viața umană, ca și în viața oricărei alte entități, apa joacă un rol imens. Apa este necesară pentru băut, gătit, spălat. De mult timp omul a înțeles că apa este necesară pentru câmpurile sale. Prin urmare, nu este surprinzător faptul că chiar și triburile antice care au trăit cu mii de ani înaintea noastră au privit apa ca o substanță specială, principiul fundamental al tot ceea ce există.
"Apa ca fluid, în mișcare, tot pătrunzând, a fost începutul tuturor lucrurilor" - a învățat acum două luni și jumătate de mii de ani savantul grec Thales Miletus. Două sute de ani mai târziu, cel mai mare filozof al lumii antice, Aristotel, deja număra mai multe astfel de principii fundamentale, "elementele de bază" ale lumii, printre care apă.
În cuvântările grecilor antice, oricare ar fi aceste zicale, ni se pare, acum, naiv, o înțelegere profundă a sensului apei în toate fenomenele naturii și ale vieții umane a fost deja reflectată.
De atunci, au trecut cam 20 de secole. Însăși conceptul de "element" sa schimbat semnificativ. Elementul chimic a fost considerat o substanță care nu mai poate fi descompusă în substanțe mai simple. Numărul elementelor a crescut și a crescut. În lista lor era apă.
Și au existat motive pentru asta. La urma urmei, oamenii de știință din acea vreme, observând diverse fenomene în care participă apa, nu au observat niciodată că s-au schimbat chimic. Înainte de ochii lor, se întărea în gheață, dar gheața se topea în aceeași apă. Apa a fost încălzită la fierbere și evaporată, dar, răcirea, vaporii s-au adunat din nou în picături de apă. Apa ca substanță a rămas "în sine" în toate procesele și a fost considerată o substanță indisolubilă și simplă.
Numai la sfârșitul secolului al XVIII-lea sa descoperit că apa este o substanță complexă: apa a fost obținută mai întâi artificial, prin arderea unui gaz de hidrogen în oxigen. Deci sa dovedit că apa constă în hidrogen și oxigen.
Aproximativ în același timp, compoziția complexă a apei sa dovedit, de asemenea, prin metoda inversă - descompunerea apei în părțile componente ale acesteia. Acest lucru a fost făcut de către omul de știință francez Lavoisier. Prin tunul roșu-fierbinte, a lăsat în câteva apă. Din acțiunea temperaturii ridicate, apa se descompune. Oxigenul a fost conectat cu fierul și a apărut pe suprafața interioară a cilindrului (o combinație de fier și oxigen), iar gazul hidrogen a fost eliberat din trunchi.
Câțiva ani mai târziu apa a fost mai întâi descompus în părțile sale componente electrocutarea. În acest fel sa stabilit cu exactitate că în apă, în greutate, există 11,11% hidrogen și 88,89% oxigen, în volum de hidrogen este eliberat din apă de două ori mai mult decât oxigen.
Dacă ambele gaze separate sunt amestecate, atunci la temperatura camerei un astfel de amestec poate rămâne neschimbat pentru o perioadă foarte lungă de timp. Pentru ca numai o șesime din amestec să devină apă, ar trebui să așteptăm 54 de miliarde de ani! Dar este necesar pentru a aduce amestecul la un chibrit sau trece prin ea o scânteie electrică între oxigen și hidrogen apar instantaneu reacție chimică de hidrogen ars în natură acru, iar rezultatul va fi apa. Această experiență trebuie realizată cu mare atenție, deoarece arderea este întotdeauna însoțită de o explozie de mare putere. Prin urmare, un amestec de două volume de hidrogen și un volum de oxigen este numit un amestec zgomotos.
Pentru a provoca o reacție între oxigen și apă, nu trebuie neapărat să se încălzească întregul amestec. Dosta - încălzește cu precizie cel mai mic volum. În acest volum începe procesul de ardere a hidrogenului - legătura cu oxigenul. În același timp, se eliberează multă căldură (zece grame de amestec exploziv dau o cantitate de căldură în timpul arderii, ceea ce este suficient pentru a obține aproximativ jumătate de litru de apă). Căldura eliberată este transferată în părțile vecine ale amestecului, iar procesul de ardere se răspândește cu o rapiditate extremă pe tot parcursul procesului
Volum. Temperatura gazului de flacără se ridică la peste 3000 de grade.
Deci, apa este o substanță complexă constând din oxigen și hidrogen. Cum se construiește molecula de apă? Care sunt atomii de oxigen și de hidrogen din ea?
Știința modernă este înarmat cu foarte precis studiul meto-rânduri care oferă perspective în structura materiei atât de mult încât chiar și acum fără probleme pe deplin putem vorbi nu numai despre ceea ce atomii sunt formate molecule de una sau o altă substanță, dar, de asemenea, pe atomi de modul în care aranjate în molecule. Fiecare moleculă de apă este formată din trei atomi: un atom
Oxigen și doi atomi de hidrogen. Toți cei trei atomi sunt localizați în moleculă astfel încât, dacă le conectăm mental prin linii, atunci se formează un triunghi isoscel, adică un triunghi,
Hidrogen de hidrogen cu două laturi
Fig. 3. Structura atomului este egală (figura 3). La vârfurile moleculei de apă. nu este un atom de acru-
Rod, și în două colțuri la bază - pe atomul de hidrogen. Distanțele dintre centrul atomului de oxigen și centrele atomilor de hidrogen sunt aceleași și sunt egale cu 97 zece miliarde de centimetri. Distanța dintre centrele atomilor de hidrogen este de 154 zece miliarde de cm, iar unghiul de la punctul unde este localizat atomul de oxigen este de aproximativ 105 de grade. În cazul în care mărimea moleculei este mărită de zece miliarde de ori, acest triunghi se va potrivi pe o masă nesemnificativă.
