Woda

Article

February 7, 2023

Woda jest przezroczystą cieczą, która tworzy rzeki, jeziora, oceany i deszcz. Jest głównym składnikiem płynu żywych istot. Jako związek chemiczny cząsteczka wody zawiera jeden atom tlenu i dwa atomy wodoru, które są połączone wiązaniami kowalencyjnymi. Woda jest cieczą w standardowej temperaturze i ciśnieniu otoczenia, chociaż często występuje na Ziemi wraz z jej stanem stałym, lodem; aw stanie gazowym opary (para wodna). Występuje również w postaci śniegu, mgły, rosy i chmur. Woda pokrywa 71% powierzchni Ziemi. Jest niezbędny dla wszystkich znanych form życia. Na Ziemi 96,5% wody planetarnej znajduje się w morzach i oceanach, 1,7% to wody gruntowe, 1,7% w lodowcach i czapach lodowych Antarktydy i Grenlandii, a niewielka część znajduje się w innych zbiornikach wodnych, a 0,001% w powietrzu. para wodna, chmury (tworzące się przez lód i wodę w stanie ciekłym zawieszoną w powietrzu) ​​oraz opady.Tylko 2,5% wody na Ziemi to woda słodka, a 98,8% tej wody znajduje się w lodzie (z wyjątkiem lodu z chmur) i wodach gruntowych. Mniej niż 0,3% całej słodkiej wody znajduje się w rzekach, jeziorach i atmosferze, a jeszcze mniejsza ilość słodkiej wody na Ziemi (0,003%) znajduje się w organizmach biologicznych i produktach przemysłowych.Woda na Ziemi nieustannie porusza się w cyklu hydrologicznym parowania i transpiracji (ewapotranspiracji), kondensacji, opadów i spływu, zwykle docierającego do morza. Parowanie i transpiracja przyczyniają się do opadów gleby. Woda wykorzystywana do produkcji towarów lub usług nazywana jest wodą wirtualną. Bezpieczna woda pitna jest niezbędna dla ludzi i innych form życia, chociaż nie dostarcza kalorii ani organicznych składników odżywczych. Dostęp do bezpiecznej wody pitnej poprawił się w ostatnich dziesięcioleciach w prawie każdej części świata,chociaż około miliard ludzi nadal nie ma dostępu do bezpiecznej wody pitnej, a około 2,5 miliarda nie ma odpowiednich warunków sanitarnych. Istnieje wyraźna korelacja między dostępem do bezpiecznej wody a produktem krajowym brutto na mieszkańca. Jednak niektórzy obserwatorzy oszacowali, że do 2025 r. ponad połowa światowej populacji będzie zagrożona niewystarczającym dostępem do bezpiecznej wody. Raport z listopada 2009 r. sugeruje, że do 2030 r. zapotrzebowanie na wodę przekroczy podaż o 50% w niektórych rozwijających się regionach świata. Woda odgrywa ważną rolę w światowej gospodarce, ponieważ działa jako rozpuszczalnik dla szerokiej gamy chemikaliów i ułatwia przemysłowe chłodzenie i transport. Około 70% świeżej wody zużywanej przez ludzi jest wydawane na rolnictwo.Istnieje wyraźna korelacja między dostępem do bezpiecznej wody a produktem krajowym brutto na mieszkańca. Jednak niektórzy obserwatorzy oszacowali, że do 2025 r. ponad połowa światowej populacji będzie zagrożona niewystarczającym dostępem do bezpiecznej wody. Raport z listopada 2009 r. sugeruje, że do 2030 r. zapotrzebowanie na wodę przekroczy podaż o 50% w niektórych rozwijających się regionach świata. Woda odgrywa ważną rolę w światowej gospodarce, ponieważ działa jako rozpuszczalnik dla szerokiej gamy chemikaliów i ułatwia przemysłowe chłodzenie i transport. Około 70% świeżej wody zużywanej przez ludzi jest wydawane na rolnictwo.Istnieje wyraźna korelacja między dostępem do bezpiecznej wody a produktem krajowym brutto na mieszkańca. Jednak niektórzy obserwatorzy oszacowali, że do 2025 r. ponad połowa światowej populacji będzie zagrożona niewystarczającym dostępem do bezpiecznej wody. Raport z listopada 2009 r. sugeruje, że do 2030 r. zapotrzebowanie na wodę przekroczy podaż o 50% w niektórych rozwijających się regionach świata. Woda odgrywa ważną rolę w światowej gospodarce, ponieważ działa jako rozpuszczalnik dla szerokiej gamy chemikaliów i ułatwia przemysłowe chłodzenie i transport. Około 70% świeżej wody zużywanej przez ludzi jest wydawane na rolnictwo.ponad połowa światowej populacji będzie zagrożona niewystarczającym dostępem do bezpiecznej wody. Raport z listopada 2009 r. sugeruje, że do 2030 r. zapotrzebowanie na wodę przekroczy podaż o 50% w niektórych rozwijających się regionach świata. Woda odgrywa ważną rolę w światowej gospodarce, ponieważ działa jako rozpuszczalnik dla szerokiej gamy chemikaliów i ułatwia przemysłowe chłodzenie i transport. Około 70% świeżej wody zużywanej przez ludzi jest wydawane na rolnictwo.ponad połowa światowej populacji będzie zagrożona niewystarczającym dostępem do bezpiecznej wody. Raport z listopada 2009 r. sugeruje, że do 2030 r. zapotrzebowanie na wodę przekroczy podaż o 50% w niektórych rozwijających się regionach świata. Woda odgrywa ważną rolę w światowej gospodarce, ponieważ działa jako rozpuszczalnik dla szerokiej gamy chemikaliów i ułatwia przemysłowe chłodzenie i transport. Około 70% świeżej wody zużywanej przez ludzi jest wydawane na rolnictwo.

