h2o หมายถึงอะไรในวิชาเคมี สูตรสำหรับพันธะโควาเลนต์

น้ำเป็นหนึ่งในสารที่พบมากที่สุดในธรรมชาติ (ไฮโดรสเฟียร์ครอบครอง 71% ของพื้นผิวโลก) น้ำมีบทบาทสำคัญในธรณีวิทยาและประวัติศาสตร์ของโลก สิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอยู่ได้หากปราศจากน้ำ ความจริงก็คือร่างกายมนุษย์มีน้ำเกือบ 63% - 68% ปฏิกิริยาทางชีวเคมีเกือบทั้งหมดในเซลล์ของสิ่งมีชีวิตทุกเซลล์เป็นปฏิกิริยาในสารละลายที่เป็นน้ำ ... ในสารละลาย (ส่วนใหญ่เป็นน้ำ) กระบวนการทางเทคโนโลยีส่วนใหญ่เกิดขึ้นในอุตสาหกรรมเคมี ในการผลิตยาและผลิตภัณฑ์อาหาร และในด้านโลหะวิทยา น้ำมีความสำคัญอย่างยิ่ง ไม่ใช่แค่การหล่อเย็นเท่านั้น ไม่ใช่เรื่องบังเอิญที่โลหวิทยาอุทกวิทยา - การสกัดโลหะจากแร่และความเข้มข้นโดยใช้สารละลายของรีเอเจนต์ต่างๆ - กลายเป็นอุตสาหกรรมที่สำคัญ

น้ำไม่มีสีไม่มีรสไม่มีกลิ่น
คุณไม่สามารถอธิบายได้ คุณมีความสุข
โดยไม่รู้ว่าคุณเป็นอะไร ไม่สามารถพูดได้
สิ่งที่จำเป็นสำหรับชีวิต: คุณคือชีวิต
คุณเติมความสุขให้กับเรา
ซึ่งไม่สามารถอธิบายได้ด้วยความรู้สึกของเรา
กับคุณพลังกลับมาหาเรา
ซึ่งเราได้บอกลาไปแล้ว
ด้วยความเมตตาของคุณ เราจะเริ่มต้นใหม่อีกครั้ง
ต้มบ่อน้ำในใจของเราให้เดือด
(อ. de Saint-Exupery. Planet of people)

ฉันเขียนเรียงความในหัวข้อ "น้ำเป็นสารที่น่าทึ่งที่สุดในโลก" ฉันเลือกหัวข้อนี้เพราะเป็นหัวข้อที่เกี่ยวข้องมากที่สุด เนื่องจากน้ำเป็นสสารที่สำคัญที่สุดในโลกโดยที่สิ่งมีชีวิตไม่สามารถดำรงอยู่ได้ และไม่มีปฏิกิริยาทางชีวภาพ เคมี และกระบวนการทางเทคโนโลยีเกิดขึ้น

น้ำเป็นสสารที่น่าทึ่งที่สุดในโลก

น้ำเป็นสารที่คุ้นเคยและไม่ธรรมดา นักวิทยาศาสตร์โซเวียตที่มีชื่อเสียง นักวิชาการ I. V. Petryanov เรียกหนังสือวิทยาศาสตร์ยอดนิยมของเขาเกี่ยวกับน้ำว่า "สารที่พิเศษที่สุดในโลก" และ "Entertaining Physiology" ซึ่งเขียนโดย Doctor of Biological Sciences B.F. Sergeev เริ่มต้นด้วยบทเกี่ยวกับน้ำ - "สสารที่สร้างโลกของเรา"
นักวิทยาศาสตร์พูดถูกอย่างแน่นอน: ไม่มีสารใดในโลกที่สำคัญสำหรับเรามากกว่าน้ำธรรมดาและในขณะเดียวกันก็ไม่มีสารอื่นใดซึ่งคุณสมบัติจะมีความขัดแย้งและความผิดปกติมากเท่ากับคุณสมบัติของมัน

เกือบ 3/4 ของพื้นผิวโลกของเราถูกครอบครองโดยมหาสมุทรและทะเล น้ำที่เป็นของแข็ง - หิมะและน้ำแข็ง - ครอบคลุมพื้นที่ 20% ภูมิอากาศของโลกขึ้นอยู่กับน้ำ นักธรณีฟิสิกส์กล่าวว่าโลกจะเย็นลงนานแล้วและกลายเป็นหินที่ไม่มีชีวิต ถ้าไม่ใช่เพราะน้ำ เธอมีความจุความร้อนสูงมาก เมื่อถูกความร้อนจะดูดซับความร้อน เย็นลงให้มันออกไป น้ำบนบกทั้งดูดซับและส่งความร้อนกลับมาจำนวนมาก และทำให้ "ระดับ" ของสภาพอากาศ และโลกได้รับการปกป้องจากความเย็นของจักรวาลโดยโมเลกุลของน้ำที่กระจัดกระจายอยู่ในชั้นบรรยากาศ - ในก้อนเมฆและในรูปของไอระเหย ... คุณไม่สามารถทำได้หากไม่มีน้ำ - นี่คือสารที่สำคัญที่สุดบนโลก
โครงสร้างโมเลกุลของน้ำ

พฤติกรรมของน้ำนั้น "ไร้เหตุผล" ปรากฎว่าการเปลี่ยนสถานะของน้ำจากสถานะของแข็งเป็นสถานะของเหลวและก๊าซเกิดขึ้นที่อุณหภูมิสูงกว่าที่ควร พบคำอธิบายสำหรับความผิดปกติเหล่านี้ โมเลกุลของน้ำ H 2 O ถูกสร้างขึ้นในรูปของสามเหลี่ยม: มุมระหว่างพันธะออกซิเจนและไฮโดรเจนทั้งสองคือ 104 องศา แต่เนื่องจากอะตอมของไฮโดรเจนทั้งสองอยู่ในด้านเดียวกันของออกซิเจน ประจุไฟฟ้าในอะตอมจึงกระจายออกไป โมเลกุลของน้ำมีขั้ว ซึ่งเป็นสาเหตุของปฏิกิริยาพิเศษระหว่างโมเลกุลต่างๆ อะตอมของไฮโดรเจนในโมเลกุล H 2 O ซึ่งมีประจุบวกบางส่วนทำปฏิกิริยากับอิเล็กตรอนของอะตอมออกซิเจนของโมเลกุลข้างเคียง พันธะเคมีดังกล่าวเรียกว่าพันธะไฮโดรเจน มันรวมโมเลกุล H 2 O เข้ากับโพลิเมอร์เชิงพื้นที่ที่ไม่เหมือนใคร ระนาบที่พันธะไฮโดรเจนตั้งอยู่นั้นตั้งฉากกับระนาบของอะตอมของโมเลกุล H 2 O เดียวกัน ปฏิสัมพันธ์ระหว่างโมเลกุลของน้ำส่วนใหญ่อธิบายถึงอุณหภูมิที่หลอมละลายและเดือดสูงผิดปกติ ต้องการพลังงานเพิ่มเติมเพื่อคลายและสลายพันธะไฮโดรเจน และพลังงานนี้มีความสำคัญมาก นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมความจุความร้อนของน้ำจึงสูงมาก

H 2 O มีพันธะอะไร?

