالمفاجأة والخروج عن القواعد والأنماط العامة وتكون شاذة، على سبيل المثال:

• ووفقاً للقوانين التي يرسيها مبدأ التشابه، وفي إطار العلوم مثل الكيمياء والفيزياء، يمكننا أن نتوقع ما يلي:
  • سوف يغلي الماء عند درجة حرارة 70 درجة مئوية تحت الصفر ويتجمد عند درجة حرارة 90 درجة مئوية تحت الصفر؛
  • لن يقطر الماء من طرف الصنبور، بل سيتدفق في مجرى رفيع؛
  • سوف يغرق الجليد بدلاً من أن يطفو على السطح؛
  • أكثر من بضع حبات من السكر لن تذوب في كوب من الماء.
• سطح الماء لديه إمكانات كهربائية سلبية.
• عند تسخينه من 0 درجة مئوية إلى 4 درجات مئوية (3.98 درجة مئوية على وجه الدقة)، ينكمش الماء؛
• إن القدرة الحرارية العالية للماء السائل أمر مثير للدهشة؛

كما هو مذكور أعلاه، سنقوم في هذه المقالة بإدراج الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية للمياه وإبداء تعليقات موجزة على بعضها.

الخصائص الفيزيائية للمياه

الخصائص الفيزيائية هي الخصائص التي تظهر خارج التفاعلات الكيميائية.

نقاء الماء

تعتمد نقاء الماء على وجود الشوائب والبكتيريا وأملاح المعادن الثقيلة فيه...، للتعرف على تفسير مصطلح الماء النقي بحسب موقعنا، عليك بقراءة مقال الماء النقي (اقرأ → ).

لون الماء

يعتمد لون الماء على التركيب الكيميائي والشوائب الميكانيكية

على سبيل المثال، دعونا نعطي تعريف "لون البحر" الذي قدمته الموسوعة السوفيتية الكبرى.

لون البحر. اللون الذي تدركه العين عندما ينظر الراصد إلى سطح البحر يعتمد لون البحر على لون مياه البحر، ولون السماء، وعدد السحب وطبيعتها، وارتفاع الشمس عن سطح البحر. الأفق، وأسباب أخرى.

وينبغي التمييز بين مفهوم لون البحر ومفهوم لون مياه البحر. يشير لون مياه البحر إلى اللون الذي تراه العين عند رؤية مياه البحر عموديًا فوق خلفية بيضاء. ولا ينعكس من سطح البحر إلا جزء بسيط من الأشعة الضوئية الساقطة عليه، والباقي منها يتغلغل إلى الأعماق، حيث تمتصه وتنتشره جزيئات الماء وجزيئات المواد العالقة وفقاعات الغاز الصغيرة. الأشعة المتناثرة المنعكسة والصادرة من البحر تخلق طيف الألوان الذي تشتته جزيئات الماء بالأشعة الزرقاء والخضراء. تشتت الجسيمات العالقة جميع الأشعة بالتساوي تقريبًا. ولذلك فإن مياه البحر مع كمية صغيرة من المادة العالقة تظهر باللون الأزرق المخضر (لون الأجزاء المفتوحة من المحيطات)، ومع كمية كبيرة من المادة العالقة تظهر باللون الأخضر المصفر (على سبيل المثال، بحر البلطيق). تم تطوير الجانب النظري لعقيدة الرياضيات المركزية بواسطة V. V. Shuleikin و C. V. Raman.

الموسوعة السوفيتية الكبرى. - م: الموسوعة السوفيتية. 1969-1978

رائحة الماء

رائحة الماء - الماء النظيف عادة ليس له رائحة.

وضوح المياه

تعتمد شفافية الماء على المعادن الذائبة فيه ومحتوى الشوائب الميكانيكية والمواد العضوية والغرويات:

شفافية الماء هي قدرة الماء على نقل الضوء. يتم قياسه عادة بواسطة قرص Secchi. يعتمد بشكل أساسي على تركيز المواد العضوية وغير العضوية العالقة والمذابة في الماء. يمكن أن تنخفض بشكل حاد نتيجة للتلوث البشري وتخثث المسطحات المائية.