Właściwości chemiczne

Polaryzacja to nierównomierny rozkład ładunku w cząsteczkach. Jest to spowodowane separacją ładunków ze względu na nierównomierny rozkład elektronów w cząsteczce. Atom tlenu na czele cząsteczki jest elektroujemny (ma tendencję do przyciągania elektronów), więc jeden koniec cząsteczki ma częściowo ładunek ujemny, a drugi koniec cząsteczki, wokół atomów wodoru, ma częściowo ładunek dodatni. Powoduje to asymetrię cząsteczek wody – dwa atomy wodoru są przyłączone do atomu tlenu pod kątem 104,5°. Polaryzacja w dużej mierze determinuje inne właściwości wody. Kohezja to właściwość cząsteczek wody do tworzenia wiązań wodorowych z bliskimi cząsteczkami. Wiązanie wodorowe jest tworzone przez wzajemne przyciąganie i spontaniczny kierunek cząsteczek, tak że elektroujemny atom tlenu jednej z nich łączy się z elektrododatnimi atomami wodoru innych cząsteczek wody.Wiązania wodorowe między sąsiednimi cząsteczkami są stale zrywane i ponownie tworzone (typowe wiązanie ma żywotność kilku mikrosekund), a każda cząsteczka wody w stanie ciekłym jest połączona z około 3½ sąsiednimi cząsteczkami, co daje dużą trójwymiarową sieć, czyli lity lód. Bardzo poprawny. Warunki spójności: wysokie napięcie powierzchniowe wody, kapilarność, wysoka temperatura wrzenia, ciepło właściwe i ciepło parowania. Ciepło właściwe to ilość ciepła, jaką otrzymuje gram substancji w celu podniesienia jej temperatury o 1°C (dla wody jest to 1,0 cal/g). Jego wysoka zawartość w wodzie jest spowodowana ekspansją wiązań wodorowych. Energia, która w innych cieczach zwiększa ruch pomiędzy cząsteczkami rozpuszczalnika (podnosi temperaturę), jest wykorzystywana w wodzie do rozbijania wiązań wodorowych pomiędzy sąsiednimi cząsteczkami. Roztwory wodne są tak,dzięki wiązaniom wodorowym, zwolnionym z dużych zmian temperatury. Ciepło parowania to ilość energii potrzebna do przekształcenia jednego grama cieczy w parę. Wartość ta jest wysoka dla wody, ponieważ wiązania wodorowe muszą zostać rozłożone w trakcie procesu. Ta właściwość sprawia, że ​​woda jest doskonałą chłodnicą.

cząsteczki H2O

Woda jest bezwonną i pozbawioną smaku cieczą, która jest obecna niemal wszędzie: w oceanach, morzach, rzekach, jeziorach, w postaci gazowej w chmurach, zamarznięta w lodowcach lub w dużych podziemnych basenach pod wapiennymi skałami. Woda jest stale wykorzystywana przez żywy świat, który nie może bez niej żyć. Organizm ludzki składa się z 72% wody i stale pobiera i wydala nowe ilości. Woda ma kluczowe znaczenie dla przemiany materii w organizmie, ponieważ umożliwia trawienie i późniejsze rozpuszczanie pokarmu w komórkach, ale także oczyszczanie komórek z odpadów. Uważa się, że około ośmiu szklanek wody należy codziennie pić do organizmu, ale nie jest to naukowo uzasadnione, ponieważ wiele osób pije znacznie mniej wody. Aby zaspokoić ogromne zapotrzebowanie na wodę, cywilizacja ludzka czerpie wodę z ziemi, z rzek lub z morza, a następnie poprzez wodociągi dostarcza ją do miast, mieszkań i fontann. Cała woda,obserwowane chemicznie składa się z tej samej cząsteczki H2O. To mówi nam, że woda składa się z dwóch atomów wodoru (X) i jednego atomu tlenu (O). Właściwości elektryczne i wygląd przestrzenny tej cząsteczki są naprawdę specyficzne, więc decydują o wielu dobrze znanych właściwościach wody.