โมเลกุลของน้ำมีพันธะโควาเลนต์ H-O สองขั้ว

พวกมันก่อตัวขึ้นเนื่องจากการทับซ้อนกันของเมฆ p หนึ่งอิเล็กตรอนสองตัวของอะตอมออกซิเจนและเมฆ S หนึ่งอิเล็กตรอนของอะตอมไฮโดรเจนสองตัว

อะตอมของออกซิเจนในโมเลกุลของน้ำมีอิเล็กตรอนสี่คู่ สองคนมีส่วนร่วมในการสร้างพันธะโควาเลนต์เช่น มีผลผูกพัน อีกสองคู่อิเล็กตรอนไม่สร้างพันธะ

มีสี่ขั้วของประจุในโมเลกุล: สองขั้วเป็นบวกและสองขั้วเป็นลบ ประจุบวกมีความเข้มข้นที่อะตอมของไฮโดรเจน เนื่องจากออกซิเจนมีประจุไฟฟ้าลบมากกว่าไฮโดรเจน ขั้วลบสองขั้วตกลงบนคู่อิเล็กตรอนที่ไม่สร้างพันธะของออกซิเจนสองคู่

แนวคิดดังกล่าวเกี่ยวกับโครงสร้างของโมเลกุลทำให้สามารถอธิบายคุณสมบัติต่างๆ ของน้ำได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่งโครงสร้างของน้ำแข็ง ในโครงผลึกน้ำแข็ง แต่ละโมเลกุลถูกล้อมรอบด้วยอีกสี่โมเลกุล ในภาพเชิงระนาบสามารถแสดงได้ดังนี้:

แผนภาพแสดงให้เห็นว่าการเชื่อมต่อระหว่างโมเลกุลนั้นดำเนินการผ่านอะตอมของไฮโดรเจน:
อะตอมของไฮโดรเจนที่มีประจุบวกของโมเลกุลน้ำหนึ่งจะถูกดึงดูดไปยังอะตอมของออกซิเจนที่มีประจุลบของโมเลกุลของน้ำอีกอันหนึ่ง พันธะดังกล่าวเรียกว่าพันธะไฮโดรเจน (แสดงด้วยจุด) ในแง่ของความแข็งแรง พันธะไฮโดรเจนจะอ่อนกว่าพันธะโควาเลนต์ประมาณ 15-20 เท่า ดังนั้นพันธะไฮโดรเจนจึงแตกได้ง่าย เช่น ระหว่างการระเหยของน้ำ

โครงสร้างของน้ำในสถานะของเหลวคล้ายกับน้ำแข็ง ในน้ำที่เป็นของเหลว โมเลกุลยังเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจน แต่โครงสร้างของน้ำนั้น "แข็ง" น้อยกว่าน้ำแข็ง เนื่องจากการเคลื่อนที่ด้วยความร้อนของโมเลกุลในน้ำ พันธะไฮโดรเจนบางส่วนจึงแตกออก และบางส่วนก็ก่อตัวขึ้น

คุณสมบัติทางกายภาพของ H 2 O

น้ำ, H 2 O, ของเหลวไม่มีกลิ่น, รสจืด, ไม่มีสี (สีน้ำเงินในชั้นหนา); ความหนาแน่น 1 g / cm 3 (ที่ 3.98 องศา), t pl \u003d 0 องศา, t kip \u003d 100 องศา
น้ำมีหลายประเภท: ของเหลว ของแข็ง และก๊าซ
น้ำเป็นสสารชนิดเดียวในธรรมชาติที่อยู่ภายใต้สภาวะการรวมตัวของน้ำทั้งสามสถานะ:

ของเหลว - น้ำ
ของแข็ง - น้ำแข็ง
ก๊าซ - ไอน้ำ

นักวิทยาศาสตร์โซเวียต V. I. Vernadsky เขียนว่า: "น้ำมีความโดดเด่นในประวัติศาสตร์ของโลกของเราไม่มีร่างกายตามธรรมชาติที่สามารถเปรียบเทียบได้ในแง่ของอิทธิพลต่อกระบวนการทางธรณีวิทยาที่สำคัญและยิ่งใหญ่ที่สุด ไม่มีบนบก สสาร - แร่หิน ร่างกายที่มีชีวิต ซึ่งไม่มีมัน สสารบนบกทั้งหมดถูกแทรกซึมและโอบกอดโดยมัน

คุณสมบัติทางเคมีของ H 2 O

คุณสมบัติทางเคมีของน้ำ ความสามารถของโมเลกุลในการแยกตัว (สลายตัว) เป็นไอออน และความสามารถของน้ำในการละลายสารที่มีลักษณะทางเคมีต่างกันมีความสำคัญเป็นพิเศษ บทบาทของน้ำในฐานะตัวทำละลายหลักและเป็นตัวทำละลายสากลถูกกำหนดโดยขั้วของโมเลกุลเป็นหลัก (การกระจัดของศูนย์กลางของประจุบวกและประจุลบ) และเป็นผลให้ค่าคงที่ไดอิเล็กตริกสูงมาก ประจุไฟฟ้าที่อยู่ตรงข้ามกัน และโดยเฉพาะอย่างยิ่งไอออน จะดึงดูดกันในน้ำได้น้อยกว่าที่จะถูกดึงดูดในอากาศถึง 80 เท่า แรงดึงดูดระหว่างโมเลกุลหรืออะตอมของร่างกายที่จมอยู่ในน้ำก็อ่อนแอกว่าในอากาศเช่นกัน ในกรณีนี้ การเคลื่อนที่ด้วยความร้อนจะแยกโมเลกุลได้ง่ายขึ้น นั่นคือสาเหตุที่การละลายเกิดขึ้น รวมถึงสารที่ละลายน้ำได้ยากหลายชนิด: หยดหนึ่งทำให้หินสึกหรอ ...

การแยกตัว (การแตกตัว) ของโมเลกุลของน้ำเป็นไอออน:
H 2 O → H + + OH หรือ 2H 2 O → H 3 O (ไฮดรอกซิลไอออน) + OH
ภายใต้สภาวะปกตินั้นไม่มีนัยสำคัญอย่างยิ่ง โดยเฉลี่ยแล้ว หนึ่งโมเลกุลจาก 500,000,000 ตัวที่แตกตัว ต้องระลึกไว้เสมอว่าสมการแรกในสมการข้างต้นเป็นเพียงเงื่อนไขเท่านั้น: โปรตอน H ที่ปราศจากเปลือกอิเล็กตรอนไม่สามารถมีอยู่ในตัวกลางที่เป็นน้ำได้ มันรวมตัวกับ โมเลกุลน้ำ ในทันที ก่อตัวเป็นไฮดรอกไซด์ไอออน H 3 O พิจารณาแม้กระทั่งว่าส่วนร่วมของโมเลกุลของน้ำแตกตัวเป็นไอออนที่หนักกว่ามาก เช่น
8H 2 O → HgO 4 +H 7 O 4 และปฏิกิริยา H 2 O → H + +OH - เป็นเพียงโครงร่างที่ง่ายมากของกระบวนการจริง

ปฏิกิริยาของน้ำค่อนข้างต่ำ จริงอยู่ที่โลหะแอคทีฟบางชนิดสามารถแทนที่ไฮโดรเจนได้:
2Na+2H 2 O → 2NaOH+H 2 ,