القاموس الموسوعي البيئي. - تشيسيناو آي. ديدو. 1989

شفافية الماء هي قدرة الماء على نقل الأشعة الضوئية. ويعتمد ذلك على سمك طبقة الماء التي تعبرها الأشعة، ووجود شوائب عالقة، ومواد مذابة وغيرها. وفي الماء، يتم امتصاص الأشعة الحمراء والصفراء بقوة أكبر، وتتغلغل الأشعة البنفسجية بشكل أعمق. حسب درجة الشفافية، وترتيباً على انخفاضها تنقسم المياه إلى:

• شفاف؛
• براق قليلا.
• براق؛
• غائم قليلا
• غائم؛
• غائم جدا.

قاموس الهيدروجيولوجيا والجيولوجيا الهندسية. - م: جوستوبتيخيزدات. 1961

طعم الماء

يعتمد طعم الماء على تركيبة المواد الذائبة فيه.

قاموس الهيدروجيولوجيا والجيولوجيا الهندسية

طعم الماء هو خاصية للماء التي تعتمد على الأملاح والغازات الذائبة فيه. توجد جداول للتركيز المستساغ للأملاح الذائبة في الماء (بالملغم/لتر)، على سبيل المثال الجدول التالي (حسب الطاقم).

درجة حرارة الماء

نقطة انصهار الماء:

نقطة الانصهار - درجة الحرارة التي تتحول عندها المادة من الحالة الصلبة إلى الحالة السائلة. درجة انصهار المادة الصلبة تساوي درجة تجمد السائل، على سبيل المثال، درجة انصهار الجليد، O°C، تساوي نقطة تجمد الماء.

نقطة غليان الماء : 99.974 درجة مئوية

القاموس الموسوعي العلمي والتقني

نقطة الغليان، هي درجة الحرارة التي تنتقل عندها المادة من حالة (طور) إلى أخرى، أي من السائل إلى البخار أو الغاز. تزداد درجة الغليان مع زيادة الضغط الخارجي وتقل مع انخفاض الضغط. يتم قياسه عادة عند ضغط قياسي قدره 1 جو (760 ملم زئبق). نقطة غليان الماء عند الضغط القياسي هي 100 درجة مئوية.

القاموس الموسوعي العلمي والتقني.

نقطة ثلاثية من الماء

النقطة الثلاثية للماء: 0.01 درجة مئوية، 611.73 باسكال؛

القاموس الموسوعي العلمي والتقني

النقطة الثلاثية، درجة الحرارة والضغط التي يمكن أن تتواجد فيها حالات المادة الثلاث (الصلبة والسائلة والغازية) في وقت واحد. بالنسبة للماء، تقع النقطة الثلاثية عند درجة حرارة 273.16 كلفن وضغط 610 باسكال.

القاموس الموسوعي العلمي والتقني.

التوتر السطحي للماء

التوتر السطحي للماء - يحدد قوة التصاق جزيئات الماء ببعضها البعض، على سبيل المثال، تعتمد كيفية امتصاص جسم الإنسان لهذا الماء أو ذاك على هذه المعلمة.

صلابة الماء

القاموس البحري

عسر الماء (صلابة الماء) - خاصية الماء التي يتم استنزافها من خلال محتوى الأملاح المعدنية الأرضية القلوية الذائبة فيه، الفصل. وصول. الكالسيوم والمغنيسيوم (على شكل أملاح بيكربونات – بيكربونات)، وأملاح الأحماض المعدنية القوية – الكبريتيك والهيدروكلوريك. يتم قياس L.V بوحدات خاصة تسمى. درجات الصلابة. درجة الصلابة هي محتوى وزن أكسيد الكالسيوم (CaO) الذي يساوي 0.01 جم في 1 لتر من الماء. الماء العسر غير مناسب لتغذية الغلايات، لأنه يشجع على تكوين قشور قوية على جدرانها، مما قد يسبب احتراق أنابيب الغلاية. يجب تغذية الغلايات ذات الطاقة العالية وخاصة الضغط العالي بالمياه النقية تمامًا (المكثفات من المحركات البخارية والتوربينات، التي يتم تنقيتها بواسطة مرشحات من شوائب الزيت، وكذلك نواتج التقطير المحضرة في جهاز مبخر خاص).