Zagregowane stany

W zależności od temperatury i ciśnienia odległości między cząsteczkami wody są mniejsze lub większe, a połączenia między nimi silniejsze lub słabsze, więc woda występuje w kilku stanach: stałym, ciekłym i gazowym. Przejście wody z jednego stanu skupienia do drugiego uzyskuje się poprzez podwyższenie lub obniżenie temperatury. Woda przechodzi w stan gazowy po podgrzaniu do temperatury 100 ° C. W stanie gazowym cząsteczki wody są na tyle daleko od siebie, że mogą poruszać się chaotycznie bez większego zderzenia. Przejście wody ze stanu ciekłego w stan gazowy nazywa się parowaniem. W stanie ciekłym cząsteczki wody znajdują się bliżej i przyjmują postać naczynia, w którym się znajdują. Stan stały uzyskuje się przez schłodzenie do temperatury 0 ° C. W stanie stałym cząsteczki wody prawie się nie poruszają i tworzą stałą sieć krystaliczną. W przeciwieństwie do stanów ciekłych i gazowych,stan stały nie musi przybierać postaci naczynia, w którym się znajduje, lecz ma postać kryształów. Mniej wiadomo, że woda częściowo odparowuje nawet w temperaturach poniżej 100°C, ale nie w dużych ilościach. To parowanie pozwala wodzie stale krążyć w naturze, od ziemi do chmur, a następnie z powrotem w postaci deszczu i innych opadów. Śnieg to także woda, ponieważ każdy płatek śniegu jest kryształkiem lodu o niewielkich rozmiarach. Przejście wody ze stanu stałego do gazowego nazywa się sublimacją.Przejście wody ze stanu stałego do gazowego nazywa się sublimacją.Przejście wody ze stanu stałego do gazowego nazywa się sublimacją.

Anomalia wodna

Anomalia wody jest bardzo ważna dla życia wszystkich stworzeń wodnych. Jest to właściwość polegająca na tym, że woda zimniejsza niż 4°C zawsze wypływa na powierzchnię. Lód ma mniejszą gęstość niż woda w stanie ciekłym, więc unosi się na powierzchni. Woda jest najgęstsza w temperaturze 4 ° C, więc w zamarzniętych rzekach cała woda zimniejsza niż 4 ° C wypłynie na powierzchnię. Anomalia wody sprawia, że ​​rzeki i jeziora nigdy nie zamarzają do dna, dzięki czemu żywe istoty w rzekach zimują w ciepłej wodzie. Ze względu na geometrię swojej cząsteczki, woda posiada szereg specyficznych właściwości, takich jak napięcie powierzchniowe – charakterystyczne, że woda tworzy na swojej powierzchni membranę, która pozwala wodzie zawsze pozostawać razem i m.in. stopniowo tworzyć kropelki wody. Woda bardzo rzadko jest czysta, bez dodatków i zanieczyszczeń. Woda zawierająca tylko cząsteczki H2O,nazywana jest destylowaną i pozyskiwana jest w zakładach przemysłowych i laboratoriach w procesach chemicznej destylacji.

Konduktor

Woda jest uważana za dobry przewodnik prądu. To nie do końca prawda, ponieważ czysta woda, H2O, zwykle nie przewodzi prądu. Prąd przepływa przez wodę dzięki rozpuszczonym minerałom. Woda zawierająca wyjątkowo dużą ilość minerałów nazywana jest wodą mineralną. Zawiera pewne związki przydatne dla organizmu. Bąbelki znajdujące się w wodzie butelkowanej to najczęściej dodatek przemysłowy dodawany w celu wydłużenia okresu przydatności do spożycia i lepszego smaku (do wszystkich napojów gazowanych dodawany jest gazowy dwutlenek węgla CO2). W przeciwieństwie do słodyczy, ilość mineralnego chlorku sodu NaCl (sól kuchenna) jest rozpuszczona w wodzie morskiej. Woda jest również doskonałym rozpuszczalnikiem, dzięki czemu może być używana wielokrotnie. Gdy woda jest cieplejsza, rozpuszczanie jest szybsze.

Twarda woda

Woda może być twarda i miękka. Dzieje się tak, ponieważ w każdej wodzie rozpuszczają się setki minerałów i innych związków. Ilości tych związków są dość małe, ale są one bardzo ważne dla świata żywego. Gdy zawartość minerałów i związków w wodzie jest wysoka, mówi się, że woda jest twarda, a gdy zawartość jest niska, mówi się, że woda jest miękka.

