Роль воды в природе

Внеклассное мероприятие

Учитель первой квалификационной категории МБОУ «Школа № 10» Приволжского района г.Казани

Нургалеева Г. Ф.

Обычна ли обычная вода ?

Физические свойства воды обусловлены особенностями её строения

Вода – самое распространенное неорганическое соединение на нашей планете.

Океан, покрывающий почти всю нашу планету, на котором миллион лет назад зародилась жизнь – это вода. Тучи, облака, туманы, роса, несущие влагу всему живому на земной поверхности, -- это тоже вода. Бескрайние ледяные пустыни полярных областей, снеговые покровы, застилающие почти половину планеты, -- и это вода.

Общий запас воды на Земле составляет 1359000 м 3 . Около 70% поверхности планеты покрыто морями и океанами, но эта вода – соленая. На долю пресной воды приходится 2,8%, причем 2,2% из них недоступно людям, так как это ледники северного Ледовитого океана, Гренландии, Антарктиды.

Почему же одно из бесчисленных химических соединений с простой и ничем не примечательной формулой Н 2 О, состоящее их двух обычных для мироздания химических элементов – кислорода и водорода, самая обычная, всем известная вода занимает столь особое место в жизни природы? Чем объясняется такая исключительная роль воды?

Оказывается, почти все физико-химические свойства воды – исключения в природе.

Вода – действительно, самое удивительное вещество на планете.

Чистая вода – прозрачная жидкость, не имеющая цвета, вкуса и запаха. Но в толстых слоях вода имеет голубоватую окраску, потому что задерживает красную часть спектра световых лучей сильнее, чем синюю (синюю – отражает ).

Вода имеет высокие температуры плавления и кипения. Вода кипит при 100 ⁰ С.Температуры кипения различных веществ не случайны. Сравним между собой одинаковые по составу химические соединения различных элементов,принадлежащих к одной и той же группе Периодической системы химических элементов Менделеева. Легко заметить, что чем меньше атомная масса элемента, тем ниже температура кипения его соединений .

Если определить температуру кипения гидрида кислорода по положению его в Периодической системе, то окажется, что вода должна кипеть при -80 ⁰ С.

2 O

2 S

2 Se

2 Te

Следовательно, вода кипит приблизительно на 180 ⁰ С выше, чем должна кипеть. Температура воды – это наиболее обычное её свойство оказывается необычайным . Если бы температура кипения воды была -80 ⁰ С, что бы тогда случилось на нашей Земле? Океаны внезапно закипели бы. На Земле не осталось бы ни одной капли, и на небе никогда не смогло бы появиться ни одного облачка.

У воды также аномально такое свойство, как температура плавления . Среди гидридов элементов VI группы вода нарушает порядок : она должна была бы плавиться при -100 ° С, а ледяные сосульки тают при 0 ° С.

2 O

2 S

2 Se

2 Te

Жидкая вода имеет самую высокую теплоёмкость среди всех жидкостей – 4,19 кДж / кг*град. Вода очень сильно поглощает невидимые инфракрасные(тепловые) лучи, что имеет важное значение для температурного режима нашей планеты .

Аномально и изменение плотности воды. Плотность других жидкостей, как правило, постепенно возрастает при понижении температуры. А вода при охлаждении до 0 ° С, в отличие от других жидкостей, расширяется. Лед легче воды ( ⍴ =0,92 г / см ³ ). Поэтому лед плавает на поверхности.

Попробуем вообразить, как выглядел бы мир, если бы вода обладала нормальными свойствами

Зимой, незамерзающий сверху более плотный лед тонул бы в воде, непрерывно опускаясь на дно водоема. Летом лед, защищенный толщей холодной воды, не мог бы растаять.

Постепенно все озера, пруды, реки промерзли бы нацело, превратившись в гигантские ледяные глыбы. Наконец, промерзли бы моря, а за ними и океаны. Наш прекрасный цветущий мир стал бы сплошной ледяной пустыней, кое-где покрытый тонким слоем талой воды.

Еще одно свойство, отличающее воду от других жидкостей – это поверхностное натяжение. У подавляющего большинства жидкостей эта величина составляет 20-30 Н / м и только у воды – 72,75 Н / м.

Природа в полной мере использовала эту аномалию воды. Влага поднимается от корней к верхушкам высоких деревьев. В растениях природа подъема воды капиллярная. Известно, что если опустить в жидкость капилляр, то жидкость в нём поднимается. Подъем этот будет тем больше, чем меньше диаметр капилляра и чем выше поверхностное натяжение жидкости.

Необычайные свойства воды проистекают от строения её молекулы.

Молекула воды имеет угловую структуру.

О

Н Н

Между молекулами воды образуются водородные связи.

О . . . Н Н . . . О . . . Н Н

Н Н . . . О . . . Н Н . . . О . . .Н

Водородной связью называется тип химической связи, который образуется между атомами водорода одной молекулы и атомом электроотрицательного элемента ( O,N,F) другой молекулы.

• Вода обладает аномальными свойствами :

• Высокие температуры кипения и плавления

• Самая высокая теплоёмкость среди жидкостей

• Лёд легче воды (при охлаждении она расширяется)

• Высокое поверхностное натяжение

2. Причиной многих аномалий воды являются водородные связи.

• Н.В. Медведева, О. В. Сидорова, Л. В. Трубачева «Практикум по экологической химии»,Удмурдский государственный университет, Ижевск, 1999.
• «Я познаю мир» Детская энциклопедия, Химия / Автор-составитель Л. А. Савина, Москва, АСТ,1996
• О. В. Недогибченко «Химические стихи и сказки», НГПУ, НИПКиПРО, Новосибирск,2002
• В. В. Синюков «Вода известная и неизвестная», Москва, Знание, 1987
• К. С. Лосев «Вода», Ленинград, 1989