Kesin olarak konuşursak, bu materyalde sadece kısaca ele alacağız. Sıvı suyun kimyasal ve fiziksel özellikleri, ama aynı zamanda genel olarak onun doğasında var olan özellikler de.
Katı haldeki suyun özellikleri hakkında daha fazla bilgiyi - KATI DURUMDA SUYUN ÖZELLİKLERİ (okuyun →) makalesinde bulabilirsiniz.
Su, gezegenimiz için çok önemli bir maddedir. Onsuz, Dünya'da yaşam imkansızdır; tek bir jeolojik süreç gerçekleşmez. Büyük bilim adamı ve düşünür Vladimir İvanoviç Vernadsky, eserlerinde önemi "ana, en zorlu jeolojik süreçlerin gidişatı üzerindeki etkisi açısından onunla karşılaştırılabilecek" böyle bir bileşenin olmadığını yazmıştır. Su, yalnızca gezegenimizdeki tüm canlıların vücudunda değil, aynı zamanda Dünya'daki tüm maddelerde de mevcuttur - minerallerde, kayalarda... Suyun benzersiz özelliklerinin incelenmesi, bize sürekli olarak daha fazla yeni sırları açığa çıkarır, bize yeni bilmeceler soruyor ve yeni zorluklar ortaya çıkarıyor.
Suyun anormal özellikleri
Birçok suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri sürprizdir ve genel kurallar ve kalıpların dışına çıkar ve anormaldir, örneğin:
- Benzerlik ilkesinin belirlediği yasalara uygun olarak kimya, fizik gibi bilimler çerçevesinde şunları bekleyebiliriz:
- su eksi 70°C'de kaynar ve eksi 90°C'de donar;
- su musluğun ucundan damlamayacak, ince bir dere halinde akacak;
- buz yüzeyde yüzmek yerine batacak;
- Bir bardak suyun içinde birkaç şeker tanesinden fazlası erimez.
- Suyun yüzeyi negatif bir elektrik potansiyeline sahiptir;
- 0°C'den 4°C'ye (tam olarak 3,98°C) ısıtıldığında su büzülür;
- Sıvı suyun yüksek ısı kapasitesi şaşırtıcıdır;
Yukarıda belirtildiği gibi bu materyalde suyun temel fiziksel ve kimyasal özelliklerini listeleyeceğiz ve bunlardan bazıları hakkında kısa yorumlarda bulunacağız.
Suyun fiziksel özellikleri
FİZİKSEL ÖZELLİKLER, kimyasal reaksiyonların dışında görünen özelliklerdir.
Su saflığı
Suyun saflığı, içindeki yabancı maddelerin, bakterilerin, ağır metal tuzlarının varlığına bağlıdır..., SAF SU teriminin web sitemize göre yorumunu öğrenmek için SAF SU makalesini okumalısınız (okuyun → ).
Su rengi
Suyun rengi kimyasal bileşime ve mekanik safsızlıklara bağlıdır.
Örnek olarak Büyük Sovyet Ansiklopedisi'nin “Denizin Rengi” tanımını verelim.
Denizin rengi. Deniz yüzeyine bakan bir gözlemcinin gözüyle algıladığı renk, deniz suyunun rengine, gökyüzünün rengine, bulutların sayısına ve niteliğine, Güneş'in denizden yüksekliğine bağlıdır. Ufuk ve diğer nedenler.
Denizin rengi kavramı ile deniz suyunun rengi kavramının birbirinden ayrılması gerekir. Deniz suyu rengi, deniz suyunu beyaz bir arka plan üzerinde dikey olarak izlerken gözün algıladığı rengi ifade eder. Üzerine gelen ışık ışınlarının sadece küçük bir kısmı deniz yüzeyinden yansır, geri kalanı derinlere nüfuz eder ve burada su molekülleri, asılı madde parçacıkları ve küçük gaz kabarcıkları tarafından emilir ve dağılır. Denizden yansıyan ve ortaya çıkan dağınık ışınlar renk tayfını en çok mavi ve yeşil ışınları oluşturur. Asılı parçacıklar tüm ışınları neredeyse eşit şekilde dağıtır. Bu nedenle, az miktarda askıda madde içeren deniz suyu mavi-yeşil (okyanusların açık kısımlarının rengi) görünür ve önemli miktarda askıda madde varsa sarımsı yeşil (örneğin Baltık Denizi) görünür. Merkezi matematik doktrininin teorik tarafı V. V. Shuleikin ve C. V. Raman tarafından geliştirilmiştir.
Büyük Sovyet Ansiklopedisi. - M .: Sovyet Ansiklopedisi. 1969-1978
Suyun kokusu
Su kokusu: Temiz suyun genellikle kokusu yoktur.
Su berraklığı
Suyun şeffaflığı, içinde çözünen minerallere ve mekanik safsızlıkların, organik maddelerin ve kolloidlerin içeriğine bağlıdır:
SU ŞEFFAFLIĞI suyun ışığı iletme yeteneğidir. Genellikle Secchi diski ile ölçülür. Esas olarak sudaki asılı ve çözünmüş organik ve inorganik maddelerin konsantrasyonuna bağlıdır. Antropojenik kirlilik ve su kütlelerinin ötrofikasyonu sonucu keskin bir şekilde azalabilir.
Ekolojik ansiklopedik sözlük. - Kişinev I.I. Dedu. 1989
SU ŞEFFAFLIĞI, suyun ışık ışınlarını iletme yeteneğidir. Işınların geçtiği su tabakasının kalınlığına, asılı yabancı maddelerin, çözünmüş maddelerin vb. varlığına bağlıdır. Suda kırmızı ve sarı ışınlar daha güçlü bir şekilde emilir ve mor ışınlar daha derine nüfuz eder. Şeffaflık derecesine göre, azalma sırasına göre sular ayırt edilir:
- şeffaf;
- hafif yanardöner;
- yanardöner;
- hafif bulutlu;
- bulutlu;
- çok bulutlu.
Hidrojeoloji ve mühendislik jeolojisi sözlüğü. - M.: Gostoptekhizdat. 1961
Suyun tadı
Suyun tadı, içinde çözünen maddelerin bileşimine bağlıdır.
Hidrojeoloji ve mühendislik jeolojisi sözlüğü
Suyun tadı, içinde çözünmüş olan tuzlara ve gazlara bağlı olan bir su özelliğidir. Suda çözünmüş tuzların kabul edilebilir konsantrasyonlarını (mg/l cinsinden) gösteren tablolar mevcuttur; örneğin aşağıdaki tablo (Personel'e göre).
Su sıcaklığı
Suyun erime noktası:
ERİME NOKTASI - bir maddenin KATI'dan sıvıya dönüştüğü sıcaklık. Bir katının erime noktası bir sıvının donma noktasına eşittir; örneğin buzun erime noktası O °C, suyun donma noktasına eşittir.
Suyun kaynama noktası : 99.974°C
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük
KAYNAMA NOKTASI, bir maddenin bir durumdan (fazdan) diğerine, yani sıvıdan buhara veya gaza geçtiği sıcaklık. Kaynama noktası dış basıncın artmasıyla artar ve basıncın azalmasıyla düşer. Genellikle 1 atmosfer standart basınçta (760 mm Hg) ölçülür. Standart basınçta suyun kaynama noktası 100 °C'dir.
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük.
Suyun üçlü noktası
Suyun üçlü noktası: 0,01 °C, 611,73 Pa;
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük
ÜÇ NOKTA, maddenin üç halinin de (katı, sıvı, gaz) aynı anda bulunabildiği sıcaklık ve basınçtır. Su için üçlü nokta 273,16 K sıcaklıkta ve 610 Pa basınçta bulunur.
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük.
Suyun yüzey gerilimi
Suyun yüzey gerilimi - su moleküllerinin birbirine yapışma gücünü belirler, örneğin bunun veya bu suyun insan vücudu tarafından nasıl emildiği bu parametreye bağlıdır.
Su sertliği
Deniz sözlüğü
SU SERTLİĞİ (Suyun Sertliği) - içinde çözünmüş alkali toprak metal tuzlarının içeriğinden arındırılmış suyun bir özelliği, ch. varış. kalsiyum ve magnezyum (bikarbonat tuzları - bikarbonatlar formunda) ve güçlü mineral asitlerin tuzları - sülfürik ve hidroklorik. L.V. adı verilen özel birimlerle ölçülür. sertlik dereceleri. Sertlik derecesi, 1 litre suda 0,01 g'a eşit olan kalsiyum oksidin (CaO) ağırlık içeriğidir. Sert su, kazan borularının yanmasına neden olabilecek duvarlarda güçlü kireç oluşumunu teşvik ettiğinden, kazanları beslemek için uygun değildir. Yüksek güçlü ve özellikle yüksek basınçlı kazanlar, tamamen arıtılmış suyla beslenmelidir (buhar motorlarından ve türbinlerden gelen yoğuşma, filtrelerle yağ kirliliğinden arındırılmış ve ayrıca özel buharlaştırıcı aparatta hazırlanan damıtılmış madde).
Samoilov K.I. Deniz sözlüğü. — M.-L.: SSCB NKVMF Devlet Donanma Yayınevi, 1941
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük
SU SERTLİĞİ, suyun içinde çözünmüş tuzlar (başta kalsiyum ve magnezyum) nedeniyle sabunla köpük oluşturamamasıdır.
Kireç taşı ile temas ettiğinde suya giren suda çözünmüş kalsiyum karbonatın bulunması nedeniyle kazanlarda ve borularda kireç oluşur. Sıcak veya kaynar suda kalsiyum karbonat, kazanların içindeki yüzeylerde sert kireç birikintileri olarak çökelir. Kalsiyum karbonat ayrıca sabunun köpürmesini de önler. İyon değiştirme kabı (3), sodyum içeren malzemelerle kaplanmış granüller ile doldurulur. suyun temas ettiği yer. Sodyum iyonları daha aktif olduğundan kalsiyum iyonlarının yerini alır. Sodyum tuzları kaynatıldığında bile çözünür kaldığından kireç oluşmaz.
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük.
Su yapısı
Su mineralizasyonu
Su mineralizasyonu :
Ekolojik ansiklopedik sözlük
SU MİNERALİZASYONU - suyun inorganik maddelerle doygunluğu. İçinde iyon ve kolloid formunda bulunan (mineral) maddeler; Esas olarak tatlı suda bulunan inorganik tuzların toplam miktarı, mineralizasyon derecesi genellikle mg/l veya g/l (bazen g/kg olarak) cinsinden ifade edilir.
Ekolojik ansiklopedik sözlük. - Kişinev: Moldova Sovyet Ansiklopedisi'nin ana yazı işleri ofisi. I.I. Dedu. 1989
Su viskozitesi
Su viskozitesi, sıvı parçacıkların hareketine karşı iç direncini karakterize eder:
Jeolojik Sözlük
Suyun (sıvı) viskozitesi, hareket sırasında sürtünme kuvvetinin oluşmasına neden olan bir sıvının özelliğidir. Yüksek hızda hareket eden su katmanlarından, hareketi daha düşük hızdaki katmanlara aktaran bir faktördür. V. içinde. çözeltinin sıcaklığına ve konsantrasyonuna bağlıdır. Fiziksel olarak katsayı ile tahmin edilir. suyun hareketi için çeşitli formüllerde yer alan viskozite.