และในบรรยากาศที่มีฟลูออรีนอิสระ น้ำสามารถเผาไหม้ได้:
2F 2 +2H 2 O → 4HF+O 2

ผลึกน้ำแข็งธรรมดายังประกอบด้วยโมเลกุลที่คล้ายคลึงกันของสารประกอบโมเลกุล "การบรรจุ" ของอะตอมในผลึกดังกล่าวไม่ใช่ไอออนิก และน้ำแข็งนำความร้อนได้ไม่ดี ความหนาแน่นของน้ำที่เป็นของเหลวที่อุณหภูมิใกล้ศูนย์จะมากกว่าน้ำแข็ง ที่ 0°C น้ำแข็ง 1 กรัมมีปริมาตร 1.0905 ซม. 3 และน้ำของเหลว 1 กรัม - 1.0001 ซม. 3 . และน้ำแข็งลอยอยู่ นั่นเป็นสาเหตุที่อ่างเก็บน้ำไม่แข็งตัว แต่ถูกปกคลุมด้วยน้ำแข็งเท่านั้น นี่เป็นอีกความผิดปกติของน้ำ: หลังจากละลายน้ำจะหดตัวครั้งแรกและจากนั้นเมื่อถึงระดับ 4 องศาจะเริ่มขยายตัวด้วยกระบวนการต่อไป ที่ความดันสูงน้ำแข็งธรรมดาสามารถเปลี่ยนเป็นน้ำแข็งที่เรียกว่า - 1, น้ำแข็ง - 2, น้ำแข็ง - 3 และอื่น ๆ - รูปแบบผลึกที่หนักและหนาแน่นกว่าของสารนี้ น้ำแข็งที่แข็งที่สุด หนาแน่นที่สุด และทนไฟได้มากที่สุด - 7 - ได้รับที่ความดัน 3 กิโลกรัมต่อปี มันละลายที่อุณหภูมิ 190 องศา

วัฏจักรของน้ำในธรรมชาติ

ร่างกายมนุษย์เต็มไปด้วยหลอดเลือดนับล้าน หลอดเลือดแดงและเส้นเลือดใหญ่เชื่อมต่ออวัยวะหลักของร่างกายเข้าด้วยกัน อวัยวะที่เล็กกว่าถักเปียจากทุกด้าน เส้นเลือดฝอยที่บางที่สุดเข้าถึงเซลล์เกือบทุกเซลล์ ไม่ว่าคุณจะขุดหลุม นั่งเรียนหนังสือ หรือนอนหลับอย่างมีความสุข เลือดจะไหลเวียนตลอดเวลา เชื่อมโยงสมองกับกระเพาะอาหาร ไตกับตับ ตาและกล้ามเนื้อเป็นระบบเดียวของร่างกายมนุษย์ เลือดมีไว้เพื่ออะไร?

เลือดนำพาออกซิเจนจากปอดและสารอาหารจากกระเพาะอาหารไปยังทุกเซลล์ในร่างกายของคุณ เลือดรวบรวมของเสียจากทั้งหมด แม้แต่มุมที่เงียบสงบที่สุดของร่างกาย ทำให้ปราศจากคาร์บอนไดออกไซด์และสารที่ไม่จำเป็นอื่นๆ รวมถึงสารอันตราย เลือดนำพาสารพิเศษไปทั่วร่างกาย - ฮอร์โมนที่ควบคุมและประสานการทำงานของอวัยวะต่างๆ กล่าวอีกนัยหนึ่ง เลือดเชื่อมโยงส่วนต่าง ๆ ของร่างกายให้เป็นระบบเดียว เป็นสิ่งมีชีวิตที่ประสานกันและมีประสิทธิภาพ

โลกของเรายังมีระบบไหลเวียนโลหิต เลือดของโลกคือน้ำ และเส้นเลือดคือแม่น้ำ ลำธาร ลำธาร และทะเลสาบ และนี่ไม่ใช่แค่การเปรียบเทียบ แต่เป็นอุปลักษณ์ทางศิลปะ น้ำบนโลกมีบทบาทเช่นเดียวกับเลือดในร่างกายมนุษย์ และตามที่นักวิทยาศาสตร์เพิ่งสังเกตเห็นเมื่อเร็วๆ นี้ โครงสร้างของเครือข่ายแม่น้ำนั้นคล้ายคลึงกับโครงสร้างของระบบไหลเวียนโลหิตของมนุษย์มาก "คนขับรถม้าแห่งธรรมชาติ" - นี่คือวิธีที่ Leonardo da Vinci ผู้ยิ่งใหญ่เรียกว่าน้ำเธอเป็นคนที่ผ่านจากดินสู่พืชจากพืชสู่บรรยากาศไหลไปตามแม่น้ำจากทวีปสู่มหาสมุทรและกลับมาพร้อมกับกระแสอากาศ เชื่อมโยงองค์ประกอบต่าง ๆ ของธรรมชาติเข้าด้วยกันกลายเป็นระบบทางภูมิศาสตร์เดียว น้ำไม่เพียงแค่ส่งผ่านจากองค์ประกอบทางธรรมชาติหนึ่งไปยังอีกองค์ประกอบหนึ่งเท่านั้น เช่นเดียวกับเลือด มันมีสารเคมีจำนวนมากติดตัวไปด้วย ส่งออกจากดินสู่พืช จากบกสู่ทะเลสาบและมหาสมุทร จากชั้นบรรยากาศสู่พื้นโลก พืชทุกชนิดสามารถบริโภคสารอาหารที่มีอยู่ในดินได้ด้วยน้ำเท่านั้น โดยพวกมันจะอยู่ในสภาพที่ละลายน้ำได้ ถ้าไม่ใช่เพราะการไหลบ่าของน้ำจากดินเข้าสู่พืช สมุนไพรทั้งหมด แม้แต่พืชที่เติบโตบนดินที่อุดมสมบูรณ์ที่สุด จะตาย "ด้วยความอดอยาก" เหมือนพ่อค้าที่อดตายบนหีบทองคำ น้ำให้สารอาหารแก่ผู้อาศัยในแม่น้ำ ทะเลสาบ และทะเล ลำธารที่ไหลอย่างสนุกสนานจากทุ่งนาและทุ่งหญ้าในช่วงฤดูใบไม้ผลิที่หิมะละลายหรือหลังฝนตกในฤดูร้อนจะรวบรวมสารเคมีที่เก็บไว้ในดินตามทางและนำพาพวกมันไปสู่ผู้อาศัยในอ่างเก็บน้ำและทะเล ด้วยเหตุนี้จึงเป็นการเชื่อมระหว่างผืนดินและผืนน้ำของโลกของเรา "โต๊ะ" ที่ร่ำรวยที่สุดเกิดขึ้นในสถานที่ที่แม่น้ำที่มีสารอาหารไหลลงสู่ทะเลสาบและทะเล ดังนั้นส่วนดังกล่าวของชายฝั่ง - ปากแม่น้ำ - จึงโดดเด่นด้วยการจลาจลของชีวิตใต้น้ำ และใครเป็นผู้กำจัดขยะที่เกิดจากระบบภูมิศาสตร์ต่างๆ? ขอย้ำอีกครั้งว่าน้ำและเป็นตัวเร่งปฏิกิริยานั้นทำงานได้ดีกว่าระบบไหลเวียนเลือดของมนุษย์ซึ่งทำหน้าที่นี้เพียงบางส่วนเท่านั้น บทบาทในการชำระล้างของน้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งในตอนนี้ เมื่อมีคนทำให้สิ่งแวดล้อมเป็นพิษด้วยของเสียจากเมือง โรงงานอุตสาหกรรม และเกษตรกรรม ร่างกายของผู้ใหญ่มีน้ำหนักประมาณ 5-6 กิโลกรัม เลือดซึ่งส่วนใหญ่ไหลเวียนอย่างต่อเนื่องระหว่างส่วนต่าง ๆ ของร่างกายของเขา และปริมาณน้ำที่เป็นประโยชน์ต่อชีวิตของโลกของเรา?