Znaczenie

Ze względu na swoje znaczenie dla przetrwania człowieka woda zajmuje również ważne miejsce w kulturze. Większość religii świata przywiązuje symboliczne znaczenie do sposobów oczyszczenia zarówno z brudu materialnego, jak i duchowego. Biblia wspomina o wodzie 442 razy. W religiach politeistycznych, wśród starożytnych Greków i Rzymian, każde źródło wody miało własnego boga patrona. Grecki filozof Empedokles uważał wodę za jeden z czterech żywiołów, obok powietrza, ognia i ziemi, wierząc, że z nich składa się cały świat. Woda zwykle symbolizuje obojętność. Niewłaściwa eksploatacja i zanieczyszczenie zagrażają światowym dostawom wody. Według UNESCO w ciągu najbliższych 20 lat rezerwy wody pitnej zmniejszą się o 30%. Szacuje się, że już 40% ludności świata nie ma wystarczającej ilości wody na codzienne potrzeby.Według WaterAid co 15 sekund jedno dziecko umiera na chorobę przenoszoną przez wodę.

Rodzaje wód naturalnych

Woda nie występuje w przyrodzie w postaci czystej chemicznie, ponieważ po drodze wchodzi w kontakt, rozpuszcza się i przyjmuje różne substancje. Właściwości wody zależą od ilości i rodzaju tych składników. Ze względu na swój charakter woda dzieli się na atmosferyczne, powierzchniowe i podziemne. Woda atmosferyczna powstaje z opadów atmosferycznych, takich jak deszcz, śnieg i lód. Zawiera rozpuszczone gazy, z którymi mają kontakt, takie jak tlen i dwutlenek węgla. Zawiera trochę kurzu i sadzy z ciał stałych oraz trochę soli w pobliżu morza. Wody powierzchniowe to te, które leżą na powierzchni gleby. Woda ta powstaje z wody atmosferycznej, która spada bezpośrednio na powierzchnię Ziemi lub wpływa do niej z powierzchni gleby. Wody gruntowe znajdują się poniżej poziomu gruntu. Powstaje w wyniku przenikania opadów atmosferycznych z cieków powierzchniowych do tzw.warstwy wodoszczelne (w obrębie powierzchni Ziemi) składające się ze skał o małej porowatości efektywnej. Ta woda jest jedną z najczystszych, dlatego często jest używana do picia ze względu na takie właściwości.