Jeolojik Sözlük: 2 cilt halinde. - M.: Nedra. K. N. Paffengoltz ve diğerleri tarafından düzenlenmiştir 1978.
İki tür su viskozitesi vardır:
- Suyun dinamik viskozitesi 0,00101 Pa·s'dir (20°C'de).
- Suyun kinematik viskozitesi 0,01012 cm2/s'dir (20°C'de).
Suyun kritik noktası
Suyun kritik noktası, gaz ve sıvı hallerde (gaz ve sıvı fazlar) özellikleri aynı olduğunda, belirli bir basınç ve sıcaklık oranındaki durumudur.
Suyun kritik noktası: 374°C, 22.064 MPa.
Suyun dielektrik sabiti
Genel olarak dielektrik sabiti, bir boşluktaki iki yük arasındaki etkileşim kuvvetinin belirli bir ortama göre ne kadar büyük olduğunu gösteren bir katsayıdır.
Su durumunda bu rakam alışılmadık derecede yüksektir ve statik elektrik alanları için 81'dir.
Suyun ısı kapasitesi
Suyun ısı kapasitesi - suyun şaşırtıcı derecede yüksek bir ısı kapasitesi vardır:
Ekolojik sözlük
Isı kapasitesi, maddelerin ısıyı absorbe etme özelliğidir. Bir maddenin 1°C ısıtıldığında absorbe ettiği ısı miktarı olarak ifade edilir. Suyun ısı kapasitesi yaklaşık 1 cal/g veya 4,2 J/g'dir. Toprağın ısı kapasitesi (14,5-15,5 °C'de) birim hacim başına 0,5 ila 0,6 cal (veya 2,1-2,5 J) ve 0,2 ila 0,5 cal (veya 0,8-2,1 J) arasında (kumlu topraklardan turba topraklara kadar) değişir. ) birim kütle başına (g).
Ekolojik Sözlük. - Alma-Ata: “Bilim”. B.A. Bykov. 1983
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük
ÖZEL ISI KAPASİTESİ (sembol c), 1 kg'lık bir maddenin sıcaklığını 1K artırmak için gereken ısıdır. J/K.kg cinsinden ölçülür (burada J, JOUL'dur). Su gibi özgül ısısı yüksek olan maddelerin sıcaklıklarını yükseltmek için özgül ısısı düşük olan maddelere göre daha fazla enerjiye ihtiyaçları vardır.
Bilimsel ve teknik ansiklopedik sözlük.
Suyun termal iletkenliği
Bir maddenin ısıl iletkenliği, onun ısıyı sıcak kısımlarından soğuk kısımlarına iletme yeteneğini ifade eder.
Sudaki ısı transferi ya moleküler düzeyde, yani su molekülleri tarafından aktarılarak ya da herhangi bir hacimdeki suyun türbülanslı termal iletkenliğinin hareketi / yer değiştirmesi nedeniyle meydana gelir.
Suyun ısıl iletkenliği sıcaklığa ve basınca bağlıdır.
Suyun akışkanlığı
Maddelerin akışkanlığı, sabit stres veya sabit basınç etkisi altında şekillerini değiştirme yetenekleri olarak anlaşılmaktadır.
Sıvıların akışkanlığı aynı zamanda hareketsiz durumdaki kayma gerilimini algılayamayan parçacıklarının hareketliliği tarafından da belirlenir.
Su endüktansı
Endüktans, kapalı elektrik akımı devrelerinin manyetik özelliklerini belirler. Su, bazı durumlar dışında elektrik akımını iletir ve bu nedenle belirli bir endüktansa sahiptir.
Suyun yoğunluğu
Suyun yoğunluğu, belirli bir sıcaklıkta kütlesinin hacmine oranıyla belirlenir. Materyalimizde daha fazlasını okuyun - SU YOĞUNLUĞU NEDİR(oku →).
Suyun sıkıştırılabilirliği
Suyun sıkıştırılabilirliği önemsizdir ve suyun tuzluluğuna ve basıncına bağlıdır. Örneğin damıtılmış su için 0,0000490'dır.
Suyun elektriksel iletkenliği
Suyun elektriksel iletkenliği büyük ölçüde içinde çözünen tuzların miktarına bağlıdır.
Suyun radyoaktivitesi
Suyun radyoaktivitesi, içindeki radon içeriğine, radyumun yayılmasına bağlıdır.
Suyun fiziko-kimyasal özellikleri
Hidrojeoloji ve mühendislik jeolojisi sözlüğü
SUYUN FİZİKSEL VE KİMYASAL ÖZELLİKLERİ - doğal suların fiziksel ve kimyasal özelliklerini belirleyen parametreler. Bunlar, hidrojen iyonlarının konsantrasyonunun (pH) ve oksidasyon-indirgeme potansiyelinin (Eh) göstergelerini içerir.
Hidrojeoloji ve mühendislik jeolojisi sözlüğü. - M.: Gostoptekhizdat. A. A. Makkaveev, editör O. K. Lange tarafından derlenmiştir. 1961
Suyun asit-baz dengesi
Suyun redoks potansiyeli
Suyun oksidasyon-redüksiyon potansiyeli (ORP), suyun biyokimyasal reaksiyonlara girebilme yeteneğidir.
Suyun kimyasal özellikleri
BİR MADDENİN KİMYASAL ÖZELLİKLERİ, kimyasal reaksiyonlar sonucu ortaya çıkan özelliklerdir.
Aşağıda “Kimyanın Temelleri” ders kitabına göre suyun kimyasal özellikleri verilmiştir. İnternet ders kitabı”, A. V. Manuilova, V. I. Rodionov.
Suyun metallerle etkileşimi
Su çoğu metalle etkileşime girdiğinde hidrojen açığa çıkaran bir reaksiyon meydana gelir:
- 2Na + 2H2O = H2 + 2NaOH (gürültülü);
- 2K + 2H2O = H2 + 2KOH (kaynama);
- 3Fe + 4H2O = 4H2 + Fe3O4 (sadece ısıtıldığında).
Bu tür redoks reaksiyonlarına hepsi değil, yalnızca yeterince aktif metaller katılabilir. Grup I ve II'nin alkali ve toprak alkali metalleri en kolay reaksiyona girer.
Suyun metal olmayanlarla etkileşimi
Metal olmayanlardan örneğin karbon ve onun hidrojen bileşiği (metan) suyla reaksiyona girer. Bu maddeler metallerden çok daha az aktiftir ancak yine de yüksek sıcaklıklarda suyla reaksiyona girebilirler:
- C + H2O = H2 + CO (yüksek ısı);
- CH4 + 2H2O = 4H2 + CO2 (yüksek sıcaklıkta).
Suyun elektrik akımı ile etkileşimi
Su, elektrik akımına maruz kaldığında hidrojen ve oksijene ayrışır. Bu aynı zamanda suyun hem oksitleyici hem de indirgeyici bir madde olduğu bir redoks reaksiyonudur.
Suyun metal olmayan oksitlerle etkileşimi
Su, birçok metal olmayan oksitle ve bazı metal oksitlerle reaksiyona girer. Bunlar redoks reaksiyonları değil, birleşme reaksiyonlarıdır:
SO2 + H2O = H2SO3 (sülfürlü asit)
SO3 + H2O = H2SO4 (sülfürik asit)
CO2 + H2O = H2CO3 (karbonik asit)
Suyun metal oksitlerle etkileşimi
Bazı metal oksitler suyla da reaksiyona girebilir. Bu tür reaksiyonların örneklerini daha önce görmüştük:
CaO + H2O = Ca(OH)2 (kalsiyum hidroksit (sönmüş kireç)
Tüm metal oksitler suyla reaksiyona giremez. Bazıları suda pratik olarak çözünmez ve bu nedenle suyla reaksiyona girmez. Örneğin: ZnO, TiO2, Cr2O3, örneğin suya dayanıklı boyalar hazırlanır. Demir oksitler de suda çözünmez ve onunla reaksiyona girmez.
Hidratlar ve kristal hidratlar
Su, su molekülünün tamamen korunduğu bileşikleri, hidratları ve kristal hidratları oluşturur.
Örneğin:
- CuSO4 + 5 H2O = CuSO4.5H2O;
- CuSO4 beyaz bir maddedir (susuz bakır sülfat);
- CuSO4.5H2O - kristal hidrat (bakır sülfat), mavi kristaller.
Hidrat oluşumunun diğer örnekleri:
- H2SO4 + H2O = H2SO4.H2O (sülfürik asit hidrat);
- NaOH + H2O = NaOH.H2O (kostik soda hidrat).
Suyu hidratlara ve kristalin hidratlara bağlayan bileşikler, kurutucu olarak kullanılır. Onların yardımıyla, örneğin su buharı nemli atmosferik havadan uzaklaştırılır.
Biyosentez
Su, oksijenin oluşması sonucu biyosenteze katılır:
6n CO 2 + 5n H 2 O = (C 6 H 10 O 5) n + 6n O 2 (ışık altında)
Suyun özelliklerinin çok çeşitli olduğunu ve Dünya üzerindeki yaşamın neredeyse tüm yönlerini kapsadığını görüyoruz. Bilim adamlarından birinin formüle ettiği gibi... suyu, bireysel tezahürleri bağlamında değil, kapsamlı bir şekilde incelemek gerekir.
Materyal hazırlanırken Yu.P. Rassadkin “Sıradan ve Olağanüstü Su”, Yu.Ya.Fialkov “Sıradan Çözümlerin Olağandışı Özellikleri”, Ders Kitabı “Kimyanın Temelleri” kitaplarından bilgiler kullanıldı. A. V. Manuilova, V. I. Rodionov ve diğerleri tarafından yazılan İnternet ders kitabı.
Su, gezegenimizdeki yaşamın temelidir. Ancak onun hakkında ne biliyoruz? Basit bir kimyasal formüle sahip bu madde üzerinde sonsuz bir şekilde çalışılabilir. İnsanlığın asırlık varoluş tarihi boyunca su baskın bir yer işgal etmiştir. Bu nedenle, Evrenin enginliğine koşan bilim adamları, diğer gezegenlerde biyolojik yaşamın kanıtı olacak su kaynakları bulmaya çalışıyorlar. Ne yazık ki bu tür girişimler hâlâ sonuçsuz kalıyor. Sayısız araştırma ve keşiflere rağmen, gelişiminde bizden kat kat üstün olabilecek başka uygarlıkların varlığını kanıtlayamadık.