น้ำทั้งหมดบนโลกที่ไม่ได้เป็นส่วนหนึ่งของหินรวมเป็นหนึ่งด้วยแนวคิดของ "ไฮโดรสเฟียร์" น้ำหนักของมันดีมากจนวัดไม่ได้ในหน่วยกิโลกรัมหรือตัน แต่เป็นลูกบาศก์กิโลเมตร หนึ่งลูกบาศก์กิโลเมตรเป็นลูกบาศก์ที่มีขนาดขอบแต่ละด้าน 1 กม. ซึ่งถูกครอบครองโดยน้ำตลอดเวลา น้ำหนักของน้ำ 1 กม. 3 เท่ากับ 1 พันล้านตัน โลกทั้งใบมีน้ำ 1.5 พันล้านกิโลเมตร 3 ซึ่งมีน้ำหนักประมาณ 15000000000000000000 ตัน! สำหรับแต่ละคนมีน้ำ 1.4 กม. 3 หรือ 250 ล้านตัน ดื่มฉันไม่ต้องการ!
แต่น่าเสียดายที่ทุกอย่างไม่ง่ายนัก ความจริงก็คือ 94% ของปริมาณนี้เป็นน้ำในมหาสมุทรซึ่งไม่เหมาะสำหรับวัตถุประสงค์ทางเศรษฐกิจส่วนใหญ่ มีเพียง 6% เท่านั้นที่เป็นน้ำบนบก ซึ่งมีเพียง 1/3 เท่านั้นที่เป็นน้ำจืด เช่น เพียง 2% ของปริมาตรทั้งหมดของไฮโดรสเฟียร์ น้ำจืดส่วนใหญ่มีความเข้มข้นในธารน้ำแข็ง พบน้อยกว่าอย่างมีนัยสำคัญใต้พื้นผิวโลก (ในชั้นใต้ดินตื้น, ขอบน้ำ, ในทะเลสาบใต้ดิน, ในดิน, เช่นเดียวกับในไอระเหยในชั้นบรรยากาศ, น้อยมากที่ตกบนส่วนแบ่งของแม่น้ำซึ่งผู้คนส่วนใหญ่ใช้น้ำ - 1.2,000 กม. 3 ปริมาตรรวมของน้ำที่มีอยู่ในสิ่งมีชีวิต ณ เวลาหนึ่งๆ นั้นน้อยมาก ดังนั้นจึงไม่มีน้ำมากมายบนโลกของเราที่มนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่นๆ จะบริโภคได้ แต่ทำไมมันถึงไม่สิ้นสุด ท้ายที่สุด คนและสัตว์ต่างพากันดื่มน้ำ พืชระเหยน้ำขึ้นสู่บรรยากาศ และแม่น้ำพัดพาลงสู่มหาสมุทร

ทำไมโลกถึงไม่ขาดน้ำ?

ระบบไหลเวียนเลือดของมนุษย์เป็นวงจรปิดที่เลือดไหลเวียนอย่างต่อเนื่อง นำพาออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ สารอาหารและของเสีย สายน้ำนี้ไม่มีวันสิ้นสุด เพราะมันเป็นวงกลมหรือวงแหวน และอย่างที่ทราบกันดีว่า "วงแหวนไม่มีวันสิ้นสุด" เครือข่ายน้ำของโลกของเราจัดเรียงตามหลักการเดียวกัน น้ำบนโลกมีการหมุนเวียนอย่างต่อเนื่อง และการสูญเสียในลิงค์หนึ่งจะถูกเติมเต็มทันทีเนื่องจากการไหลจากอีกลิงค์หนึ่ง แรงผลักดันที่อยู่เบื้องหลังวัฏจักรของน้ำคือพลังงานแสงอาทิตย์และแรงโน้มถ่วง เนื่องจากวัฏจักรของน้ำ ทุกส่วนของไฮโดรสเฟียร์จึงเชื่อมต่อกันอย่างใกล้ชิดและเชื่อมโยงองค์ประกอบอื่นๆ ของธรรมชาติเข้าด้วยกัน ในรูปแบบทั่วไป วัฏจักรของน้ำบนโลกของเรามีดังนี้ ภายใต้อิทธิพลของแสงแดด น้ำจะระเหยออกจากพื้นผิวมหาสมุทรและบนบกและเข้าสู่ชั้นบรรยากาศ และการระเหยจากผิวดินนั้นกระทำได้ทั้งจากแม่น้ำและอ่างเก็บน้ำ ตลอดจนดินและพืช ส่วนหนึ่งของน้ำไหลกลับมาพร้อมกับฝนกลับสู่มหาสมุทรทันที และส่วนหนึ่งถูกลมพัดพาขึ้นฝั่ง ซึ่งตกในรูปของฝนและหิมะ เมื่อเข้าไปในดินน้ำจะถูกดูดซึมเข้าไปบางส่วนเติมความชุ่มชื้นในดินและน้ำใต้ดินบางส่วนไหลลงสู่พื้นผิวลงสู่แม่น้ำและอ่างเก็บน้ำความชื้นในดินบางส่วนผ่านเข้าสู่พืชซึ่งระเหยสู่ชั้นบรรยากาศและไหลลงสู่แม่น้ำบางส่วน ที่ความเร็วต่ำกว่าเท่านั้น แม่น้ำที่เลี้ยงด้วยน้ำจากลำธารผิวดินและน้ำใต้ดิน นำพาน้ำไปสู่มหาสมุทรโลก เติมเต็มส่วนที่สูญเสียไป น้ำระเหยออกจากพื้นผิว กลับสู่ชั้นบรรยากาศ และวัฏจักรจะปิดลง การเคลื่อนที่แบบเดียวกันของน้ำระหว่างส่วนประกอบทั้งหมดของธรรมชาติและทุกส่วนของพื้นผิวโลกเกิดขึ้นอย่างต่อเนื่องและต่อเนื่องเป็นเวลาหลายล้านปี