Cititorul poate întreba: De ce sunt atomii din molecula de apă aranjați sub forma unui triunghi și nu în linie dreaptă - în mijlocul unui atom de oxigen și la marginile atomilor de hidrogen?
Puteți explica acest lucru în acest fel. Fiecare organism din natură tinde să adopte poziția cea mai stabilă. O minge aruncată pe un acoperiș neted înclinat nu va rămâne pe suprafața sa, dar sub acțiunea gravitației va cădea în mod necesar în jos. Dacă legăm un fir de fir și păstrăm firul pentru libertate,
end ny. Gruzik trage firul și se va așeza, doar pe o linie plumb. Scoateți greutățile ușor în lateral și eliberați-le. - greutatea nu va rămâne în noua stare instabilă, dar sub acțiunea gravitației se va întoarce rapid la poziția inițială. Deci, în molecula de apă. Atomii sunt conectați între ei prin forțe, care se numesc forțe de afinitate chimică. Mărimea și direcția acțiunii acestor forțe sunt astfel încât molecula de apă este stabilă tocmai atunci când atomii formează un triunghi. Orice altă "construcție" de atomi este mai puțin stabilă. Și dacă dintr-un anumit motiv se schimbă aranjamentul atomilor, atunci pentru a elimina această cauză atomii din nou formează același triunghi.
Trebuie spus că forțele care dețin atomii de tip apă și. oxigenul din molecula de apă este foarte mare. Este nevoie de o energie foarte mare pentru a se asigura că legătura dintre atomi este "ruptă". Putem încălzi apă până la 1400 de grade și dintr-un milion de molecule de apă la această temperatură, doar aproximativ o sută de molecule vor fi descompuse în hidrogen și oxigen. Chiar și la 3092 de grade, doar 13% din toate moleculele de apă sunt distruse.
Orice apă, de unde este luat, este de la; Se-adevărat Oceanul Arctic sau a mea profunda Don-bas, a fost închis într-un fulg de zăpadă sau: sclipind în primele ore ale dimineții - într-o picătură de rouă pe o floare - apa este compus din molecule construite identic. Totuși, aranjarea reciprocă a moleculelor individuale relativ una față de cealaltă în apă lichidă, o fulg de zăpadă sau în abur de la un cazan cu aburi nu este aceeași.
vapori de apă, grade încălzite la o presiune de trei sute la Atmo sferă similare cu gazul convențional: în care distanțele Ras dintre molecule sunt suficient de mari, astfel încât fiecare molecula individ poate exista în mai mult sau mai puțin independent, fără a se confrunta cu un impact semnificativ de vecinii lor, cu excepția , desigur, acele cazuri în care moleculele ca rezultat al *, o mișcare termică inordinară se ciocnesc: una cu cealaltă.
Într-o fulg de zăpadă sau o bucată de gheață, moleculele sunt aduse împreună și fixate în anumite locuri ale rețelei de cristal; Mișcările moleculelor sunt în mare parte limitate de oscilația în jurul unor poziții de mijloc.
Și cum sunt moleculele în apă lichidă?
În știință, nu există încă o teorie strictă și stabilă a structurii lichidelor, în special a apei. Se presupune că apa lichidă din structura sa este ceva între cristalele de gheață și vapori. Studiul structurii apei prin posibila schi-hoț care la temperaturi apropiate de punctul de congelare-TION făcut în infraroșu și raze X, moleculele de apă lichidă se adună în grupuri mici și „ambalate“ în spațiu Aprox-TION ca în cristale, și la temperaturi apropiate de punctul de fierbere al apei, la presiune normală, ele sunt amplasate mai liber. Cu toate acestea, "cadrul", compus în apă lichidă din molecule individuale, trebuie să fie foarte flexibil. În caz contrar, ar fi dificil să se explice mobilitatea apei, capacitatea ei de a participa la o varietate de procese, de la procesele de dizolvare la transportul nutrienților prin cele mai fine vase ale organismelor vii.
Aparent, chiar și în vaporii de apă la temperaturi scăzute, unele dintre moleculele de apă sunt combinate sau, cum se spune, sunt asociate.
Apa - cea mai răspândită în natură și ca și cum ar fi cel mai obișnuit lichid. Multe proprietăți ale apei sunt baza sistemului nostru de măsurare. Temperatura topirii gheții este considerată a fi zero grade, iar punctul de fierbere este de o sută de grade (conform scalei Celsius acceptată acum). Masa apei în volumul unui centimetru cub la 4 grade Celsius luăm ca masă de masă - un gram. Cantitatea de căldură care absoarbe un gram de apă când este încălzită cu un grad, numim unitatea de căldură - calorii. Multe instrumente de măsurare ale fizicienilor și chimiștilor sunt gradate în apă, iar valorile măsurate pentru alte substanțe sunt apoi comparate cu numerele obținute pentru apă. Dar, dacă ne uităm cu atenție la comportamentul apei în diferite condiții și se compară cu comportamentul majorității altor lichide, constatăm că nostru lichid „obișnuită“ se comportă foarte ciudat, dar dacă aceste cuvinte pot fi exprimate într-o apă aparte de caractere, brusc l distinge din toate celelalte lichide.
Acum vom vorbi despre unele dintre cele mai importante și interesante proprietăți ale apei și abaterile de la "regulile de comportament" generale ale lichidelor.
Trimiteți-le prietenilor: