Физические свойства воды

Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000 0С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород.

 Процесс разложения вещества в результате его нагревания называется термической диссоциацией. Термическая диссоциация воды протекает с поглощением теплоты. Поэтому, согласно принципу Ле Шателье, чем выше температура, тем в большей степени разлагается вода.     Вода - весьма реакционно-способное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой, образуя основания и кислоты; некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты; наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода.    Вода обладает также каталитической способностью. В отсутствие следов влаги практически не протекают некоторые обычные реакции, например, хлор не взаимодействует с металлами и т. д.     Вода способна образовывать соединения с рядом веществ, находящихся при обычных условиях в газообразном состоянии и обычно не обладающих большой химической активностью. Такие соединения образуются в результате заполнения молекулами газа межмолекулярных полостей, имеющихся в структуре воды, и называются соединениями включения или клатратами.)   

 

В природной воде, как было отмечено выше, всегда растворены различные газообразные, твердые и жидкие вещества, создающие по минеральному составу большое разнообразие природных растворов. По содержанию растворенных веществ в 1 л воды различают пресные (менее 1 г), минерализованные (1 - 50 г) и соленые (более 50 г) воды.    Чтобы освободить природную воду от взвешенных в ней частиц, ее фильтруют сквозь слой пористого вещества, например, угля, обожженной глины и т. п. При фильтровании задерживается также большая часть бактерий. Кроме того, для обеззараживания  питьевой воды ее хлорируют; для полной стерилизации воды требуется не более 0,7 г хлора на 1 т воды. Фильтрованием можно удалить из воды только нерастворимые примеси. Растворенные вещества удаляют из нее путем перегонки (дистилляции) или ионного обмена.    Чистая вода является смесью легкой воды Н2О и очень малых количеств окисей Д2О и Т2О - тяжелой и сверхтяжелой воды. Жидкая вода является идеальным типом текучего тела и в то же время это жидкость, еще сохранившая некоторые свойства кристаллического льда, из которого она произошла.    В природной воде могут растворяться газы как атмосферного, так и подземного происхождения. Растворимость газов в воде зависит от ряда факторов: температуры, давления, минерализации и присутствия в водном растворе других газов.    Процесс растворения твердых веществ в воде рассматривается как борьба электростатических сил с противоположными зарядами, присущими ионам твердого вещества, с одной стороны, и ионам, и молекулам воды, с другой. Вода является таким электролитом; в ней растворяется и тонизируется ряд веществ. Многие соединения в контакте с водой принимают коллоидную форму, поэтому вода, которая сама по себе не имеет никакой питательной ценности, является главной составной частью тканей живых веществ.    При комнатной температуре вода становится причиной образования ржавчины на железе, однако при высоких температурах она сама разлагается под действием железа.    Химический состав природных вод по преобладающему ионному составу делится на три класса: хлоридный, сульфатный и гидрокарбонатный.   Каждый класс подразделяется, в свою очередь, на три группы: кольцевую, магниевую и натриевую, т. е. классификация проводится по катионам.   Одной из основных характеристик воды является концентрация ионов водорода, обозначаемая как рН. ( Морская вода имеет щелочную реакцию, и ее средняя рН=8).    Первый, благодаря кому стал известен состав воды, был Г.Кавендиш. Затем Лавуазье, усомнившись в результатах исследований Кавендиша и Пристли, провел тот же эксперимент в 1783 г. в присутствии Лапласа. Правильность заключения Кавендиша о том, что при сгорании горючего воздуха (водорода) образуется вода, подтвердилась: полученная жидкость, исследованная по всем правилам, оказалась чистой водой. Вода, как продукт сгорания водорода, была получена также французским ученым Монтажам. Опыты Лавуазье по теории горения окончательно утвердили представления о ее составе, как соединении двух специфических газов: водорода и кислорода.