ต้องบอกว่าวงจรน้ำปิดไม่สนิท ส่วนหนึ่งของมันเข้าสู่ชั้นบนของชั้นบรรยากาศสลายตัวภายใต้การกระทำของแสงแดดและเข้าสู่อวกาศ แต่การสูญเสียเล็กน้อยเหล่านี้จะถูกเติมเต็มอย่างต่อเนื่องเนื่องจากการไหลของน้ำจากชั้นลึกของโลกระหว่างการปะทุของภูเขาไฟ ด้วยเหตุนี้ปริมาตรของไฮโดรสเฟียร์จึงค่อยๆเพิ่มขึ้น ตามการคำนวณเมื่อ 4 พันล้านปีก่อนปริมาณของมันคือ 20 ล้านกม. 3 นั่นคือ มีขนาดเล็กกว่ารุ่นปัจจุบันเจ็ดพันเท่า ในอนาคต ปริมาณน้ำบนโลกจะเพิ่มขึ้นเช่นกัน เนื่องจากปริมาณน้ำในเนื้อโลกอยู่ที่ประมาณ 2 หมื่นล้านกิโลเมตร 3 ซึ่งมากกว่าปริมาตรปัจจุบันของไฮโดรสเฟียร์ถึง 15 เท่า การเปรียบเทียบปริมาตรของน้ำในส่วนที่แยกจากกันของไฮโดรสเฟียร์กับการไหลเข้าของน้ำและการเชื่อมโยงใกล้เคียงของวัฏจักร มันเป็นไปได้ที่จะกำหนดกิจกรรมของการแลกเปลี่ยนน้ำเช่น ช่วงเวลาที่ปริมาณน้ำในมหาสมุทรโลก ในชั้นบรรยากาศหรือดินสามารถฟื้นฟูได้อย่างสมบูรณ์ การต่ออายุของน้ำที่ช้าที่สุดคือในธารน้ำแข็งขั้วโลก (ทุกๆ 8,000 ปี) และเร็วที่สุดคือน้ำในแม่น้ำซึ่งในแม่น้ำทุกสายบนโลกจะเปลี่ยนแปลงอย่างสมบูรณ์ใน 11 วัน

ความหิวน้ำของโลก

"โลกเป็นดาวเคราะห์สีฟ้าที่น่าทึ่ง"! - นักบินอวกาศอเมริกันรายงานการกลับมาจากอวกาศอย่างกระตือรือร้นหลังจากลงจอดบนดวงจันทร์ แล้วโลกของเราจะดูแตกต่างออกไปได้อย่างไร ถ้ามากกว่า 2/3 ของพื้นผิวถูกครอบครองโดยทะเลและมหาสมุทร ธารน้ำแข็งและทะเลสาบ แม่น้ำ สระน้ำ และอ่างเก็บน้ำ แต่ปรากฏการณ์ที่มีชื่ออยู่ในพาดหัวข่าวหมายความว่าอย่างไร? จะมี "ความหิว" แบบไหนได้บ้างหากมีแหล่งน้ำมากมายบนโลก? ใช่ มีน้ำมากเกินพอบนโลก แต่เราต้องไม่ลืมว่าสิ่งมีชีวิตบนโลกตามที่นักวิทยาศาสตร์ปรากฏตัวครั้งแรกในน้ำและจากนั้นก็ลงจอด สิ่งมีชีวิตยังคงพึ่งพาน้ำในวิวัฒนาการเป็นเวลาหลายล้านปี น้ำเป็น "วัสดุก่อสร้าง" หลักที่ร่างกายประกอบด้วย สามารถตรวจสอบได้ง่ายโดยการวิเคราะห์ตัวเลขในตารางต่อไปนี้:

ตัวเลขสุดท้ายของตารางนี้ระบุว่าในคนที่มีน้ำหนัก 70 กก. บรรจุ 50 กก. น้ำ! แต่ยิ่งกว่านั้นอยู่ในทารกในครรภ์ของมนุษย์: ในช่วงสามวัน - 97% ในช่วงสามเดือน - 91% ในช่วงแปดเดือน - 81%

ปัญหาของ "ความหิวน้ำ" คือความต้องการที่จะควบคุมปริมาณน้ำในร่างกาย เนื่องจากมีการสูญเสียความชื้นอย่างต่อเนื่องในระหว่างกระบวนการทางสรีรวิทยาต่างๆ สำหรับการดำรงอยู่ตามปกติในสภาพอากาศอบอุ่น คนเราต้องการน้ำประมาณ 3.5 ลิตรต่อวันพร้อมอาหารและเครื่องดื่ม ในทะเลทรายอัตรานี้จะเพิ่มขึ้นเป็นอย่างน้อย 7.5 ลิตร หากไม่มีอาหารคน ๆ หนึ่งสามารถอยู่ได้ประมาณสี่สิบวันและหากไม่มีน้ำก็น้อยกว่า - 8 วัน จากการทดลองทางการแพทย์พิเศษโดยสูญเสียความชื้นในปริมาณ 6-8% ของน้ำหนักตัวคน ๆ หนึ่งจะตกอยู่ในสภาวะกึ่งรู้สึกตัวโดยสูญเสีย 10% อาการประสาทหลอนเริ่มต้นขึ้นโดย 12% คนสามารถ ไม่สามารถฟื้นตัวได้อีกต่อไปหากไม่มีการดูแลทางการแพทย์เป็นพิเศษ และการสูญเสีย 20% อาจทำให้เสียชีวิตอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้ สัตว์หลายชนิดปรับตัวได้ดีเมื่อขาดความชื้น ตัวอย่างที่มีชื่อเสียงและโดดเด่นที่สุดคือ "เรือแห่งทะเลทราย" อูฐ เขาสามารถมีชีวิตอยู่ได้เป็นเวลานานมากในทะเลทรายที่ร้อนระอุโดยไม่ต้องดื่มน้ำ และลดน้ำหนักได้ถึง 30% ของน้ำหนักเดิมโดยไม่ลดประสิทธิภาพลง ดังนั้น ในการทดสอบพิเศษ อูฐตัวหนึ่งทำงานภายใต้แสงแดดในฤดูร้อนที่แผดเผาเป็นเวลา 8 วัน โดยลดน้ำหนักได้ 100 กิโลกรัม จาก 450 กก. น้ำหนักเริ่มต้นของมัน และเมื่อพวกเขาพาเขาไปที่น้ำ เขาก็ดื่มน้ำ 103 ลิตรและน้ำหนักก็กลับมาเหมือนเดิม เป็นที่ทราบกันดีว่าอูฐสามารถรับความชื้นได้มากถึง 40 ลิตรโดยการแปลงไขมันที่สะสมอยู่ในโหนกของมัน สัตว์ทะเลทราย เช่น หนูเจอร์บัวและจิงโจ้ ไม่ใช้น้ำดื่มเลย พวกมันมีความชื้นเพียงพอที่ได้รับจากอาหารและน้ำที่ก่อตัวขึ้นในร่างกายในระหว่างการออกซิเดชั่นของไขมันของมันเอง เช่นเดียวกับอูฐ มีการใช้น้ำมากขึ้นสำหรับการเจริญเติบโตและการพัฒนาของพืช หัวกะหล่ำปลี "ดื่ม" น้ำมากกว่าหนึ่งลิตรต่อวัน ต้นไม้หนึ่งต้นโดยเฉลี่ย - น้ำมากกว่า 200 ลิตร แน่นอนว่านี่เป็นตัวเลขที่ค่อนข้างประมาณ - ต้นไม้ชนิดต่าง ๆ ในสภาพธรรมชาติที่แตกต่างกันใช้ความชื้นในปริมาณที่ต่างกันมาก ดังนั้นแซ็กซอลที่เติบโตในทะเลทรายจึงใช้ความชื้นในปริมาณที่น้อยที่สุดและยูคาลิปตัสซึ่งในบางแห่งเรียกว่า "ต้นปั๊ม" ให้น้ำจำนวนมากผ่านตัวเองและด้วยเหตุนี้จึงใช้พื้นที่เพาะปลูกเพื่อระบายหนองน้ำ . ดังนั้น ดินแดนที่มีโรคมาลาเรียแอ่งน้ำในที่ราบลุ่ม Colchis จึงกลายเป็นดินแดนที่เจริญรุ่งเรือง