Su varoluşumuzun temelidir
Hiçbirimiz şu soruyu nadiren sorarız: “Su nedir?” Ancak onsuz insan hayatı kesinlikle imkansızdır. Bilim, altı aylık insan embriyosunun %97'sinin sudan oluştuğunu, doğumda bu miktarın %92'ye düştüğünü, vücudun
Bir genç bu maddenin% 80'ini içerir, yetişkinlikte bu rakamlar% 70'tir ve yaşlılıkta sadece% 60'tır. Bunda, bu dünyaya genç ve güç dolu gelip, olgun bir yaşa kadar yaşamış olarak oradan ayrılmamızı sağlayan belli bir kalıp var. Her türlü diyete bağlı kalabilir, et, ekmek ve süt ürünlerinden tamamen vazgeçebilirsiniz ancak suyu diyetinizden hariç tutmak imkansızdır. Şiddetli susuzluk ile vücuttaki su hacmi %5-8 oranında azalırken, kişide halüsinasyonlar görülür, yutma fonksiyonu bozulur, görme ve işitme bozulur, bayılma meydana gelir. Daha ciddi bir sıvı eksikliği sağlığa ve hatta hayata mal olabilir. Suyun insanlar için önemi o kadar büyük ki artık bu çok işlevli madde olmadan hayatımızı hayal edemiyoruz. Ve çoğumuz, bu hayat veren ve şifa veren kaynağa bakmayı unutarak, onun varlığını hafife alırız. Su, tüm besin maddeleri ve minerallerin yanı sıra amino asitler ve vitaminler için evrensel bir çözücüdür. Vücut sıcaklığımızı düzenleyebilir, atık ürünleri ve çeşitli toksik bileşenleri vücuttan uzaklaştırabilir. Kaslarımız ana işlevini - kasılmayı - suyun yardımıyla yerine getirir. Sporcuların diyetinin her zaman artan miktarda sıvı içermesi boşuna değildir. Günlük hayatımızda su nedir? Bu, temel ve yeri doldurulamaz gıda ürünlerinden biridir. Her sabah, en sevdiğiniz yemeklerin çoğu gibi, susuz hazırlanması imkansız olan bir fincan aromatik kahve veya taze demlenmiş çay ile başlıyoruz. Bilim adamları, sağlığı korumak için bir kişinin günde 2,5 litreye kadar sıvı tüketmesi gerektiğini kanıtladılar - bu, sağlığın iyi olmasını sağlayacak, zihinsel aktiviteyi harekete geçirecek ve güç verecektir.
Su nereden geliyor?
Gezegenimizde yaklaşık 1500 milyon km3 su bulunmaktadır ve bunun yalnızca %10'u tatlı sudur. Birçok kaynak yer kabuğunun altında farklı derinliklerde bulunur - bu onların yer altı ve
Yerin derinliklerinde bu tür havuzlar, etrafı sert kayalarla çevrili ve yüksek basınç altında su içeren tuhaf damarlar şeklini alır. Kuyuların temeli olarak birkaç metre derinlikte bulunan rezervuarlar yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak bu tür su, toprağın gevşek üst tabakasıyla sürekli temas halinde olduğundan kirlenir ve her zaman ekonomik ihtiyaçlara uygun olmaz. Grönland'da bulunan Antarktika buzulları büyük tatlı su kaynaklarıdır. Ayrıca doğal kaynaklardan buharlaşma sonucu oluşan yağışlar da hayatımızda büyük rol oynamaktadır. Çeşitli fiziksel ve kimyasal yöntemler kullanarak Dünya Okyanuslarından her yıl ne kadar tatlı su elde ediyoruz? İnsanların ihtiyaçları için çoğu zaman göllerden ve nehirlerden su kullandıkları unutulmamalıdır. Baykal tek başına buna değer! Sonuçta bu, Rusya'nın genişliğinde bulunan en temiz ve en büyük doğal rezervuardır. Bu tür tankların hiçbir değeri yoktur ve gerçek bir dünya harikasıdır. Bitkiler de dahil olmak üzere canlı organizmalarda 6000 km3'ten fazla su bulunur. Bu sayede doğal su kaynakları gezegenimizin her yerine dağıtılmaktadır. Bir kişi sürekli olarak doğayla sıvı alışverişinde bulunur: ter, idrar ve nefesle sıvı damlacıklarının salınması yoluyla. Ancak çok az kişi şu soruyu soruyor: "Bu karşılıklı alışveriş durursa ne olur?" Bu durumda dehidrasyon meydana gelecektir - süreçte kendimizi zayıf hissetmeye başlayacağız, kalp atış hızımız artacak, nefes darlığı ve baş dönmesi ortaya çıkacak. Bunun sonucunda sinir ve kalp-damar sistemlerinde vücudumuzun ölümüne yol açacak geri dönüşü olmayan süreçler meydana gelebilir.
Dünya'ya uzaydan bakarsanız, bu gök cismine ne kadar mantıksız bir şekilde isim verildiğine şaşıracaksınız. Buna en uygun isim Su'dur. Astronotların gezegeni mavi bir topla karşılaştırması boşuna değil, çünkü lacivert dünya yüzeyinde var olan tüm renkleri bastırabiliyor.
Okyanus, tüm canlı organizmaların anasıdır ve birçok bilim adamı, ilk yaşamın su ortamında ortaya çıkmış olabileceği konusunda ısrarcıdır. Nispeten küçük ve kapalı bir rezervuarda, içeri akan suların yardımıyla oraya ulaşan bazı organik maddeler birikebilir. Bu tür bileşikler daha sonra katmanlı mineralin iç yüzeyinde yoğunlaştırıldı ve bu da reaksiyonlar için bir katalizör görevi görebildi. Daha sonra insanların henüz incelemediği yeni, bilinmeyen bir yaşam ortaya çıktı. Günümüzde, dünya yüzeyinin toplam alanının %70'inden fazlası doğal su kütleleri tarafından işgal edildiğinden ve yalnızca %30'u kara olduğundan, doğadaki su en yaygın madde olarak kabul edilmektedir. Su o kadar çok işlevlidir ki insanlar onu hayatlarının hemen her alanında kullanmayı öğrenmişlerdir. Hepimiz deniz kenarındaki sıcak kumların tadını çıkarmayı seviyoruz ve uzun zamandır beklediğimiz tatili sabırsızlıkla bekliyoruz, böylece neşeli ve yumuşak deniz dalgalarının yumuşak kucaklaşmasına geri dönebiliriz.
Doğal su sınıfları
Su olur:
Taze - %2,5;
Tuzlu - %97,5;
Salamura şeklinde.
Kutuplarda ve buzullarda suyun yaklaşık %75'inin donmuş olduğu, yeraltı suyunun yaklaşık %24'ünün yeraltında olduğu, nemin de %0,5'inin toprakta dağıldığı dikkate alındığında bizim için en ucuz ve en ulaşılabilir su kaynağının su olduğu ortaya çıkıyor. göller, nehirler ve diğer kara su kütleleri. Dünyadaki su rezervlerinin yalnızca %0,01'ini oluşturduklarını düşünmek korkutucu. Bu nedenle “su nedir?” Güvenle cevaplayabilirsiniz - bu, gezegenimizin en değerli hazinesidir.
Suyun özellikleri
Suyun kimyasal formülü oldukça basittir - bir oksijen atomunun iki atomla birleşimidir. Görünüşe göre daha basit olabilir, ancak daha gizemli bir madde yoktur. Su, doğada basınç ve sıcaklığa bağlı olarak üç toplanma halinde bulunabilen tek maddedir: gaz, katı ve sıvı. Bu sıvı, Dünya üzerindeki yaşam süreçlerinin ortaya çıkması ve sürdürülmesinin yanı sıra iklimin oluşması ve rahatlama için de büyük önem taşıyor.
Su, havadan sonra en hareketli maddedir. Sürekli hareket ediyor, çok uzun mesafeler kat ediyor. Güneş ısısına maruz kaldığında bitkilerin yüzeyinden, topraktan, nehirlerden, rezervuarlardan ve denizlerden oluşur. Bu, bulutlarda toplanan ve rüzgar tarafından taşınan, ardından kar veya yağmur şeklinde çeşitli kıtalara düşen su buharını üretir. Suyun, sıcaklığında gözle görülür bir düşüş olmadan ısı verme yeteneğine sahip olduğu ve dolayısıyla iklimi düzenlediği unutulmamalıdır. Suyun moleküler formülü, bu maddenin basit bir yapıya sahip olduğunu gösterir, ancak bu maddenin hala Dünya'daki yaşamın korunmasına katkıda bulunabilecek keşfedilmemiş birçok tuhaflığı olduğundan, hala çok az çalışıldığı düşünülüyor.
Suyun fiziksel özellikleri
Su veya bir kimyasal madde, kokusu ve tadı olmayan, renksiz bir sıvı olarak karşımıza çıkar. Normal koşullar altında H2O (su) sıvı agrega halinde kalırken, benzer hidrojen bileşikleri gaz halindedir. Bütün bunlar, molekülleri oluşturan atomların özel özellikleri ve aralarındaki bağların varlığıyla açıklanabilir.
Bir su damlası, zıt kutupların çektiği moleküllerden oluşur ve böylece çaba harcamadan kırılamayan kutupsal bağlar oluşturur. Her molekül, komşu molekülde bulunan negatif oksijen atomunun kabuğuna nüfuz edebilecek kadar küçük bir hidrojen iyonu içerir. Sonuç olarak bir hidrojen bağı oluşur. Suyun diyagramı, her molekülün, ikisi oksijen atomlarından, diğer ikisi ise hidrojen atomlarından oluşan dört komşu molekülle güçlü bir bağa sahip olduğunu göstermektedir. Ayrıca su bu özelliğin yüksek bir seviyesine sahiptir; cıvadan sonra ikinci sıradadır. H2O'nun bağıl viskozitesi, hidrojen bileşiklerinin moleküllerin farklı hızlarda hareket etmesine izin vermemesiyle belirlenir. Aynı nedenlerden dolayı, çözünen maddenin her molekülü hemen su molekülleri tarafından ve büyük miktarlarda çevrelendiğinden, su mükemmel bir çözücü olarak kabul edilir. Bu durumda polar bir maddenin pozitif yüklü moleküler bölgeleri oksijen atomlarını, negatif yüklü moleküler bölgeleri ise hidrojen atomlarını çeker.
Su neyle reaksiyona girer?
Bunlar aşağıdaki maddelerdir:
Aktif metaller (kalsiyum, potasyum, sodyum, baryum ve çok daha fazlası);
Halojenler (klor, flor) ve interhalojen bileşikler;
İnorganik ve karboksilik asitlerin anhidritleri;
Aktif organometalik bileşikler;
Aktif metallerin karbürleri, nitrürleri, fosfitleri, silisitleri, hidritleri;
Silanlar, boranlar;
Karbon suboksit;
Soy gaz florürleri.
Isıtıldığında ne olur?
Su reaksiyona girer:
Magnezyum, demir ile;
Metanla, kömürle;
Alkil halojenürlerle.
Bir katalizörün varlığında ne olur?
Su reaksiyona girer:
Alkenler ile;
Asetilen ile;
Nitriller ile;
Amitlerle;
Karboksilik asitlerin esterleri ile.
Suyun yoğunluğu
Suyun yoğunluğunun formülü, 3,98 derece sıcaklıkta belirli bir tepe noktasına sahip bir parabole benzer. Bu tür göstergelerle bu kimyasalın yoğunluğu 1000 kg/m3'tür. Bir rezervuarda suyun yoğunluğu sıcaklık, tuzluluk, tuzların varlığı ve üst katmanların basıncı gibi faktörlerden etkilenir. Bilim, sıcaklık ne kadar yüksek olursa maddenin hacminin o kadar büyük, yoğunluğunun da o kadar düşük olduğunu kanıtlamıştır. Su aynı özelliğe sahiptir ancak 0 o C ila 4 o C aralığında tutmaz çünkü sıcaklık arttıkça hacim azalmaya başlar. Suda çözünmüş gaz yoksa buza dönüşmeden -70 o C sıcaklığa kadar soğutulabilir. Aynı şekilde bu maddeyi 150 o C sıcaklığa getirebilirsiniz, kaynamayacaktır. Suyun formülü çok basit olmasına rağmen, özellikleri binlerce yıldır insanların bu güçlü elemente tapmasını sağlamıştır.
Suyun Sağlığa Faydaları
İnsan vücudunun tüm dokuları sudan yapılmıştır: kaslar, kemikler, akciğerler, kalp,
böbrekler, karaciğer, deri ve yağ dokusu. Gözün camsı gövdesi en fazla sıvıyı yani %99'unu, en azını ise yaklaşık %0,2'sini diş minesini içerir. Beyin su içeriği açısından da zengindir, çünkü bu madde olmadan düşünemeyiz ve bilgi oluşturamayız. Vücutta meydana gelen herhangi bir biyokimyasal reaksiyon ancak yeterli miktarda su ile en iyi şekilde ilerleyebilir, aksi takdirde metabolizmanın son ürünleri dokularda ve hücrelerde birikerek birçok ciddi hastalığın gelişmesine yol açacaktır. Bunu önlemek için uygun su tüketimini sürdürmek gerekir.
Suyun vücuttaki rolü
Su yardımcı olur:
Besinlerin, mikro elementlerin ve oksijenin çeşitli organ ve dokulara taşınması;
Atıkların, toksinlerin ve tuzların uzaklaştırılması;
Isı değişiminin normalleştirilmesi;
Hematopoez ve kan basıncının düzenlenmesi;
Eklemleri ve kasları yağlar.
Dehidrasyon belirtileri
Dehidrasyon meydana geldiğinde aşağıdaki olaylar meydana gelir:
Uyuşukluk, halsizlik;
Ağız kuruluğu, nefes darlığı;
Ateş, baş ağrısı;
Mantıksal düşüncenin ihlali, bayılma;
Kas spazmları;
Halüsinasyonlar;
Görme ve işitmenin donuklaşması;
Kolesterol plaklarının oluşumu, kan akışının bozulması;
Eklem ağrısı.
Dehidrasyon ve su alımından kaynaklanan olası hastalıklar
Aşağıdaki hastalıklar gelişebilir:
Mide ekşimesi, gastrit, kabızlık;
Safra taşlarının oluşumu;
Obezite.
Sıvı gıdaların içerdiğiler de dahil olmak üzere günde 2,5 litreye kadar sıvı içilmesi tavsiye edilir. Bir kişi sigara içiyorsa, et yiyorsa, alkol ve kahve içiyorsa günlük su alımını arttırmalıdır çünkü bu eğilimler dehidrasyonun artmasına katkıda bulunur. İyi bir gece uykusunun ardından vücudumuzdaki tüm yaşam süreçleri güçlenir, bu nedenle vücudunuzu desteklemeli ve ona ek bir su rezervi oluşturmalısınız. Gün içerisinde aktivitenin zirveye ulaştığı zamanlarda iç sistemlere ve organlara aşırı yüklenmemek için sıvıyı küçük porsiyonlar halinde almak daha iyidir. Akşamları ise tüm kısıtlamaları kaldırıp istediğiniz kadar içmelisiniz tabi ki herhangi bir sağlık sorunu yoksa.
Yemeğini içmeli misin?
Günlük su alımı eşit olarak dağıtılmalıdır; metabolik ve temizleme süreçlerini normalleştirmek, kan konsantrasyonunu ve kolesterol seviyelerini düşürmek için yemeklerden önce biraz sıvı içmek özellikle faydalıdır. Doktorlar yiyecekle birlikte yiyecek içilmesini önermezler çünkü bu durumda mide suyu seyreltilir ve yiyeceklerin sindirilme süreci yavaşlar. Vücutta su eksikliği strese neden olabilir ve kişi yakın zamanda yemek yemiş olsa bile beyne açlık sinyalleri gönderilmesine neden olabilir. Sonuç olarak sıvı rezervlerini yenilemek yerine tekrar yemek yiyecektir. Bu noktada fazla besinler yağ olarak depolanmaya başlayacak ve bu da gelecekte genel durumunuzu olumsuz yönde etkileyebilecektir. Her gün yeterli miktarda su içmek açlığı bastırabilir ve tükettiğiniz gıdaların, özellikle de yağlı gıdaların miktarını azaltabilir. Vücudumuzun kimyasal bileşimini bozabilecek aktif maddeler içerdiğinden meyve suları ve çayın tamamen temiz suyun yerini alamayacağını belirtmek gerekir. Zararlı kimyasal bileşikler içeren gazlı içecekler ilave dehidrasyona neden olabilir.
1. Hayvan ve bitkilerin vücudunda ortalama su miktarı %50'den fazladır.
2. Dünyanın mantosu Dünya Okyanusundan 10 kat daha fazla su içerir.
3. Dünya Okyanusunun ortalama derinliği 3,6 km'dir, Dünya yüzeyinin %71'ini kaplar ve serbest su rezervlerinin yaklaşık %97,6'sını içerir.
4. Dünya'da çıkıntı ve çöküntüler olmasaydı su yüzeyi karadan 3 kilometre kadar yükselirdi.
5. Buzulların tamamı eriseydi su seviyesi 64 m yükselecek ve bunun sonucunda arazinin 1/8'i sular altında kalacaktı.
6. Ortalama %35 tuzluluğa sahiptir, bu da -1,91 o C sıcaklıkta donmasını sağlar.
7. Bazı durumlarda sıfırın üzerindeki sıcaklıklarda su donabilir.
8. Nanotüplerin içinde suyun formülü değişir, molekülleri yeni bir duruma bürünür, bu da sıvının sıfır sıcaklıkta bile yayılmasını sağlar.
9. Su, güneş ışınlarının %5'e kadarını, kar ise %85'ten fazlasını yansıtabilir, ancak gün ışığının yalnızca %2'si buzun altına nüfuz edebilir.
10. Saf okyanus suyu seçici emilim ve dağılım nedeniyle mavidir.
11. Musluktan damlayan su damlacıklarını kullanarak yaklaşık 10 kilovoltluk bir voltajı yeniden üretebilirsiniz.
12. Su, sıvı halden katı hale geçerken genleşebilen az sayıdaki doğal maddeden biridir.
13. ve su, flor ile birlikte yanabilir; bu tür karışımlar, yüksek konsantrasyonlarda patlayıcı hale gelir.
Sonuç olarak
Su nedir? Bu, gezegenimizin ana yapı malzemesi olan en basit de olsa çeşitli bir bileşiktir. Hiçbir canlı organizma su olmadan yaşayamaz. O bir enerji kaynağıdır, bir bilgi taşıyıcısıdır ve gerçek bir sağlık deposudur. Uzak atalarımız bile suyun mucizevi gücüne inanıyor ve birçok rahatsızlığın tedavisinde şifalı özelliklerinden yararlanıyordu. Bizim neslimizin görevi bu güzel unsuru bozulmamış haliyle korumaktır. Torunlarımızın nispeten güvende hissetmelerini sağlamak için yapabileceğimiz çok şey var. Suyu tasarruf ederek harika ve sıcak gezegenimizde hayat kurtaracağız. Millet, sudan tasarruf edin! Dünyanın tüm hazineleri bile onun yerini dolduramaz. Su, gezegenimizin durumunun, kalbinin ve hayat veren gücünün bir yansımasıdır.
(madde sözleşmesi)
(20 °C'de)
Yüzeyin %71'i sudur
Su, yeryüzünde yaşamın oluşmasında ve sürdürülmesinde, canlı organizmaların kimyasal yapısında, iklim ve hava durumunun oluşmasında kilit öneme sahiptir.
Fiziksel ve kimyasal özellikler
Fiziksel özellikler
Suyun bir takım olağandışı özellikleri vardır:
Bütün bu özellikler hidrojen bağlarının varlığıyla ilişkilidir. Hidrojen ve oksijen atomları arasındaki elektronegatiflikteki büyük fark nedeniyle, elektron bulutları oksijene karşı güçlü bir şekilde eğilimlidir. Bundan dolayı, hidrojen iyonunun dahili elektronik katmanlara sahip olmaması ve boyutunun küçük olması nedeniyle, komşu bir molekülün negatif polarize atomunun elektron kabuğuna nüfuz edebilir. Bu nedenle, her oksijen atomu diğer moleküllerin hidrojen atomlarına çekilir ve bunun tersi de geçerlidir. Her su molekülü maksimum dört hidrojen bağına katılabilir: her biri bir arada 2 hidrojen atomu ve ikide bir oksijen atomu; Bu durumda moleküller bir buz kristalinin içindedir. Buz eridiğinde bağlardan bazıları kırılır ve bu da su moleküllerinin daha sıkı paketlenmesine olanak tanır; Su ısıtıldığında bağlar kopmaya devam eder ve yoğunluğu artar, ancak 4 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda bu etki termal genleşmeden daha zayıf hale gelir. Buharlaşma sırasında kalan tüm bağlar kopar. Bağların kırılması çok fazla enerji gerektirir; dolayısıyla yüksek sıcaklık, erime ve kaynamanın özgül ısısı ve yüksek ısı kapasitesi gerekir. Suyun viskozitesi, hidrojen bağlarının su moleküllerinin farklı hızlarda hareket etmesini engellemesinden kaynaklanmaktadır.
Su yüzeyine çarpan damla
Benzer nedenlerden dolayı su, polar maddeler için iyi bir çözücüdür. Çözünen maddenin her molekülü su molekülleri ile çevrilidir ve çözünen maddenin molekülünün pozitif yüklü kısımları oksijen atomlarını, negatif yüklü kısımları ise hidrojen atomlarını çeker. Bir su molekülünün boyutu küçük olduğundan, her bir çözünen molekülü birçok su molekülü çevreleyebilir.
Suyun bu özelliği canlılar tarafından kullanılır. Canlı bir hücrede ve hücreler arası alanda, çeşitli maddelerin sudaki çözeltileri etkileşime girer. Su, yeryüzündeki istisnasız tek hücreli ve çok hücreli tüm canlıların yaşamı için gereklidir.
Saf (kirlilikten arındırılmış) su iyi bir yalıtkandır. Normal koşullar altında su zayıf bir şekilde ayrışır ve protonların (daha kesin olarak hidronyum 3+ iyonları) ve hidroksil iyonlarının konsantrasyonu 0,1 µmol/l'dir. Ancak su iyi bir çözücü olduğundan, içinde hemen hemen her zaman belirli tuzlar çözünmüştür, yani suda pozitif ve negatif iyonlar bulunur. Bu sayede su elektriği iletir. Suyun elektriksel iletkenliği saflığını belirlemek için kullanılabilir.
Eyaletleri birleştir
Kimyasal özellikler
Su, Dünya üzerindeki en yaygın çözücüdür ve bir bilim olarak karasal kimyanın doğasını büyük ölçüde belirler. Kimyanın çoğu, bir bilim olarak başlangıcında, tam olarak maddelerin sulu çözeltilerinin kimyası olarak başladı. Bazen bir amfolit olarak kabul edilir - aynı anda hem asit hem de baz (katyon H+ anyon OH-). Suda yabancı madde bulunmadığında, hidroksit iyonlarının ve hidrojen iyonlarının (veya hidronyum iyonlarının) konsantrasyonu aynıdır, pKa ≈ yaklaşık. 16.
Suyun kendisi normal koşullar altında nispeten inerttir, ancak yüksek derecede polar molekülleri iyonları ve molekülleri çözer ve hidratlar ve kristalin hidratlar oluşturur. Solvoliz ve özellikle hidroliz, canlı ve cansız doğada meydana gelir ve kimya endüstrisinde yaygın olarak kullanılır.
Doğada su
Su araştırması
Hidroloji
Hidroloji; oşinoloji, karasal hidroloji ve hidrojeoloji olarak alt bölümlere ayrılmıştır.
Oşinoloji, okyanus biyolojisi, okyanus kimyası, okyanus jeolojisi, fiziksel oşinoloji ve okyanus-atmosfer etkileşimleri olarak alt bölümlere ayrılmıştır.
Arazi hidrolojisi nehir hidrolojisine ayrılmıştır ( nehir hidrolojisi, potamoloji), göl bilimi (limnoloji), bataklık bilimi, buzul bilimi.
Biyolojik rol
Su, dünyadaki tüm canlıların varoluş olasılığını ve yaşamını belirleyen bir madde olarak benzersiz bir rol oynar. Canlı organizmaların temel biyokimyasal işlemlerinin gerçekleştiği evrensel bir çözücü görevi görür. Suyun benzersizliği, hem organik hem de inorganik maddeleri oldukça iyi çözmesi, yüksek oranda kimyasal reaksiyon sağlaması ve aynı zamanda ortaya çıkan karmaşık bileşiklerin yeterli karmaşıklığını sağlamasıdır. Sayesinde
100 mmHg Sanat. 54 °C'de
Keşif tarihi
Ağır hidrojen su molekülleri doğal suda ilk kez 1932'de Harold Urey tarafından keşfedildi ve bu bilim adamına 1934'te Nobel Kimya Ödülü verildi. Ve zaten 1933'te Gilbert Lewis saf ağır hidrojen suyunu izole etti. Sıradan su moleküllerinin yanı sıra ağır hidrojen izotopunun oluşturduğu az miktarda ağır (D2O) ve yarı ağır (HDO) su molekülleri içeren sıradan suyun elektrolizi sırasında, kalıntı yavaş yavaş moleküllerle zenginleştirilir. bu bileşikler. Böyle bir kalıntıdan, elektrolizi birçok kez tekrarladıktan sonra, 1933'te Lewis, neredeyse% 100'ü döteryumlu bir oksijen bileşiğinin moleküllerinden oluşan ve ağır olarak adlandırılan az miktarda suyu izole eden ilk kişi oldu. Ağır su üretmeye yönelik bu yöntem, esas olarak %5-10'dan >%99'a kadar zenginleştirmenin son aşamasında kullanılmasına rağmen, günümüzde temel yöntem olmaya devam etmektedir (aşağıya bakın).
1938'in sonlarında nükleer fisyonun keşfedilmesinden ve nötron kaynaklı nükleer fisyon zincir reaksiyonlarını kullanma olasılığının farkına varılmasından sonra, nötronları yakalama reaksiyonlarında kaybetmeden etkili bir şekilde yavaşlatabilen bir madde olan bir nötron moderatörüne ihtiyaç duyuldu. Nötronlar en etkili şekilde hafif çekirdekler tarafından yönetilir ve en etkili moderatör sıradan hidrojen (protium) çekirdekleri olacaktır, ancak bunların nötron yakalama kesiti yüksektir. Buna karşılık, ağır hidrojen çok az sayıda nötron yakalar (protiumun termal nötron yakalama kesiti döteryumunkinden 100 bin kat daha fazladır). Teknik olarak en uygun döteryum bileşiği ağır sudur ve aynı zamanda bir soğutucu görevi görerek fisyon zincir reaksiyonunun meydana geldiği bölgeden üretilen ısıyı uzaklaştırır. Nükleer enerjinin ilk zamanlarından bu yana, ağır su, hem enerji üretimi hem de nükleer silahlar için plütonyum izotopları üretmek üzere tasarlanan bazı reaktörlerde önemli bir bileşen haline geldi. Ağır su reaktörleri olarak adlandırılan bu reaktörler, hizmetten çıkarma sırasında toz patlaması tehlikesi oluşturabilen ve indüklenmiş radyoaktivite (karbon-14 ve bir takım diğer radyonüklitler) içerebilen grafit moderatörler kullanılmadan doğal (zenginleştirilmemiş) uranyum üzerinde çalışabilme avantajına sahiptir. ). Bununla birlikte, çoğu modern reaktör, ılımlı nötronların kısmi kaybına rağmen, moderatör olarak normal "hafif su" ile zenginleştirilmiş uranyum kullanır.
SSCB'de ağır su üretimi
| Parametre | D2O | HDO | H2O |
|---|---|---|---|
| Erime noktası, °C | 3,82 | 2,04 | 0,00 |
| Kaynama noktası, °C | 101,4 | 100,7 | 100,0 |
| 20 °C'de yoğunluk, g/cm³ | 1,1056 | 1,054 | 0,9982 |
| Maksimum yoğunluğun sıcaklığı, °C | 11,6 | 4,0 | |
| 20 °C'de viskozite, santipuaz | 1,2467 | 1,1248 | 1,0016 |
| 25 °C'de yüzey gerilimi, dyn cm | 71,87 | 71,93 | 71,98 |
| Erime sırasında hacimdeki molar azalma, cm³/mol | 1,567 | 1,634 | |
| Molar füzyon ısısı, kcal/mol | 1,515 | 1,436 | |
| Molar buharlaşma ısısı, kcal/mol | 10,864 | 10,757 | 10,515 |
| 25 °C'de | 7,41 | 7,266 | 7,00 |
Doğada olmak
Doğal sularda her 6400-7600 protium atomuna karşılık bir döteryum atomu bulunur. Neredeyse tamamı DHO moleküllerinde bulunur; böyle bir molekül, 3200-3800 hafif su molekülünü oluşturur. Doğada iki döteryum atomunun tek bir molekülde buluşma olasılığı küçük olduğundan (yaklaşık 0,5⋅10 −7), döteryum atomlarının yalnızca çok küçük bir kısmı ağır su molekülleri D 2 O'yu oluşturur. Sudaki döteryum konsantrasyonundaki yapay bir artışla bu olasılık artar.
Biyolojik rol ve fizyolojik etkiler
Ağır su sadece biraz zehirlidir, ortamındaki kimyasal reaksiyonlar sıradan suya kıyasla biraz daha yavaştır ve döteryum içeren hidrojen bağları normalden biraz daha güçlüdür. Memeliler (fareler, sıçanlar, köpekler) üzerinde yapılan deneyler, dokulardaki hidrojenin %25'inin döteryumla değiştirilmesinin bazen geri dönüşü olmayan kısırlığa yol açtığını göstermiştir. Daha yüksek konsantrasyonlar hayvanın hızlı ölümüne yol açar; Böylece bir hafta boyunca ağır su içen memeliler, vücutlarındaki suyun yarısının döteryumla atılmasıyla ölmüş; balıklar ve omurgasızlar yalnızca vücuttaki suyun %90'ı döteryumlandığında ölürler. Protozoalar %70'lik ağır su çözeltisine uyum sağlayabilir ve algler ve bakteriler temiz, ağır suda bile yaşayabilir. Bir kişi sağlığa gözle görülür bir zarar vermeden birkaç bardak ağır su içebilir; birkaç gün içinde tüm döteryum vücuttan atılacaktır. Böylece, vestibüler aparat ile istemsiz göz hareketleri (nistagmus) arasındaki bağlantıyı incelemek için yapılan deneylerden birinde, gönüllülerden 100 ila 200 gram ağır su içmeleri istendi; kupula (yarım daire kanallarındaki jelatinimsi yapı) tarafından daha yoğun ağır suyun emilmesi sonucu kanalların endolenfindeki nötr kaldırma kuvveti bozulur ve özellikle nistagmus olmak üzere mekansal yönelimde hafif rahatsızlıklar meydana gelir. Bu etki, alkol içerken ortaya çıkan etkiye benzer (ancak ikinci durumda, etil alkolün yoğunluğu suyun yoğunluğundan daha az olduğu için kupulanın yoğunluğu azalır).
Bu nedenle ağır su, örneğin sofra tuzundan çok daha az toksiktir. Ağır su, insanlarda hipertansiyonu tedavi etmek için günde 10 ila 675 g D2O arasında değişen günlük dozlarda kullanılmıştır.
İnsan vücudu doğal bir yabancı madde olarak 5 gram ağır su ile aynı miktarda döteryum içerir; Bu döteryum esas olarak HDO yarı ağır su moleküllerinde ve ayrıca hidrojen içeren diğer tüm biyolojik bileşiklerde bulunur. [ ]
Bazı bilgiler
Lütfen bilgileri ansiklopedik bir forma dönüştürün ve makalenin uygun bölümlerine dağıtın. Vikipedi Tahkim Komitesi'nin kararına göre listeler tercihen öğelerin listeye dahil edilmesine ilişkin kriterleri içeren ikincil özetlere dayanmaktadır. |
Suyun tekrarlanan elektrolizi sırasında elektrolit kalıntısında ağır su birikir. Açık havada ağır su, sıradan sudaki buharı hızla emer, dolayısıyla higroskopik olduğunu söyleyebiliriz. Ağır su üretimi çok enerji yoğun olduğundan maliyeti oldukça yüksektir. 1935 yılında ağır suyun keşfinden hemen sonra fiyatı gram başına yaklaşık 19 dolardı. Şu anda, kimyasal reaktif tedarikçileri tarafından satılan, %99 at. döteryum içeriğine sahip ağır suyun maliyeti, 1 kg satın alındığında gram başına yaklaşık 1 euro'dur, ancak bu fiyat, kimyasal reaktifin kontrollü ve garantili kalitesine sahip bir ürünü ifade eder; Daha düşük kalite gereksinimleriyle fiyat çok daha düşük olabilir.
Başvuru
Ağır hidrojen suyunun en önemli özelliği pratikte nötronları absorbe etmemesi, bu nedenle nükleer reaktörlerde nötronları yumuşatmak için ve soğutucu olarak kullanılmasıdır. Aynı zamanda kimya, biyoloji ve hidroloji, tarımsal kimya vb. Alanlarda izotop göstergesi olarak kullanılır (canlı organizmalarla yapılan deneyler ve insanlar üzerinde yapılan teşhis çalışmaları dahil). Parçacık fiziğinde nötrinoları tespit etmek için ağır su kullanılır; Böylece, en büyük güneş nötrino dedektörü SNO (Kanada) 1000 ton ağır su içermektedir.
Döteryum, kontrollü termonükleer füzyona dayalı, geleceğin enerji sektörü için nükleer bir yakıttır. Bu tipteki ilk enerji reaktörlerinin reaksiyonu gerçekleştirmesi bekleniyor D + T → 4 He + n + 17,6 MeV .
Bazı ülkelerde (örneğin Avustralya), ağır suyun ticari dolaşımı hükümet kısıtlamalarına tabidir; bu, silah yapımında kullanılan plütonyum üretimine uygun "izinsiz" doğal uranyum reaktörleri oluşturmak için kullanımının teorik olasılığı ile ilişkilidir.
Diğer ağır su türleri
Yarı ağır su
Yarı ağır su da ayırt edilir (aynı zamanda döteryum suyu, monodöteryum suyu, döteryum hidroksit), yalnızca bir hidrojen atomunun döteryum ile değiştirildiği. Bu tür suyun formülü şu şekilde yazılır: DHO veya ²HHO. İzotop değişim reaksiyonları nedeniyle DHO'nun resmi bileşimine sahip olan suyun aslında DHO, D2O ve H2O moleküllerinin bir karışımından (yaklaşık 2: 1: 1 oranında) oluşacağına dikkat edilmelidir. . Bu nokta aynı zamanda THO ve TDO için de geçerlidir.
Süper ağır su
Süper ağır su, yarı ömrü 12 yıldan fazla olan trityum içerir. Özelliklerine göre aşırı ağır su ( T2O) normalden çok daha belirgin bir şekilde farklıdır: 104 °C'de kaynar, +9 °C'de donar ve 1,21 g/cm³ yoğunluğa sahiptir. Süper ağır suyun dokuz çeşidinin tamamı bilinmektedir (yani, az çok saf makroskopik numuneler halinde elde edilmiştir): THO, TDO ve T 2 O, oksijenin üç kararlı izotopunun (16 O, 17 O ve 18 O) her biri ile ). Bazen süper ağır suya, eğer karışıklığa yol açmıyorsa, basitçe ağır su denir. Süper ağır suyun radyotoksisitesi yüksektir.
Suyun ağır oksijen izotop modifikasyonları
Terim ağır su aynı zamanda ağır oksijenli su için de kullanılır; burada olağan hafif oksijen 16 O, ağır kararlı izotoplar 17 O veya 18 O'dan biri ile değiştirilir. Ağır oksijen izotopları doğal bir karışımda mevcuttur, bu nedenle doğal su her zaman her ikisinin bir karışımını içerir. Ağır oksijen modifikasyonları. Fiziksel özellikleri de sıradan sudan biraz farklıdır; Dolayısıyla 1H 2 18 O'nun donma noktası +0,28 °C'dir.
Ağır oksijenli su, özellikle 1 H 2 18 O, onkolojik hastalıkların tanısında kullanılır (onkolojik hastalıkların teşhisi için ilaçların sentezinde kullanılan bir siklotron üzerinde flor-18 izotopu elde edilir. özellikle 18-fdg).
Suyun toplam izotopik modifikasyon sayısı
Mümkün olan her şeyi sayarsanız radyoaktif olmayan H2O genel formülüne sahip bileşikler, o zaman suyun olası izotopik modifikasyonlarının toplam sayısı yalnızca dokuzdur (çünkü iki kararlı hidrojen izotopu ve üç oksijen izotopu vardır):
- H 2 16 O - hafif su veya sadece su
- H 2 17 Ç
- H 2 18 O - ağır oksijenli su
- HD 16 O - yarı ağır su
- HD 17Ç
- HD 18 Ç
- D 2 16 O - ağır su
- D 2 17 Ç
- D 2 18 Ç
Trityum dikkate alındığında sayıları 18'e çıkar:
- T 2 16 O - aşırı ağır su
- T 2 17 Ç
- T 2 18 Ç
- DT 16 O
- DT 17 O
- DT 18 O
- HT 16O
- HT 17 O
- HT 18 O
Böylece, hariç yaygın, doğada en yaygın olanı "hafif" su 1 H 2 16 O olmak üzere toplam 8 adet radyoaktif olmayan (kararlı) ve 9 adet radyoaktif “ağır su” bulunmaktadır.
Su, doğadaki en yaygın maddelerden biridir (hidrosfer, Dünya yüzeyinin %71'ini kaplar). Su, jeolojide ve gezegenin tarihinde hayati bir rol oynar. Su olmadan canlı organizmalar var olamaz. Gerçek şu ki, insan vücudunun neredeyse %63 - %68'i sudur. Her canlı hücredeki hemen hemen tüm biyokimyasal reaksiyonlar sulu çözeltilerdeki reaksiyonlardır... Kimya endüstrisi işletmelerinde, ilaç ve gıda ürünlerinin üretimindeki teknolojik süreçlerin çoğu çözeltilerde (çoğunlukla sulu) gerçekleşir. Ve metalurjide su son derece önemlidir ve yalnızca soğutma için değildir. Hidrometalurjinin (çeşitli reaktiflerin çözeltileri kullanılarak cevherlerden ve konsantrelerden metallerin çıkarılması) önemli bir endüstri haline gelmesi tesadüf değildir.
Suyun rengi yok, tadı yok, kokusu yok.
anlatılamazsın, keyif alırsın,
ne olduğunu bilmeden. Bunu söylemek imkansız
yaşam için gerekli olan şey: sen yaşamın kendisisin.
Bizi sevinçle tatmin ediyorsun,
duygularımızla açıklanamayan bir durum.
Seninle gücümüz geri dönüyor,
zaten veda ettiğimiz kişi.
Senin lütfunla içimizde yeniden başlıyorlar
kalbimizin kuru pınarları fokurduyor.
(A. de Saint-Exupéry. İnsanların Gezegeni)
“Su dünyadaki en muhteşem maddedir” konulu bir makale yazdım. Bu konuyu seçtim çünkü en alakalı konu bu, çünkü su Dünya üzerindeki en önemli maddedir, onsuz hiçbir canlı organizma var olamaz ve hiçbir biyolojik, kimyasal reaksiyon veya teknolojik süreç meydana gelemez.
Su dünyadaki en şaşırtıcı maddedir
Su tanıdık ve sıradışı bir maddedir. Ünlü Sovyet bilim adamı Akademisyen I.V. Petryanov, su hakkındaki popüler bilim kitabını "dünyanın en olağanüstü maddesi" olarak nitelendirdi. Ve Biyoloji Bilimleri Doktoru B.F. Sergeev tarafından yazılan "Eğlenceli Fizyoloji", su hakkında bir bölümle başlıyor - "Gezegenimizi Yaratan Madde".
Bilim adamları kesinlikle haklı: Dünya üzerinde bizim için sıradan sudan daha önemli olan hiçbir madde yoktur ve aynı zamanda özellikleri, özellikleri kadar çelişki ve anormalliklere sahip olacak başka bir madde de yoktur.
Gezegenimizin yüzeyinin neredeyse 3/4'ü okyanuslar ve denizler tarafından işgal edilmiştir. Sert su (kar ve buz) arazinin %20'sini kaplar. Gezegenin iklimi suya bağlıdır. Jeofizikçiler, eğer su olmasaydı Dünya'nın çok daha önce soğuyacağını ve cansız bir taş parçasına dönüşeceğini iddia ediyor. Çok yüksek ısı kapasitesine sahiptir. Isıtıldığında ısıyı emer; soğuyunca onu verir. Dünyadaki su, çok fazla ısıyı hem emer hem de geri verir ve böylece iklimi "eşitleştirir". Ve Dünya'yı kozmik soğuktan koruyan şey, atmosfere dağılmış olan - bulutlar halinde ve buhar şeklinde - su molekülleridir... Su olmadan yapamazsınız - bu, Dünya'daki en önemli maddedir.
Su molekülünün yapısı
Suyun davranışı "mantıksızdır". Suyun katıdan sıvıya ve gaza geçişinin olması gerekenden çok daha yüksek sıcaklıklarda gerçekleştiği ortaya çıktı. Bu anormallikler için bir açıklama bulundu. H2O su molekülü bir üçgen şeklinde inşa edilmiştir: iki oksijen-hidrojen bağı arasındaki açı 104 derecedir. Ancak her iki hidrojen atomu da oksijenin aynı tarafında bulunduğundan içindeki elektrik yükleri dağılır. Su molekülü polardır, bu da farklı moleküller arasındaki özel etkileşimin nedenidir. Kısmi pozitif yüke sahip olan H2O molekülündeki hidrojen atomları, komşu moleküllerin oksijen atomlarının elektronlarıyla etkileşime girer. Bu kimyasal bağa hidrojen bağı denir. H2O moleküllerini uzaysal bir yapıya sahip benzersiz polimerler halinde birleştirir; hidrojen bağlarının bulunduğu düzlem, aynı H20 molekülünün atomlarının düzlemine diktir. Su molekülleri arasındaki etkileşim, öncelikle erime ve kaynamanın anormal derecede yüksek sıcaklıklarını açıklar. Hidrojen bağlarını gevşetmek ve ardından yok etmek için ek enerji sağlanması gerekir. Ve bu enerji çok önemlidir. Bu arada suyun ısı kapasitesinin bu kadar yüksek olmasının nedeni budur.
H 2 O'nun hangi bağları vardır?
Bir su molekülü iki polar kovalent bağ H-O içerir.
Oksijen atomunun iki tek elektronlu p bulutu ile iki hidrojen atomunun tek elektronlu S bulutlarının örtüşmesi nedeniyle oluşurlar.
Bir su molekülünde oksijen atomunun dört elektron çifti vardır. Bunlardan ikisi kovalent bağların oluşumunda rol oynar; bağlayıcıdır. Diğer iki elektron çifti bağ oluşturmaz.
Bir molekülde dört kutup yükü vardır: ikisi pozitif, ikisi negatif. Oksijen hidrojenden daha elektronegatif olduğundan pozitif yükler hidrojen atomları üzerinde yoğunlaşmıştır. İki negatif kutup, oksijenin bağlanmayan iki elektron çiftinden gelir.