Charakterystyka i dystrybucja

Woda jest najobficiej występującą cieczą na Ziemi (objętość ~ 1500 x 109 km³) i najważniejszym (polarnym) rozpuszczalnikiem, który rozpuszcza ciecze, gazy i wiele ciał stałych. Ze względu na swoją polarność woda ma doskonałą zdolność rozpuszczania różnych rodzajów materii. Woda jest niezbędnym składnikiem organizmów żywych (do 90% wagowych wody) i jest niezbędna do życia wszystkich organizmów żywych. Naukowcy twierdzą, że istoty żywe składają się głównie z wody i stanowią trzy czwarte (lub więcej niż dwie trzecie) całkowitej powierzchni Ziemi. Zdjęcia Ziemi z kosmosu pokazują, że duża część powierzchni Ziemi pokryta jest wodą, około 70%. Pod wpływem promieniowania słonecznego wody powierzchniowe nieustannie odparowują do atmosfery (tzw. obieg wody w przyrodzie), gdzie kondensują (tworząc w atmosferze chmury deszczowe lub śnieżne) i powracają w postaci opadów (deszcz, śnieg, grad). rosa, szron i mgła).w ten sposób przenosząc duże masy wody na kontynenty. Nazywa się to globalnym cyklem hydrologicznym, który ma ogromny wpływ na klimat. W troposferze woda stanowi 80% gazów cieplarnianych i powoduje zatrzymywanie ciepła oraz wzrost globalnej temperatury. Najprostszym podziałem wody jest podział na słodką (~4% na Ziemi) i słoną. Większość wody na Ziemi jest słona (morze, oceany). Znany jest również podział wód na płynne (rzeki) i stojące (np. jeziora, stawy, bagna). Lodowce zajmują szczególne miejsce, gdzie woda ma stałą postać. Dystrybucja wody (ułamek objętościowy) Oprócz picia, przygotowywania żywności i mycia, woda jest szeroko stosowana do nawadniania gruntów rolnych. Woda jako dobry rozpuszczalnik dostarcza roślinom minerałów i jest niezbędna do fotosyntezy,a w ludzkim ciele, jako główny składnik płynów ustrojowych, dostarcza wszystkim narządom składników odżywczych i usuwa z organizmu produkty przemiany materii. Woda jest podstawowym składnikiem wszystkich żywych organizmów. W niektórych organizmach stanowi 99% ich masy, au ludzi około 70%. Wszystkie procesy biologiczne zachodzą wyłącznie w środowisku wodnym, chociaż istnieją organizmy, które mogą przetrwać stan całkowitego odwodnienia przez długi czas. Metabolizm, wzrost i reprodukcja takich organizmów rozpoczynają się dopiero po nawodnieniu. Makrocząsteczki biologiczne (białka, kwasy nukleinowe, polisacharydy) zawierają ściśle związaną wodę, niezbędną do ich biologicznie aktywnej konformacji. Woda jest nie tylko rozpuszczalnikiem, w którym działają enzymy, ale także bezpośrednim metabolitem; substrat jest całkowicie hydrolityczny i jest produktem ubocznym wielu reakcji biosyntezy. Żywy organizm nieustannie pobiera i uwalnia wodę,co nazywa się cyklem wodnym. Organizmy wodne wymieniają wodę przez dyfuzję. U roślin lądowych wymiana ta odbywa się głównie za pomocą mechanizmów fizycznych (siły kapilarne w korzeniu; transpiracja). Zwierzęta lądowe i ludzie muszą pić wodę lub zdobywać żywność zawierającą wodę. Tracą wodę przez mocz, kał, oddychanie i pocenie się. Wydalanie wody jest niezbędne metabolicznie, ponieważ pozwala pozbyć się z organizmu bezużytecznych i szkodliwych substancji rozpuszczalnych w wodzie. W wielu organizmach pocenie się jest częścią procesu termoregulacji. Kluczowym warunkiem zrównoważonego rozwoju jest utrzymanie czystości wody w naturalnych zbiornikach i ciekach wodnych. Najważniejszą częścią ochrony środowiska jest zapobieganie zanieczyszczeniu wody (tlenowe oczyszczanie ścieków i badanie jakości wody).U roślin lądowych wymiana ta odbywa się głównie za pomocą mechanizmów fizycznych (siły kapilarne w korzeniu; transpiracja). Zwierzęta lądowe i ludzie muszą pić wodę lub zdobywać żywność zawierającą wodę. Tracą wodę przez mocz, kał, oddychanie i pocenie się. Wydalanie wody jest niezbędne metabolicznie, ponieważ pozwala pozbyć się z organizmu bezużytecznych i szkodliwych substancji rozpuszczalnych w wodzie. W wielu organizmach pocenie się jest częścią procesu termoregulacji. Kluczowym warunkiem zrównoważonego rozwoju jest utrzymanie czystości wody w naturalnych zbiornikach i ciekach wodnych. Najważniejszą częścią ochrony środowiska jest zapobieganie zanieczyszczeniu wody (tlenowe oczyszczanie ścieków i badanie jakości wody).U roślin lądowych wymiana ta odbywa się głównie za pomocą mechanizmów fizycznych (siły kapilarne w korzeniu; transpiracja). Zwierzęta lądowe i ludzie muszą pić wodę lub zdobywać żywność zawierającą wodę. Tracą wodę przez mocz, kał, oddychanie i pocenie się. Wydalanie wody jest niezbędne metabolicznie, ponieważ pozwala pozbyć się z organizmu bezużytecznych i szkodliwych substancji rozpuszczalnych w wodzie. W wielu organizmach pocenie się jest częścią procesu termoregulacji. Kluczowym warunkiem zrównoważonego rozwoju jest utrzymanie czystości wody w naturalnych zbiornikach i ciekach wodnych. Najważniejszą częścią ochrony środowiska jest zapobieganie zanieczyszczeniu wody (tlenowe oczyszczanie ścieków i badanie jakości wody).kał, oddychanie i pocenie się. Wydalanie wody jest niezbędne metabolicznie, ponieważ pozwala pozbyć się z organizmu bezużytecznych i szkodliwych substancji rozpuszczalnych w wodzie. Pocenie się jest częścią procesu termoregulacji wielu organizmów. Kluczowym warunkiem zrównoważonego rozwoju jest utrzymanie czystości wody w naturalnych zbiornikach i ciekach wodnych. Najważniejszą częścią ochrony środowiska jest zapobieganie zanieczyszczeniu wody (tlenowe oczyszczanie ścieków i badanie jakości wody).kał, oddychanie i pocenie się. Wydalanie wody jest niezbędne metabolicznie, ponieważ pozwala pozbyć się z organizmu bezużytecznych i szkodliwych substancji rozpuszczalnych w wodzie. W wielu organizmach pocenie się jest częścią procesu termoregulacji. Kluczowym warunkiem zrównoważonego rozwoju jest utrzymanie czystości wody w naturalnych zbiornikach i ciekach wodnych. Najważniejszą częścią ochrony środowiska jest zapobieganie zanieczyszczeniu wody (tlenowe oczyszczanie ścieków i badanie jakości wody).Najważniejszą częścią ochrony środowiska jest zapobieganie zanieczyszczeniu wody (tlenowe oczyszczanie ścieków i badanie jakości wody).Najważniejszą częścią ochrony środowiska jest zapobieganie zanieczyszczeniu wody (tlenowe oczyszczanie ścieków i badanie jakości wody).