ประชากรโลกประมาณ 10% ขาดแคลนน้ำสะอาด และถ้าเราพิจารณาว่า 800 ล้านครัวเรือนในพื้นที่ชนบทซึ่งประมาณ 25% ของมนุษยชาติทั้งหมดอาศัยอยู่ไม่มีน้ำใช้ ปัญหาของ "ความอดอยากน้ำ" ก็จะกลายเป็นปัญหาระดับโลกอย่างแท้จริง โดยเฉพาะอย่างยิ่งในประเทศกำลังพัฒนาซึ่งประมาณ 90% ของประชากรใช้น้ำไม่ดี การขาดแคลนน้ำสะอาดกำลังกลายเป็นหนึ่งในปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่จำกัดการพัฒนาที่ก้าวหน้าของมนุษยชาติ

คำถามเกี่ยวกับการอนุรักษ์น้ำที่ซื้อได้

น้ำถูกใช้ในทุกกิจกรรมทางเศรษฐกิจของมนุษย์ แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะตั้งชื่อกระบวนการผลิตใด ๆ ที่ไม่ใช้น้ำ เนื่องจากการพัฒนาอุตสาหกรรมอย่างรวดเร็ว การเติบโตของประชากรในเมือง ปริมาณการใช้น้ำจึงเพิ่มขึ้น ประเด็นสำคัญยิ่งคือการปกป้องทรัพยากรน้ำและแหล่งน้ำจากการพร่อง เช่นเดียวกับมลพิษจากสิ่งปฏิกูล ทุกคนรู้ถึงความเสียหายที่เกิดจากน้ำเสียต่อผู้อยู่อาศัยในอ่างเก็บน้ำ ที่น่ากลัวยิ่งกว่าสำหรับบุคคลและทุกชีวิตบนโลกคือการปรากฏตัวในแม่น้ำของสารกำจัดศัตรูพืชที่ถูกชะล้างออกจากทุ่งนา ดังนั้นการมีอยู่ของสารกำจัดศัตรูพืช (เอนดริน) 2.1 ส่วนในน้ำหนึ่งพันล้านส่วนก็เพียงพอที่จะฆ่าปลาทั้งหมดที่อยู่ในนั้น ภัยคุกคามใหญ่หลวงต่อมนุษยชาติคือสิ่งปฏิกูลจากการตั้งถิ่นฐานที่ไม่ได้รับการบำบัดซึ่งปล่อยลงสู่แม่น้ำ ปัญหานี้แก้ไขได้โดยการทำความเข้าใจกับกระบวนการทางเทคโนโลยีดังกล่าวซึ่งน้ำเสียไม่ได้ถูกปล่อยลงอ่างเก็บน้ำ แต่หลังจากทำความสะอาดแล้วจะกลับไปสู่กระบวนการทางเทคโนโลยีอีกครั้ง

ปัจจุบันมีการให้ความสนใจอย่างมากต่อการปกป้องสิ่งแวดล้อมและโดยเฉพาะอย่างยิ่งอ่างเก็บน้ำตามธรรมชาติ ด้วยความสำคัญของปัญหานี้ ในประเทศของเราจึงไม่มีกฎหมายว่าด้วยการคุ้มครองและการใช้ทรัพยากรธรรมชาติอย่างมีเหตุผล รัฐธรรมนูญระบุว่า: "พลเมืองของรัสเซียมีหน้าที่ต้องปกป้องธรรมชาติ ปกป้องความร่ำรวยของมัน"

ประเภทของน้ำ

น้ำโบรมีน -สารละลายอิ่มตัวของ Br 2 ในน้ำ (3.5% โดยน้ำหนักของ Br 2) น้ำโบรมีนเป็นสารออกซิไดซ์ซึ่งเป็นสารโบรมีนในเคมีวิเคราะห์

น้ำแอมโมเนีย -มันเกิดขึ้นเมื่อก๊าซเตาอบโค้กดิบสัมผัสกับน้ำซึ่งมีความเข้มข้นเนื่องจากการระบายความร้อนของก๊าซหรือถูกฉีดเข้าไปเป็นพิเศษเพื่อชะล้าง NH3 ในทั้งสองกรณีเรียกว่าอ่อนหรือขัดจะได้รับน้ำแอมโมเนีย โดยการกลั่นน้ำแอมโมเนียด้วยไอน้ำและการไหลย้อนและการควบแน่นที่ตามมา จะได้น้ำแอมโมเนียเข้มข้น (18 - 20% NH 3 โดยมวล) ซึ่งใช้ในการผลิตโซดา เป็นปุ๋ยน้ำ ฯลฯ

โมเลกุลของน้ำประกอบด้วยออกซิเจน 1 อะตอมและไฮโดรเจน 2 อะตอม (H 2 O) แผนผัง โครงสร้างของโมเลกุลน้ำสามารถอธิบายได้ดังนี้:

โมเลกุลของน้ำเรียกว่าโมเลกุลมีขั้ว เนื่องจากประจุบวกและประจุลบของมันไม่กระจายอย่างสม่ำเสมอรอบๆ จุดศูนย์กลางบางแห่ง แต่ถูกวางแบบไม่สมมาตร ก่อตัวเป็นขั้วบวกและขั้วลบ รูปนี้แสดงให้เห็นวิธีที่ง่ายมากว่าอะตอมของไฮโดรเจน 2 อะตอมจับกับอะตอมของออกซิเจน 1 อะตอมได้อย่างไร ซึ่งก่อตัวเป็นโมเลกุลของน้ำ

มุมที่ทำเครื่องหมายไว้ในรูปและระยะห่างระหว่างอะตอมขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัวของน้ำ (ค่าพารามิเตอร์สมดุลถูกบอกโดยนัย เนื่องจากมีความผันผวนอย่างต่อเนื่อง) ดังนั้นในสถานะไอ มุมคือ 104° 40" ระยะทาง O-H คือ 0.096 นาโนเมตร ในน้ำแข็ง มุมคือ 109° 30" ระยะทาง O-H คือ 0.099 นาโนเมตร ความแตกต่างระหว่างพารามิเตอร์ของโมเลกุลในสถานะไอ (อิสระ) และในน้ำแข็งเกิดจากอิทธิพลของโมเลกุลข้างเคียง โมเลกุลในเฟสของเหลวก็ได้รับผลกระทบเช่นกัน ซึ่งนอกเหนือจากอิทธิพลของโมเลกุลของน้ำที่อยู่ใกล้เคียงแล้ว ยังมีอิทธิพลอย่างมากต่อไอออนที่ละลายของสารอื่นๆ