Molekülün yapısının böyle anlaşılması, başta buzun yapısı olmak üzere suyun birçok özelliğini açıklamayı mümkün kılar. Buz kristali kafesinde her molekül diğer dört molekülle çevrilidir. Düzlemsel bir görüntüde bu şu şekilde temsil edilebilir:
 |  |
Diyagram, moleküller arasındaki bağlantının bir hidrojen atomu aracılığıyla gerçekleştirildiğini göstermektedir:
Bir su molekülünün pozitif yüklü hidrojen atomu, başka bir su molekülünün negatif yüklü oksijen atomuna çekilir. Bu bağa hidrojen bağı denir (noktalarla gösterilir). Hidrojen bağının gücü kovalent bağdan yaklaşık 15-20 kat daha zayıftır. Bu nedenle, örneğin suyun buharlaşması sırasında gözlemlenen hidrojen bağı kolayca kırılır.
Sıvı suyun yapısı buzunkine benzer. Sıvı suda moleküller de hidrojen bağları aracılığıyla birbirine bağlanır, ancak suyun yapısı buzunkinden daha az "serttir". Sudaki moleküllerin termal hareketi nedeniyle bazı hidrojen bağları kırılır ve diğerleri oluşur.
H 2 O'nun fiziksel özellikleri
Su, H 2 O, kokusuz, tatsız, renksiz sıvı (kalın tabakalar halinde mavimsi); yoğunluk 1 g/cm3 (3,98 derecede), t pl = 0 derece, t kaynama = 100 derece.
Suyun farklı türleri vardır: sıvı, katı ve gaz.
Su, karasal koşullar altında her üç toplanma durumunda da mevcut olan doğadaki tek maddedir:
sıvı - su
sert buz
gazlı - buhar
Sovyet bilim adamı V.I. Vernadsky şunları yazdı: “Gezegenimizin tarihinde su, ana, en iddialı jeolojik süreçlerin gidişatı üzerindeki etkisi açısından onunla karşılaştırılabilecek hiçbir doğal cisim yoktur. Hiçbir dünyevi madde yoktur - bir kaya. mineral, onu içermeyecek canlı bir beden. Tüm dünyevi maddeye nüfuz etmiş ve onun tarafından kucaklanmıştır.”
H 2 O'nun kimyasal özellikleri
Suyun kimyasal özelliklerinden moleküllerinin iyonlara ayrışma (parçalanma) yeteneği ve suyun farklı kimyasal yapıdaki maddeleri çözme yeteneği özellikle önemlidir. Suyun ana ve evrensel çözücü olarak rolü, öncelikle moleküllerinin polaritesi (pozitif ve negatif yük merkezlerinin yer değiştirmesi) ve bunun sonucunda son derece yüksek dielektrik sabiti ile belirlenir. Zıt elektrik yükleri ve özellikle iyonlar suda, havaya göre 80 kat daha zayıf bir şekilde birbirlerine çekilirler. Suya batırılmış bir cismin molekülleri veya atomları arasındaki karşılıklı çekim kuvvetleri de havaya göre daha zayıftır. Bu durumda termal hareketin molekülleri ayırması daha kolaydır. Bu nedenle çözünmesi zor birçok madde de dahil olmak üzere çözünme meydana gelir: Bir damla bir taşı aşındırır...
Su moleküllerinin iyonlara ayrışması (bozunması):
H 2 O → H + +OH veya 2H 2 O → H 3 O (hidroksi iyonu) +OH
normal koşullar altında son derece önemsizdir; Ortalama olarak 500.000.000 molekülden bir tanesi ayrışır. Yukarıdaki denklemlerden ilkinin tamamen koşullu olduğu unutulmamalıdır: Elektron kabuğundan yoksun bir proton H, sulu bir ortamda hemen bulunamaz. hidroksi iyonu H3O'yu oluşturur. Su moleküllerinin ortaklarının aslında çok daha ağır iyonlara bozunduğu bile kabul edilir, örneğin,
8H 2 O → HgO 4 +H 7 O 4 ve H 2 O → H + +OH - reaksiyonu, gerçek sürecin yalnızca oldukça basitleştirilmiş bir diyagramıdır.
Suyun reaktivitesi nispeten düşüktür. Doğru, bazı aktif metaller hidrojeni ondan uzaklaştırabilir:
2Na+2H20 → 2NaOH+H2,
ve serbest florin atmosferinde su yanabilir:
2F 2 +2H 2 Ö → 4HF+O 2.
Sıradan buz kristalleri ayrıca moleküler bileşiklerin benzer moleküler bileşenlerinden oluşur. Böyle bir kristalde atomların "paketlenmesi" iyonik değildir ve buz ısıyı iyi iletmez. Sıfıra yakın sıcaklıklarda sıvı suyun yoğunluğu buzunkinden daha fazladır. 0°C'de 1 g buz 1,0905 cm3 hacim kaplar ve 1 g sıvı su 1,0001 cm3 hacim kaplar. Ve buz yüzer, bu nedenle su kütleleri donmaz, sadece buzla kaplanır. Bu, suyun başka bir anormalliğini ortaya çıkarır: Eridikten sonra ilk önce büzülür ve ancak daha sonra 4 derecelik bir dönüşte sonraki süreçte genişlemeye başlar. Yüksek basınçlarda, sıradan buz, buz - 1, buz - 2, buz - 3 vb. - bu maddenin daha ağır ve daha yoğun kristal formlarına dönüştürülebilir. Şu ana kadarki en sert, en yoğun ve en dayanıklı buz, 3 kiloPa basınçta elde edilen 7'dir. 190 derecede erir.
Doğada su döngüsü
İnsan vücuduna milyonlarca kan damarı nüfuz etmektedir. Büyük atardamarlar ve toplardamarlar vücudun ana organlarını birbirine bağlar, daha küçük olanlar ise onları her yönden iç içe geçirir ve en ince kılcal damarlar hemen hemen her hücreye ulaşır. İster bir çukur kazarken, ister sınıfta otururken, ister mutlulukla uyurken, kan sürekli olarak içlerinden akar ve beyni ve mideyi, böbrekleri ve karaciğeri, gözleri ve kasları insan vücudunun tek bir sistemine bağlar. Kan ne için gereklidir?
Kan, akciğerlerden oksijeni ve mideden besinleri vücudunuzdaki her hücreye taşır. Kan, vücudun en tenha köşeleri dahil olmak üzere her yerden atık ürünleri toplayarak onu karbondioksitten ve tehlikeli maddeler de dahil olmak üzere diğer gereksiz maddelerden arındırır. Kan, vücutta farklı organların çalışmasını düzenleyen ve koordine eden hormonlar gibi özel maddeler taşır. Başka bir deyişle kan, vücudun farklı kısımlarını tek bir sistemde, tutarlı ve etkili bir organizmada birleştirir.
Gezegenimizin de bir dolaşım sistemi var. Dünyanın kanı sudur ve kan damarları nehirler, dereler, dereler ve göllerdir. Ve bu sadece bir karşılaştırma değil, sanatsal bir metafor. Dünyadaki su, insan vücudundaki kanla aynı rolü oynuyor ve bilim adamlarının yakın zamanda belirttiği gibi nehir ağının yapısı, insan dolaşım sisteminin yapısına çok benziyor. "Doğanın arabacısı" - büyük Leonardo da Vinci'nin su dediği şey budur; topraktan bitkilere, bitkilerden atmosfere geçen, nehirlerden kıtalardan okyanuslara akan ve hava akımlarıyla geri dönen, birbirine bağlayan odur. Doğanın çeşitli bileşenlerinin birbirleriyle etkileşimi, onları tek bir coğrafi sisteme dönüştürüyor. Su basitçe bir doğal bileşenden diğerine geçmez. Kan gibi, yanında çok miktarda kimyasal taşır ve bunları topraktan bitkilere, karadan göllere ve okyanuslara, atmosferden karaya ihraç eder. Tüm bitkiler toprakta bulunan besin maddelerini çözünmüş haldeyken yalnızca su ile tüketebilir. Topraktan bitkilere su akışı olmasaydı, en zengin topraklarda yetişenler bile tüm bitkiler, bir altın sandığı üzerinde açlıktan ölen bir tüccar gibi "açlıktan" ölürdü. Su nehirlerin, göllerin ve denizlerin sakinlerine besin sağlar. İlkbaharda karların erimesi sırasında veya yaz yağmurlarının ardından tarlalardan ve çayırlardan neşeyle akan dereler, yol boyunca toprakta depolanan kimyasalları toplayarak rezervuar sakinlerine ve denizlere getirerek gezegenimizin kara ve su alanlarını birbirine bağlar. . En zengin “sofra”, besin taşıyan nehirlerin göllere ve denizlere aktığı yerlerde oluşur. Bu nedenle, kıyıdaki bu tür alanlar - haliçler - su altı yaşamının isyanıyla ayırt edilir. Peki çeşitli coğrafi sistemlerin yaşam faaliyetleri sonucunda ortaya çıkan atıkları kim ortadan kaldırıyor? Yine su, hızlandırıcı olarak bu işlevi yalnızca kısmen yerine getiren insanın dolaşım sisteminden çok daha iyi çalışır. İnsanların şehirlerden, endüstriyel ve tarımsal işletmelerden gelen atıklarla çevreyi zehirlediği günümüzde suyun arındırıcı rolü özellikle önemlidir. Yetişkin insan vücudu yaklaşık 5-6 kg içerir. Çoğu vücudunun farklı bölgeleri arasında sürekli olarak dolaşan kan. Dünyamızın yaşamının ne kadar suya ihtiyacı var?
Yeryüzündeki kayaların parçası olmayan tüm sular “hidrosfer” kavramıyla birleştirilmiştir. Ağırlığı o kadar büyüktür ki genellikle kilogram veya ton cinsinden değil, kilometreküp cinsinden ölçülür. Bir kilometreküp, her kenarı 1 km olan ve sürekli su ile dolu bir küptür. 1 km3 suyun ağırlığı 1 milyar tona eşittir. Tüm dünya 1,5 milyar km3 su içerir, bu da ağırlık olarak yaklaşık 1500000000000000000 tondur! Kişi başına 1,4 km3 su, yani 250 milyon ton içecek, istemiyorum!
Ama ne yazık ki her şey o kadar basit değil. Gerçek şu ki, bu hacmin %94'ü dünya okyanuslarının çoğu ekonomik amaca uygun olmayan sularından oluşuyor. Sadece %6'sı kara suyudur ve bunun sadece 1/3'ü tatlıdır. Hidrosferin toplam hacminin yalnızca %2'si. Bu tatlı suyun büyük kısmı buzullarda yoğunlaşmıştır. Bunlardan çok daha azı dünya yüzeyinin altında (sığ yer altı su ufuklarında, yer altı göllerinde, topraklarda ve atmosferik buharlarda) bulunur. İnsanların çoğunlukla su aldığı nehirlerin payı çok küçüktür - 1,2 bin km 3. Canlı organizmalarda aynı anda bulunan toplam su miktarı kesinlikle önemsizdir. Yani insanlar ve diğer canlılar tarafından tüketilebilecek kadar su yok. Peki neden insanlar ve hayvanlar için tükenmiyor? Bitkiler suyu buharlaştırarak atmosfere verir ve nehirler onu okyanuslara taşır.
Neden Dünya'da su bitmiyor?
İnsan dolaşım sistemi, kanın sürekli olarak aktığı, oksijen ve karbondioksiti, besin maddelerini ve atık ürünleri taşıyan kapalı bir devredir. Bu akış hiçbir zaman bitmez çünkü bir daire ya da halkadır ve bildiğimiz gibi “halkanın sonu yoktur.” Gezegenimizin su şebekesi de aynı prensibe göre tasarlanmıştır. Dünyadaki su sürekli bir döngü içerisindedir ve bir bağlantıdaki kayıp, diğer bağlantıdan alınan su ile anında telafi edilir. Su döngüsünün arkasındaki itici güç güneş enerjisi ve yerçekimidir. Su döngüsü nedeniyle hidrosferin tüm parçaları yakından birleşmiştir ve doğanın diğer bileşenlerini birbirine bağlar. Gezegenimizdeki su döngüsü en genel haliyle şu şekildedir. Güneş ışığının etkisi altında su, okyanus ve kara yüzeyinden buharlaşarak atmosfere girer ve kara yüzeyinden buharlaşma hem nehirler ve rezervuarlar hem de toprak ve bitkiler tarafından gerçekleştirilir. Suyun bir kısmı yağmurla birlikte hemen okyanusa geri döner, bir kısmı da rüzgarlar tarafından karaya taşınarak yağmur ve kar şeklinde düşer. Toprağa giren su kısmen emilir, toprak nemi ve yeraltı suyu rezervlerini yeniler; toprak nemi kısmen yüzey boyunca nehirlere ve rezervuarlara akar; toprak nemi kısmen bitkilere geçerek onu atmosfere buharlaştırır ve kısmen akar. nehirlere ancak daha düşük bir hızda. Yüzey akarsuları ve yeraltı sularıyla beslenen nehirler, suyu okyanuslara taşıyarak kaybını telafi eder. Su yüzeyinden buharlaşır, atmosfere geri döner ve döngü sona erer. Suyun doğanın tüm bileşenleri ve dünya yüzeyinin tüm kısımları arasındaki aynı hareketi, milyonlarca yıl boyunca sürekli ve kesintisiz olarak gerçekleşir.
Su döngüsünün tamamen kapanmadığını söylemek gerekir. Atmosferin üst katmanlarına düşen bir kısmı güneş ışığının etkisiyle ayrışır ve uzaya gider. Ancak bu küçük kayıplar, volkanik patlamalar sırasında dünyanın derin katmanlarından su temini ile sürekli olarak yenilenmektedir. Bundan dolayı hidrosferin hacmi giderek artar. Bazı hesaplamalara göre 4 milyar yıl önce hacmi 20 milyon km3, yani. modern olandan yedi bin kat daha küçüktü. Gelecekte, Dünya'nın mantosundaki su hacminin 20 milyar km3 olarak tahmin edildiği göz önüne alındığında, Dünya'daki su miktarı da görünüşe göre artacaktır - bu, hidrosferin mevcut hacminden 15 kat daha fazladır. Hidrosferin ayrı kısımlarındaki su hacmini, bunlara ve döngünün komşu kısımlarına su akışıyla karşılaştırarak, su değişiminin aktivitesini belirlemek mümkündür, yani. Dünya Okyanusu, atmosfer veya topraktaki su hacminin tamamen yenilenebileceği süredir. Kutup buzullarındaki sular en yavaş yenilenir (8 bin yılda bir). Ve en hızlı yenilenen şey nehir suyudur; bu su, Dünya üzerindeki tüm nehirlerde 11 günde tamamen değişir.
Gezegenin su açlığı
"Dünya inanılmaz maviliğin gezegenidir"! — Ay'a indikten sonra uzak Uzaydan dönen Amerikalı astronotlar heyecanla bildirdiler. Ve yüzeyinin 2/3'ünden fazlası denizler ve okyanuslar, buzullar ve göller, nehirler, göletler ve rezervuarlar tarafından işgal edilmişse gezegenimiz farklı görünebilir mi? Peki peki adı manşetlere çıkan fenomen ne anlama geliyor? Dünya'da bu kadar çok su kütlesi varsa ne tür bir "açlık" olabilir? Evet, Dünya'da gereğinden fazla su var. Ancak bilim adamlarına göre Dünya gezegenindeki yaşamın ilk önce suda ortaya çıktığını ve ancak daha sonra karaya çıktığını unutmamalıyız. Organizmalar evrim sürecinde milyonlarca yıldır suya olan bağımlılıklarını sürdürmüşlerdir. Su, vücutlarını oluşturan ana “yapı malzemesidir”. Bu, aşağıdaki tablolardaki rakamları analiz ederek kolayca doğrulanabilir:
Bu tablonun son rakamı bir kişinin 70 kg ağırlığında olduğunu göstermektedir. 50 kg içerir. su! Ancak insan embriyosunda bundan daha fazlası var: üç günlük bir embriyoda - %97, üç aylık bir embriyoda - %91, sekiz aylık bir embriyoda - %81.
“Su açlığı” sorunu, çeşitli fizyolojik süreçler sırasında sürekli nem kaybı yaşandığından vücutta belirli miktarda suyun tutulması ihtiyacıdır. Ilıman bir iklimde normal varoluş için bir kişinin içme ve yemekten günde yaklaşık 3,5 litre su alması gerekir; çölde bu oran en az 7,5 litreye çıkar. Bir kişi yemeksiz yaklaşık kırk gün, susuz ise çok daha az - 8 gün yaşayabilir. Özel tıbbi deneylere göre, vücut ağırlığının% 6-8'i kadar nem kaybıyla kişi yarı bayılma durumuna düşer,% 10'luk bir kayıpla halüsinasyonlar başlar,% 12'si ile kişi hiçbir şey yapamaz. özel tıbbi bakım gerektirmeden daha uzun süre iyileşir ve% 20'lik bir kayıpla kaçınılmaz ölüm olur. Birçok hayvan nem eksikliğine iyi uyum sağlar. Bunun en ünlü ve çarpıcı örneği “çöl gemisi” devedir. Sıcak bir çölde içme suyu tüketmeden çok uzun süre yaşayabilir ve performansından ödün vermeden orijinal ağırlığının %30'una kadar kaybedebilir. Böylece özel testlerden birinde bir deve kavurucu yaz güneşi altında 8 gün çalışarak 100 kilo verdi. 450 kg'dan itibaren. başlangıç ağırlığı. Ve onu suya getirdiklerinde 103 litre su içerek eski kilosuna kavuştu. Bir devenin hörgücünde biriken yağı dönüştürerek 40 litreye kadar nem elde edebildiği tespit edilmiştir. Jerboa ve kanguru faresi gibi çöl hayvanları, içme suyunu hiç tüketmezler; tıpkı develer gibi, yalnızca yiyeceklerden aldıkları neme ve kendi yağlarının oksidasyonu sırasında vücutlarında oluşan suya ihtiyaç duyarlar. Bitkiler büyümeleri ve gelişmeleri için daha fazla su tüketirler. Bir lahana başı günde ortalama bir litreden fazla su “içer”; bir ağaç ise ortalama 200 litreden fazla su içer. Elbette bu oldukça yaklaşık bir rakamdır; farklı doğal koşullardaki farklı ağaç türleri, çok çok farklı miktarlarda nem tüketir. Böylece çölde yetişen saksaul minimum miktarda nem israfına neden olur ve bazı yerlerde "pompa ağacı" olarak adlandırılan okaliptüs büyük miktarda suyu kendi içinden geçirir ve bu nedenle ekimleri bataklıkları kurutmak için kullanılır. Colchis Ovası'nın bataklık sıtmalı toprakları bu şekilde müreffeh bir bölgeye dönüştürüldü.
Zaten gezegenimizin nüfusunun yaklaşık %10'u temiz suya sahip değil. Ve tüm insanlığın yaklaşık %25'inin yaşadığı kırsal bölgelerdeki 800 milyon hanenin akan suya sahip olmadığını dikkate alırsak, "su açlığı" sorunu gerçekten küresel hale geliyor. Nüfusun yaklaşık %90'ının kalitesiz su kullandığı gelişmekte olan ülkelerde özellikle akuttur. Temiz su eksikliği, insanlığın ilerici gelişimini sınırlayan en önemli faktörlerden biri haline geliyor.
Su tasarrufuyla ilgili satın alınan sorular
Su, insan ekonomik faaliyetinin her alanında kullanılmaktadır. Su kullanmayan herhangi bir üretim prosesini adlandırmak neredeyse imkansızdır. Sanayinin hızla gelişmesi ve kentsel nüfus artışı nedeniyle su tüketimi artıyor. Su kaynaklarının ve kaynaklarının tükenmesinden ve ayrıca atık su kirliliğinden korunması konuları büyük önem taşımaktadır. Herkes kanalizasyonun su kütlelerinin sakinlerine verdiği zararı bilir. İnsanlar ve Dünya'daki tüm yaşam için daha da korkunç olanı, nehir sularında tarlalardan yıkanan zehirli kimyasalların ortaya çıkmasıdır. Yani milyar birim su başına 2,1 birim pestisit (endrin) varlığı, içindeki tüm balıkları öldürmeye yeterlidir. Yerleşim yerlerinden gelen atık suların arıtılmadan nehirlere boşaltılması insanlık için büyük bir tehdit oluşturuyor. Bu sorun, atık suyun rezervuarlara boşaltılmadığı, arıtıldıktan sonra teknolojik sürece geri döndürüldüğü teknolojik süreçlerin uygulanmasıyla çözülmektedir.
Şu anda çevrenin ve özellikle doğal rezervuarların korunmasına büyük önem verilmektedir. Bu sorunun önemi dikkate alındığında ülkemizde doğal kaynakların korunması ve akılcı kullanımına ilişkin bir kanun çıkarılmamıştır. Anayasa şöyle diyor: "Rusya vatandaşları doğaya bakmak ve onun zenginliğini korumakla yükümlüdür."
Su türleri
Bromlu su - Br2'nin su içindeki doymuş çözeltisi (ağırlıkça %3,5 Br2). Bromlu su, analitik kimyada bir oksitleyici madde, bromlayıcı bir maddedir.
Amonyak suyu - Ham kok fırını gazı, gazın soğutulması nedeniyle yoğunlaşan veya NH3'ün yıkanması için özel olarak içine enjekte edilen suyla temas ettiğinde oluşur. Her iki durumda da zayıf veya yıkayıcı adı verilen amonyaklı su elde edilir. Bu amonyaklı suyun buharla damıtılması ve ardından geri akış ve yoğunlaştırma yoluyla, soda üretiminde sıvı gübre vb. olarak kullanılan konsantre amonyak suyu (ağırlıkça% 18 - 20 NH3) elde edilir.
| # 7732 · 11/15/2018 Moskova saatiyle 17:18 · kaydedilen IP adresi · · | |
teşekkür ederim, rapor için iyi olacak) | |