قاموس سامويلوف كي.آي. - M.-L .: دار النشر البحرية الحكومية التابعة لـ NKVMF لاتحاد الجمهوريات الاشتراكية السوفياتية ، 1941

القاموس الموسوعي العلمي والتقني

عسر الماء، وهو عدم قدرة الماء على تكوين رغوة مع الصابون بسبب الأملاح الذائبة فيه، وأهمها الكالسيوم والمغنيسيوم.

يتكون القشور في الغلايات والأنابيب بسبب وجود كربونات الكالسيوم الذائبة في الماء، والتي تدخل الماء عند ملامستها للحجر الجيري. في الماء الساخن أو المغلي، تترسب كربونات الكالسيوم على شكل رواسب جيرية صلبة على الأسطح داخل الغلايات. كما تمنع كربونات الكالسيوم الصابون من تكوين الرغوة. تمتلئ حاوية التبادل الأيوني (3) بحبيبات مغلفة بمواد تحتوي على الصوديوم. الذي يتلامس مع الماء. ولأن أيونات الصوديوم أكثر نشاطًا، فإنها تحل محل أيونات الكالسيوم، نظرًا لأن أملاح الصوديوم تظل قابلة للذوبان حتى عند غليها، ولا يتشكل الترسبات.

القاموس الموسوعي العلمي والتقني.

هيكل الماء

تمعدن المياه

تمعدن المياه :

القاموس الموسوعي البيئي

تمعدن الماء - تشبع الماء بمواد غير عضوية. المواد (المعدنية) الموجودة فيه على شكل أيونات وغرويات. الكمية الإجمالية للأملاح غير العضوية الموجودة بشكل رئيسي في المياه العذبة، وعادة ما يتم التعبير عن درجة التمعدن بالملجم / لتر أو جرام / لتر (أحيانًا جرام / كجم).

القاموس الموسوعي البيئي. - تشيسيناو: مكتب التحرير الرئيسي للموسوعة السوفييتية المولدوفية. أنا. ديدو. 1989

لزوجة الماء

تتميز لزوجة الماء بالمقاومة الداخلية لجزيئات السائل لحركتها:

القاموس الجيولوجي

لزوجة الماء (السائل) هي خاصية للسائل تسبب حدوث قوة الاحتكاك أثناء الحركة. وهو عامل ينقل الحركة من طبقات الماء التي تتحرك بسرعة عالية إلى طبقات الماء التي تتحرك بسرعة أقل. V. في. يعتمد على درجة الحرارة وتركيز المحلول. جسديا، ويقدر بالمعامل. اللزوجة، والتي يتم تضمينها في عدد من الصيغ لحركة الماء.

القاموس الجيولوجي: في مجلدين. - م: ندرة. حرره K. N. Paffengoltz وآخرون 1978

هناك نوعان من لزوجة الماء:

• اللزوجة الديناميكية للماء هي 0.00101 باسكال ث (عند 20 درجة مئوية).

• تبلغ اللزوجة الحركية للماء 0.01012 سم 2 / ثانية (عند 20 درجة مئوية).

نقطة حرجة من الماء

النقطة الحرجة للمياه هي حالتها عند نسبة معينة من الضغط ودرجة الحرارة، عندما تكون خصائصها هي نفسها في الحالات الغازية والسائلة (المراحل الغازية والسائلة).

النقطة الحرجة للمياه: 374 درجة مئوية، 22.064 ميجاباسكال.

ثابت العزل الكهربائي للماء

ثابت العزل الكهربائي، بشكل عام، هو معامل يشير إلى مقدار قوة التفاعل بين شحنتين في الفراغ أكبر منها في بيئة معينة.

في حالة الماء، هذا الرقم مرتفع بشكل غير عادي، وبالنسبة للمجالات الكهربائية الساكنة فهو 81.