Dostawanie

Woda może być otrzymywana przez bezpośrednią syntezę z wodoru i tlenu i powstaje jako produkt w wielu innych reakcjach chemicznych. Może być rozkładany na wodór i tlen przez elektrolizę, z dodatkiem silnego elektrolitu w celu zwiększenia przewodności roztworu (czysta woda przewodzi prąd, ale jest bardzo słabym elektrolitem) lub przez rozkład termiczny do ponad 1000 ° C ( poprzez przenoszenie pary wodnej przez gorący drut platynowy). W czystej wodzie występuje równowaga autojonizacji wody, czyli tzw. autoprotoliza, w której jedna cząsteczka wody działa jak kwas, a druga jak zasada: H2O + H2O <--> H3O + + OH-, a więc woda jest amfoteryczna. Woda reaguje chemicznie z tlenkami metali tworząc zasady i tworzy kwasy z tlenkami niemetali. Ważną reakcją wody jest hydroliza. Woda jest włączona do sieci krystalicznej wielu soli, dając sole uwodnione. Czysta woda jest słabo zjonizowana,więc stężenie molowe powstałych jonów jest bardzo niskie ([H3O +] [OH-] 10-7 mol / dm³, w 25 ° C). Czysta woda jest neutralna, tj. pH 7. Ze względu na polarny charakter swojej cząsteczki woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem wielu związków jonowych i polarnych, dlatego woda naturalna (woda w naturze) nigdy nie jest chemicznie czysta, ponieważ rozpuszcza minerały z gleby i najczęściej zawiera wapń, kationy magnezu i sodu, aniony wodorowęglanowe, chlorkowe i siarczanowe. Woda taka nazywana jest wodą twardą, ponieważ podczas jej gotowania powstają nierozpuszczalne produkty (najczęściej węglan wapnia, CaCO3), które słabo przenoszą ciepło, przez co materiał ogrzewanego naczynia przegrzewa się i słabną jego właściwości mechaniczne. Jest to szczególnie szkodliwe dla urządzeń AGD (pralki i kotły) oraz wysokociśnieniowych kotłów parowych w przemyśle.Dlatego woda naturalna (oprócz deszczówki) do zastosowań technicznych musi być zmiękczona. Twardość węglanowa (początkowa) wody, spowodowana przez wodorowęglany wapnia i magnezu, można usunąć przez gotowanie wody lub dodanie sody lub mieszaniny sody i wapna, co powoduje wytrącanie się nierozpuszczalnych węglanów. Woda jest jednorodną mieszaniną właśnie ze względu na substancje rozpuszczone, którymi mogą być związki chemiczne (np. siarczan magnezu lub chlorek magnezu w morzu) lub jony metali: kationy (np. Ca2+, Mg2+), aniony (np. CO32-), następnie cząsteczki (np. CO2 w wodzie mineralnej) oraz szereg innych substancji, które niestety dostają się do wody jako zanieczyszczenia (np. fosforany).Woda jest jednorodną mieszaniną właśnie ze względu na substancje rozpuszczone, którymi mogą być związki chemiczne (np. siarczan magnezu lub chlorek magnezu w morzu) lub jony metali: kationy (np. Ca2+, Mg2+), aniony (np. CO32-), następnie cząsteczki (np. CO2 w wodzie mineralnej) oraz szereg innych substancji, które niestety dostają się do wody jako zanieczyszczenia (np. fosforany).Woda jest jednorodną mieszaniną właśnie ze względu na substancje rozpuszczone, którymi mogą być związki chemiczne (np. siarczan magnezu lub chlorek magnezu w morzu) lub jony metali: kationy (np. Ca2+, Mg2+), aniony (np. CO32-), następnie cząsteczki (np. CO2 w wodzie mineralnej) oraz szereg innych substancji, które niestety dostają się do wody jako zanieczyszczenia (np. fosforany).

Biegunowość

Cząsteczka wody ma moment dipolowy, tj. cząsteczka wody jest polarna. W chemii obowiązuje zasada: "polarny rozpuszcza się w polarnym", co oznacza, że ​​rozpuszcza się w podobnym, czyli tzw. cząsteczki polarne rozpuszczą się w wodzie. Najpopularniejszym rozpuszczalnikiem jest woda. Rozpuszczalność materii w wodzie nie jest jednolita, ale zależy od struktury materii. Rozpuszczalność zmienia się wraz ze zmianą ciśnienia i temperatury, w której następuje rozpuszczanie. Na przykładzie chlorku sodu zdysocjowanego w wodzie rozkłada się on na uwodnione jony: Na + (aq) i Cl- (aq), proces ten można opisać równaniem: NaCl (s) -> Na + ( aq ) + Cl- (aq)