ประวัติของการกำหนดองค์ประกอบของโมเลกุลของน้ำ

เริ่มจากต้นกำเนิดของวิชาเคมี นักวิทยาศาสตร์ถือว่าน้ำเป็นสสารธรรมดามาเป็นเวลานานพอสมควร เนื่องจากไม่สามารถย่อยสลายได้เนื่องจากปฏิกิริยาที่ทราบกันในขณะนั้น นอกจากนี้ความคงตัวของคุณสมบัติของน้ำยังคงยืนยันตำแหน่งนี้

ในฤดูใบไม้ผลิปี ค.ศ. 1783 Kanendish ในห้องทดลองที่เคมบริดจ์ของเขากำลังทำงานกับ "อากาศบริสุทธิ์" ที่เพิ่งค้นพบ ซึ่งในขณะนั้นเรียกว่าออกซิเจน และ "อากาศที่ติดไฟได้" (ตามที่เรียกว่าไฮโดรเจน) เขาผสม "อากาศบริสุทธิ์" หนึ่งปริมาตรกับ "อากาศที่ติดไฟได้" สองปริมาตร แล้วปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านส่วนผสม ส่วนผสมสว่างวาบและผนังของขวดถูกปกคลุมด้วยหยดของเหลว นักวิทยาศาสตร์ได้ข้อสรุปว่าเป็นน้ำบริสุทธิ์เมื่อตรวจสอบของเหลว ก่อนหน้านี้ Pierre Maker นักเคมีชาวฝรั่งเศสได้อธิบายถึงปรากฏการณ์ที่คล้ายกัน: เขานำจานรองลายครามเข้าไปในเปลวไฟของ "อากาศที่ติดไฟได้" ซึ่งมีหยดของเหลวเกิดขึ้น Maker ประหลาดใจอย่างไรเมื่อเขาตรวจสอบของเหลวที่เกิดขึ้นและพบว่าเป็นน้ำ มันกลายเป็นความขัดแย้งบางอย่าง: น้ำที่ดับไฟนั้นเกิดขึ้นระหว่างการเผาไหม้ ตามที่เราเข้าใจแล้ว น้ำถูกสังเคราะห์ขึ้นจากออกซิเจนและไฮโดรเจน:

H 2 + O 2 → 2H 2 O + 136.74 กิโลแคลอรี

ภายใต้สภาวะปกติ ปฏิกิริยานี้จะไม่เกิดขึ้น และเพื่อให้ไฮโดรเจนเริ่มทำงาน จำเป็นต้องเพิ่มอุณหภูมิของส่วนผสม เช่น ด้วยความช่วยเหลือของประกายไฟ ดังเช่นในการทดลองของคาเวนดิช Henry Cavendish มีข้อมูลเพียงพอที่จะกำหนดสัดส่วนของออกซิเจนและไฮโดรเจนในน้ำ แต่เขาไม่ได้ บางทีเขาอาจถูกขัดขวางโดยความเชื่ออย่างลึกซึ้งในทฤษฎีของ phlogiston ซึ่งเขาพยายามตีความการทดลองของเขา

ข่าวการทดลองของคาเวนดิชไปถึงปารีสในเดือนมิถุนายนของปีนั้น Lavoisier ทำการทดลองเหล่านี้ซ้ำทันที จากนั้นทำการทดลองที่คล้ายกันทั้งชุด และไม่กี่เดือนต่อมา ในวันที่ 12 พฤศจิกายน พ.ศ. 2326 ในวันเซนต์มาร์ติน เขาได้รายงานผลการวิจัยของเขาในการประชุมแบบดั้งเดิมของ French Academy of Sciences . ชื่อรายงานของเขามีความอยากรู้อยากเห็น ซึ่งเป็นลักษณะเฉพาะของยุคแห่งการค้นพบที่ยิ่งใหญ่ของวิทยาศาสตร์ธรรมชาติที่ไม่ยุ่งยาก: "ในธรรมชาติของน้ำและการทดลอง เห็นได้ชัดว่ายืนยันว่าสารนี้ไม่ใช่องค์ประกอบ แต่สามารถย่อยสลายได้ และก่อตัวขึ้นใหม่" รายงานนี้ได้รับการคัดค้านอย่างเผ็ดร้อน - ข้อมูลของ Lavoisier ขัดแย้งกับทฤษฎี phlogiston อันเป็นที่เคารพนับถือและเป็นที่นิยมกันอย่างชัดเจน เขาสรุปได้อย่างถูกต้องว่าน้ำเกิดจากการรวมกันของ "ก๊าซที่ติดไฟได้" กับออกซิเจนและมี (โดยมวล) 15% ของส่วนแรกและ 85% ของส่วนที่สอง (ข้อมูลสมัยใหม่ - 11.19% และ 88.81%)

สองปีต่อมา Lavoisier กลับมาทดลองกับน้ำอีกครั้ง Academy of Sciences กำหนดภารกิจที่เป็นประโยชน์สำหรับ Lavoisier - เพื่อหาวิธีราคาถูกในการผลิตไฮโดรเจนให้เป็นก๊าซที่เบาที่สุดสำหรับความต้องการของการบินที่เกิดขึ้นใหม่ Lavoisier นำวิศวกรทหาร นักคณิตศาสตร์ และนักเคมี Jean Meunier มาทำงาน พวกเขาเลือกน้ำเป็นสารเริ่มต้น - แทบจะเป็นไปไม่ได้เลยที่จะหาวัตถุดิบที่ถูกกว่า เมื่อรู้ว่าน้ำเป็นส่วนประกอบของไฮโดรเจนและออกซิเจน พวกเขาจึงพยายามหาวิธีนำออกซิเจนออกจากน้ำ สารรีดิวซ์หลายชนิดเหมาะสำหรับจุดประสงค์นี้ แต่เหล็กโลหะสามารถเข้าถึงได้มากที่สุด จากหม้อต้มน้ำ ไอน้ำเข้าไปในกระบอกปืนที่เต็มไปด้วยตะไบเหล็ก ร้อนแดงบนเตาอั้งโล่ ที่อุณหภูมิความร้อนแดง (800 ° C) เหล็กทำปฏิกิริยากับไอน้ำและปล่อยไฮโดรเจน:

3เฟ + 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 4H 2

ไฮโดรเจนที่เกิดขึ้นจะถูกรวบรวม และไอน้ำที่ยังไม่ทำปฏิกิริยาควบแน่นในตู้เย็นและแยกออกจากไฮโดรเจนในรูปของคอนเดนเสท สำหรับน้ำทุกๆ 100 เม็ด จะได้ไฮโดรเจน 15 เม็ด และออกซิเจน 85 เม็ด (1 เม็ด = 62.2 มก.) งานนี้มีความสำคัญทางทฤษฎีมากเช่นกัน เธอยืนยันข้อสรุปก่อนหน้านี้ (จากประสบการณ์การเผาไหม้ไฮโดรเจนในออกซิเจนภายใต้ระฆัง) ว่าน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจน 15% และออกซิเจน 85% (ข้อมูลสมัยใหม่ - 11.19% และ 88.81%)