السعة الحرارية للماء

السعة الحرارية للماء - يتمتع الماء بسعة حرارية عالية بشكل مدهش:

القاموس البيئي

السعة الحرارية هي خاصية المواد لامتصاص الحرارة. ويعبر عنها بكمية الحرارة التي تمتصها المادة عند تسخينها بمقدار 1 درجة مئوية. تبلغ السعة الحرارية للماء حوالي 1 كالوري/جم، أو 4.2 جول/جم. تتراوح السعة الحرارية للتربة (عند 14.5-15.5 درجة مئوية) (من التربة الرملية إلى الخثية) من 0.5 إلى 0.6 كالوري (أو 2.1-2.5 جول) لكل وحدة حجم ومن 0.2 إلى 0.5 كالوري (أو 0.8-2.1 جول) ) لكل وحدة كتلة (ز).

القاموس البيئي. - ألما آتا: "العلم". بكالوريوس. بيكوف. 1983

القاموس الموسوعي العلمي والتقني

السعة الحرارية النوعية (الرمز c)، هي الحرارة اللازمة لرفع درجة حرارة 1 كجم من المادة بمقدار 1K. يتم قياسه بـ J/K.kg (حيث J هي JOUL). تتطلب المواد ذات الحرارة النوعية العالية، مثل الماء، طاقة أكبر لرفع درجة حرارتها مقارنة بالمواد ذات الحرارة النوعية المنخفضة.

القاموس الموسوعي العلمي والتقني.

الموصلية الحرارية للمياه

تشير الموصلية الحرارية للمادة إلى قدرتها على توصيل الحرارة من أجزائها الأكثر سخونة إلى أجزائها الباردة.

يحدث انتقال الحرارة في الماء إما على المستوى الجزيئي، أي يتم نقله بواسطة جزيئات الماء، أو بسبب حركة / إزاحة أي كميات من الماء - التوصيل الحراري المضطرب.

الموصلية الحرارية للماء تعتمد على درجة الحرارة والضغط.

سيولة الماء

تُفهم سيولة المواد على أنها قدرتها على تغيير شكلها تحت تأثير الضغط المستمر أو الضغط المستمر.

يتم تحديد سيولة السوائل أيضًا من خلال حركة جزيئاتها، والتي في حالة الراحة تكون غير قادرة على إدراك إجهاد القص.

محاثة الماء

تحدد الحث الخواص المغناطيسية لدوائر التيار الكهربائي المغلقة. الماء، باستثناء بعض الحالات، يوصل تيارًا كهربائيًا، وبالتالي له محاثة معينة.

كثافة الماء

يتم تحديد كثافة الماء بنسبة كتلته إلى حجمه عند درجة حرارة معينة. اقرأ المزيد في مادتنا - ما هي كثافة الماء؟(اقرأ →).

انضغاط الماء

إن انضغاطية الماء غير مهمة وتعتمد على ملوحة الماء والضغط. على سبيل المثال، بالنسبة للماء المقطر هو 0.0000490.

الموصلية الكهربائية للمياه

تعتمد الموصلية الكهربائية للماء إلى حد كبير على كمية الأملاح الذائبة فيه.

النشاط الإشعاعي للمياه

يعتمد النشاط الإشعاعي للمياه على محتوى الرادون فيه، وانبعاث الراديوم.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه

قاموس الهيدروجيولوجيا والجيولوجيا الهندسية

الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه - المعلمات التي تحدد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه الطبيعية. وتشمل هذه مؤشرات تركيز أيونات الهيدروجين (pH) وإمكانية تقليل الأكسدة (Eh).

قاموس الهيدروجيولوجيا والجيولوجيا الهندسية. - م: جوستوبتيخيزدات. تم تجميعه بواسطة A. A. Makkaveev، محرر O. K. Lange. 1961

التوازن الحمضي القاعدي للماء

الأكسدة المحتملة للمياه

إن قدرة الماء على الأكسدة والاختزال (ORP) هي قدرة الماء على الدخول في التفاعلات الكيميائية الحيوية.

الخصائص الكيميائية للمياه

الخواص الكيميائية للمادة هي الخواص التي تظهر نتيجة التفاعلات الكيميائية.

فيما يلي الخصائص الكيميائية للمياه وفقًا للكتاب المدرسي "أساسيات الكيمياء". "كتاب الإنترنت المدرسي" بقلم A. V. Manuilova، V. I. Rodionov.

تفاعل الماء مع المعادن

عندما يتفاعل الماء مع معظم المعادن، يحدث تفاعل يطلق الهيدروجين:

• 2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (عاصف)؛
• 2K + 2H2O = H2 + 2KOH (عاصف)؛
• 3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (فقط عند التسخين).