Dejonizacja i twardość wody

Woda dejonizowana powstaje poprzez usuwanie rozpuszczonych soli za pomocą wymieniaczy jonowych i jest stosowana jako substytut wody destylowanej. Jak nie węglanowa (stała) twardość wody, spowodowana przez wszystkie inne sole rozpuszczone w wodzie, nie może być w ten sposób usunięta. W celu usunięcia całkowitej twardości wody (węglanowej i niewęglanowej) dejonizację wody przeprowadza się za pomocą wymieniacza jonowego. W Międzynarodowym Układzie Jednostek (SI) całkowita twardość wody wyrażana jest jako stężenie molowe jonów ziem alkalicznych w wodzie (jednostka miary mol/L). Chociaż nie ma jednoznacznej tabeli twardości wody, ogólnie uważa się, że woda zawierająca mniej niż 1,6 mmol/L jonów wapnia jest miękka (np. deszczówka), 1,6 do 3,2 mmol/L umiarkowanie twarda, od 3, 2 do 4,6 mmol/L twarda (np. woda z kranu) i bardzo twarda ze stężeniem jonów wapnia powyżej 4,6 mmol/L. Tak więc w zależności od ilości substancji rozpuszczonych,wody dzielą się na wody miękkie i twarde. Wcześniej twardość wody była podawana w różnych jednostkach, m.in. w niemieckich stopniach twardości (° dH), więc 1° dH odpowiadało ilości jonów Ca2+, Mg2+ lub Fe2+, co odpowiada stężeniu masowemu tlenku wapnia (CaO) 10 mg/dm³.

Woda morska

Woda morska nazywana jest wodą mórz i oceanów. Zawiera znaczne ilości rozpuszczonych soli (ponad 35 g/L), a dzięki obecności wapnia i magnezu w postaci chlorków i siarczanów woda morska jest bardzo twarda. Powoduje korozję metali, betonu i niektórych rodzajów kamienia. Ma wyraźnie słony smak, ale można go stosować do picia po odsalaniu słonego jeziora lub wody morskiej (solenie).

Destylacja wody (woda destylowana)

Proces oddzielania substancji rozpuszczonych od wody nazywa się destylacją wody. Woda chemicznie czysta nazywana jest wodą redestylowaną. Woda destylowana (od łacińskiego słowa destillare: kapati; łac. aqua destillata; woda demineralizowana, woda zmiękczona) to woda destylowana (woda częściowo zmiękczona), która nie zawiera rozpuszczonych substancji stałych, czyli tzw. z którego usunięto twardość węglanową. Woda destylowana nadal nie jest chemicznie czystą wodą, ale może zawierać jedynie niewielkie lub nieznaczne ilości lotnych zanieczyszczeń. Uzyskuje się je metodą jednokrotnej lub wielokrotnej destylacji, czyli tzw. poprzez odparowanie wody i skraplanie (kondensację) pary wodnej, która uwalnia wodę z rozpuszczonych gazów i rozpuszczonych lub zawieszonych ciał stałych (zwykle różne minerały) oraz kondensuje czystą parę wodną (H2O).Destylacja metodami konwencjonalnymi ze względu na wysokie zużycie energii jest dość kosztowną procedurą. Dzięki wykorzystaniu energii odnawialnej, takiej jak energia słoneczna, koszty są znacznie niższe. Woda destylowana w wolnej sprzedaży jest znacznie czystsza niż woda źródlana. Woda destylowana nie nadaje się do picia ze względu na mdły smak. Znajduje zastosowanie w farmacji, medycynie, chemii (jako rozpuszczalnik i do celów technicznych), przemyśle (akumulatory, jako surowiec w różnych procesach technologicznych, jako środek przenoszenia ciepła lub materii), w energii do zamiany energii kinetycznej na elektryczność, jako para w elektrociepłowniach do ogrzewania i chłodzenia itp. W ostatnich czasach woda destylowana jest coraz częściej zastępowana przez chemicznie czystą wodę, otrzymywaną przez oczyszczanie wody za pomocą wymieniacza jonowego, a taką wodę nazywa się wodą dejonizowaną.Woda destylowana jest w równowadze z dwutlenkiem węgla z powietrza i ma przewodność około 0,8 × 10-6 S x cm-1. Wielokrotna destylacja pod próżnią dała przewodność 0,043 x 10-6 S x cm-1 w 18°C. Ta ograniczająca przewodność jest spowodowana jonizacją wody. Odparowując taką wodę do sucha, w większości przypadków odparowuje ona bez pozostałości węglanowych, jak ma to miejsce w przypadku wody mineralnej.

Woda pitna

Woda naturalna, która zawiera wodorowęglan wapnia (Ca (HCO3) 2), chlorek wapnia i siarczan wapnia, nazywana jest wodą twardą. Woda pitna, pod ziemią, studnią i powierzchnią, jest czystą i całkowicie przezroczystą wodą, bezwonną i bezbarwną, a dla dobrego smaku powinna zawierać rozpuszczony tlen, dwutlenek węgla i sole rozpuszczalne (NaCl, NaHCO3) itp. Jeżeli woda zawiera bakterie chorobotwórcze, materię organiczną, azotany, azotyny i amoniak oraz sole żelaza (pozwalające na rozwój glonów), sole manganu (nadające wodzie zły smak) lub inne szkodliwe substancje, wodę należy oczyścić tlenem utlenianie z powietrza i dezynfekcja chlorem lub ozonem.

Woda deszczowa

Woda deszczowa jest częścią opadów atmosferycznych, która jest spłukiwana z powierzchni bezpośrednio lub pośrednio do systemów wodnych. Ze względu na rosnące zanieczyszczenie atmosfery i gleby występuje znaczne zanieczyszczenie wód naturalnych. Na terenach zabudowanych jest zbierana i odprowadzana razem ze ściekami lub oddzielnie. Taka woda zawiera kurz i trochę rozpuszczonych gazów z atmosfery, a nie ma rozpuszczonych soli, więc ma mdły smak, chociaż czasami jest używana do picia.

Woda w glebie

Woda w glebie to woda zawarta w glebie, do której dotarła na drodze filtracji lub absorpcji. Może to być woda adechy, kapilarna lub gruntowa. Woda Adeje to woda, która znajduje się w górnej warstwie gleby i jest zatrzymywana przez siły wzajemnego oddziaływania molekularnego między cząstkami gleby i wchłoniętą wodą. Woda kapilarna to woda wypełniająca najwęższe pory gleby pod wpływem napięcia powierzchniowego, występująca wraz ze wzrostem wilgotności gleby. Woda gruntowa to woda znajdująca się w gruncie, czyli tzw. w zagłębieniach gleby. Wody gruntowe w skałach o porowatości międzykrystalicznej nazywane są wodami gruntowymi. Wody gruntowe to woda, która może płynąć pod działaniem siły grawitacji. W związanych skałach woda gromadzi się i przepływa przez szczeliny. Na obszarze krasowym pod ziemią spływają znaczne ilości wody. Woda artezyjska to woda gruntowa znajdująca się pod pewnym ciśnieniem w warstwie przepuszczalnej dla wody pomiędzy warstwami wodoszczelnymi.

Ścieki

Ścieki to woda z rozpuszczonymi i zawieszonymi odpadami z gospodarstw domowych, przemysłu i rolnictwa. Ścieki surowe to zanieczyszczenia, które przedostają się do wód naturalnych (rzek i mórz) przez kanały lub wody opadowe w procesie wymywania gleby (zrzuty rozproszone). Ze względu na złożony skład ścieków wymagany jest szereg procedur oczyszczania, które umożliwiają ich ponowne wykorzystanie lub bezpieczne odprowadzanie do wód naturalnych. Ścieki to woda wykorzystywana w gospodarstwie domowym lub przemyśle i zwykle jest tak zanieczyszczona, że ​​nie wolno jej odprowadzać do cieków wodnych bez oczyszczenia. W ostatnich czasach zanieczyszczenie wody odpadami przemysłowymi stanowi ogromne zagrożenie dla utrzymania równowagi biologicznej w rzekach, jeziorach i morzach.

Woda mineralna

Woda mineralna to woda naturalna, która zawiera ponad 1 g wszystkich rozpuszczonych soli w jednym litrze. Po odparowaniu takiej wody do sucha w większości przypadków pozostają węglany. Każda butelka naturalnej wody mineralnej zawiera informację o jej składzie, a co za tym idzie o liczbie jonów wapnia i magnezu.

Ciężka woda

Ciężka woda pod względem chemicznym to tlenek deuteru (D2O), a w praktyce jest to woda technicznie wzbogacona deuterem (tzw. ciężki wodór).

Zobacz więcej

Bibliografia

Literatura

Zewnętrzne linki

Jej Królewskiej Mości Woda źródłem życia i konfliktu, artykuł specjalny nr 161 czasopisma Odbrana, Zvonimir Pešić, 1 i 15 stycznia 2015. Woda, RTS Kwadratura koła - oficjalny kanał Fakty naukowe o środkach dezynfekujących wodę Wierne podsumowanie autorstwa GreenFacts z wiodącego naukowego raportu konsensusu dotyczącego środków dezynfekujących do wody pitnej opublikowanego przez Międzynarodowy Program Bezpieczeństwa Chemicznego WHO. Światowe Forum Wody Światowy Program Oceny Wody Raport ONZ na temat Światowego Rozwoju Wody Organizacja Narodów Zjednoczonych GEMS / Program Wodny Struktura i zachowanie wody Sztokholm Międzynarodowy Instytut Wody (SIWI) BBC: Debata na temat wody Woda - największa tajemnica naszych czasów "Večernje novosti", feuilleton , czerwiec 2015)

Original article in Serbian language