ليس كل المعادن، ولكن فقط المعادن النشطة بدرجة كافية، يمكنها المشاركة في تفاعلات الأكسدة والاختزال من هذا النوع. تتفاعل الفلزات القلوية والقلوية الأرضية من المجموعتين الأولى والثانية بسهولة أكبر.

تفاعل الماء مع اللافلزات

ومن بين اللافلزات، على سبيل المثال، يتفاعل الكربون ومركبه الهيدروجيني (الميثان) مع الماء. هذه المواد أقل نشاطا بكثير من المعادن، ولكنها لا تزال قادرة على التفاعل مع الماء عند درجات حرارة عالية:

• C + H2O = H2 + CO (حرارة عالية)؛
• CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (عند الحرارة العالية).

تفاعل الماء مع التيار الكهربائي

عند تعرضه للتيار الكهربائي، يتحلل الماء إلى هيدروجين وأكسجين. وهذا أيضًا تفاعل الأكسدة والاختزال، حيث يكون الماء عاملًا مؤكسدًا وعاملًا مختزلًا.

تفاعل الماء مع أكاسيد غير معدنية

يتفاعل الماء مع العديد من الأكاسيد اللافلزية وبعض الأكاسيد الفلزية. هذه ليست تفاعلات الأكسدة والاختزال، ولكن تفاعلات الاقتران:

SO2 + H2O = H2SO3 (حمض الكبريتيك)

SO3 + H2O = H2SO4 (حمض الكبريتيك)

CO2 + H2O = H2CO3 (حمض الكربونيك)

تفاعل الماء مع أكاسيد المعادن

يمكن لبعض أكاسيد المعادن أيضًا أن تتفاعل مع الماء. لقد رأينا بالفعل أمثلة على ردود الفعل هذه:

CaO + H2O = Ca(OH)2 (هيدروكسيد الكالسيوم (الجير المطفأ)

ليست كل أكاسيد المعادن قادرة على التفاعل مع الماء. بعضها غير قابل للذوبان عمليًا في الماء وبالتالي لا يتفاعل مع الماء. على سبيل المثال: ZnO، TiO2، Cr2O3، والتي يتم منها على سبيل المثال تحضير الدهانات المقاومة للماء. كما أن أكاسيد الحديد غير قابلة للذوبان في الماء ولا تتفاعل معه.

هيدرات وهيدرات بلورية

يشكل الماء مركبات وهيدرات وهيدرات بلورية، حيث يتم الحفاظ على جزيء الماء بالكامل.

على سبيل المثال:

• CuSO4 + 5 H2O = CuSO4.5H2O؛
• CuSO4 مادة بيضاء (كبريتات النحاس اللامائية)؛
• CuSO4.5H2O - هيدرات بلورية (كبريتات النحاس)، بلورات زرقاء.

أمثلة أخرى لتكوين الهيدرات:

• H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (هيدرات حامض الكبريتيك)؛
• NaOH + H2O = NaOH.H2O (هيدرات الصودا الكاوية).

تُستخدم المركبات التي تربط الماء إلى هيدرات وهيدرات بلورية كمجففات. وبمساعدتهم، على سبيل المثال، تتم إزالة بخار الماء من الهواء الجوي الرطب.

التخليق الحيوي

يشارك الماء في عملية التخليق الحيوي، ونتيجة لذلك يتكون الأكسجين:

6n CO 2 + 5n H 2 O = (C 6 H 10 O 5) n + 6n O 2 (تحت تأثير الضوء)

نرى أن خصائص الماء متنوعة وتغطي جميع جوانب الحياة على الأرض تقريبًا. كما صاغ أحد العلماء ... من الضروري دراسة الماء بشكل شامل، وليس في سياق مظاهره الفردية.

في إعداد المواد، تم استخدام المعلومات من الكتب - Yu. P. Rassadkin "المياه العادية والاستثنائية"، Yu. Fialkov "الخصائص غير العادية للحلول العادية"، كتاب مدرسي "أساسيات الكيمياء". كتاب مدرسي عبر الإنترنت "من تأليف A. V. Manuylov و V. I. Rodionov وآخرون.