จากข้อเท็จจริงที่ว่า "อากาศที่ติดไฟได้" มีส่วนเกี่ยวข้องในการก่อตัวของน้ำ นักเคมีชาวฝรั่งเศส Guiton de Morvo ในปี 1787 เสนอให้เรียกมันว่าไฮโดรเจน คำภาษารัสเซีย "ไฮโดรเจน" เช่น "การให้กำเนิดน้ำ" เป็นคำแปลที่ถูกต้องของชื่อภาษาละติน

Joseph Louis Gay-Lussac และ Alexander Humboldt ได้ทำการทดลองร่วมกันในปี 1805 เริ่มแรกพบว่าไฮโดรเจนสองปริมาตรและออกซิเจนหนึ่งปริมาตรจำเป็นต่อการสร้างน้ำ นักวิทยาศาสตร์ชาวอิตาลี Amedeo Avogadro แสดงความคิดที่คล้ายกัน ในปี 1842 Jean Baptiste Dumas ได้กำหนดอัตราส่วนน้ำหนักของไฮโดรเจนและออกซิเจนในน้ำเป็น 2:16

อย่างไรก็ตาม เนื่องจากมีความสับสนอย่างมากกับมวลอะตอมของธาตุในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 19 และสถานการณ์นี้ก็ซับซ้อนยิ่งขึ้นเนื่องจากการแนะนำแนวคิดเรื่อง "น้ำหนักสมมูล" เป็นเวลานาน เวลาสูตรของน้ำเขียนได้หลายวิธี บางครั้งเป็น H2O แล้วก็ H 2 O และแม้แต่ H 2 O 2 D.I. เขียนเกี่ยวกับเรื่องนี้ Mendeleev: "ในยุค 50 บางคนใช้ O \u003d 8 คนอื่น O \u003d 16 ถ้า H \u003d 1 น้ำสำหรับน้ำแรกคือ H O ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H 2 O สำหรับน้ำที่สองเช่นตอนนี้ น้ำ H 2 O ไฮโดรเจนเปอร์ออกไซด์ H 2 O 2 หรือ H O ปัญหาความไม่ลงรอยกันเกิดขึ้น ... "

หลังจากการประชุมนักเคมีนานาชาติที่เมืองคาร์ลสรูเออซึ่งจัดขึ้นในปี พ.ศ. 2403 มีความเป็นไปได้ที่จะชี้แจงบางประเด็นที่มีบทบาทสำคัญในการพัฒนาเพิ่มเติมของทฤษฎีอะตอมและโมเลกุล และด้วยเหตุนี้ในการตีความองค์ประกอบอะตอมของน้ำอย่างถูกต้อง . มีการสร้างสัญลักษณ์ทางเคมีเดียว

การศึกษาเชิงทดลองที่ดำเนินการในศตวรรษที่ 19 โดยวิธีน้ำหนักและปริมาตรในที่สุดก็แสดงให้เห็นอย่างน่าเชื่อว่าน้ำเป็นสารประกอบทางเคมีสามารถแสดงออกได้ด้วยสูตร H 2 O

ตามที่ทราบกันดีอยู่แล้วว่าโมเลกุลของน้ำนั้นค่อนข้าง "มีด้านเดียว" - อะตอมของไฮโดรเจนทั้งสองนั้นอยู่ติดกับออกซิเจนในด้านหนึ่ง น่าสนใจ คุณลักษณะที่สำคัญอย่างยิ่งของโมเลกุลน้ำนี้สร้างขึ้นจากการคาดเดาอย่างหมดจดก่อนยุคของการวิจัยทางสเปกโทรสโกปีโดยศาสตราจารย์ชาวอังกฤษ ดี. เบอร์นอล เขาเริ่มต้นจากข้อเท็จจริงที่ว่าน้ำมีช่วงเวลาไฟฟ้าที่แรงมาก แน่นอนว่าวิธีที่ง่ายที่สุดคือการ "สร้าง" โมเลกุลของน้ำโดยวางอะตอมที่เป็นส่วนประกอบทั้งหมดไว้ในแนวเส้นตรง นั่นคือ โฮ-โอ-เอช. "อย่างไรก็ตาม" Bernal เขียน "โมเลกุลของน้ำไม่สามารถสร้างขึ้นได้ด้วยวิธีนี้ เพราะด้วยโครงสร้างดังกล่าว โมเลกุลที่ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนที่เป็นบวกสองอะตอมและอะตอมของออกซิเจนที่เป็นลบจะมีสภาพเป็นกลางทางไฟฟ้า จะไม่มีทิศทางที่แน่นอน ... โมเมนต์ไฟฟ้าจะเกิดขึ้นได้ก็ต่อเมื่ออะตอมของไฮโดรเจนทั้งสองอยู่ติดกับออกซิเจนในด้านเดียวกัน

, ยิปซั่ม ฯลฯ ) จำเป็นต้องมีอยู่ในดิน ส่วนประกอบของสิ่งมีชีวิตทั้งหมด

องค์ประกอบไอโซโทปน้ำมีไอโซโทปเสถียร 9 ชนิด เนื้อหาในน้ำจืดโดยเฉลี่ยดังต่อไปนี้ (mol.%): 1 H 2 16 O - 99.13; 1 ชั่วโมง 2 18 O - 0.2; 1 ชั่วโมง 2 17 0-0.04; 1 ชม 2 ต 16 ต-0.03; ไอโซโทปที่เหลืออีกห้าชนิดมีอยู่ในน้ำในปริมาณเล็กน้อย นอกจากพันธุ์ไอโซโทปที่เสถียรแล้ว น้ำยังมีกัมมันตภาพรังสี 3 H 2 (หรือ T 2 O) ในปริมาณเล็กน้อย องค์ประกอบไอโซโทปของน้ำธรรมชาติที่มีแหล่งกำเนิดต่างกัน แตกต่างกันไป อัตราส่วน 1 H / 2 H ไม่เสถียรเป็นพิเศษ: ในน้ำจืด - เฉลี่ย 6900 ในน้ำทะเล - 5500 ในน้ำแข็ง - 5500-9000 ตามสภาพร่างกาย คุณสมบัติ D 2 O แตกต่างจากน้ำธรรมดาอย่างชัดเจน (ดู น้ำมวล) น้ำที่มี 18 O นั้นใกล้เคียงกับน้ำที่มี 16 O มากกว่า

ฟิสิกส์ คุณสมบัติของน้ำผิดปกติ การละลายของน้ำแข็งที่อะตอม ความดันจะมาพร้อมกับปริมาตรที่ลดลง 9% ค่าสัมประสิทธิ์อุณหภูมิ การขยายตัวเชิงปริมาตรของน้ำแข็งและน้ำของเหลวเป็นลบที่ t-pax resp ต่ำกว่า -210°C และ 3.98°C ความจุความร้อนของ C °ในระหว่างการหลอมละลายเพิ่มขึ้นเกือบสองเท่าและในช่วง 0-100 ° C นั้นแทบไม่ขึ้นอยู่กับอุณหภูมิ (มีขั้นต่ำที่ 35 ° C) iso-thermal ขั้นต่ำ ความสามารถในการบีบอัด (44.9*10 -11 Pa -1) สังเกตที่อุณหภูมิ 46°C ค่อนข้างชัดเจน ที่ความดันต่ำและอุณหภูมิสูงถึง 30 °C ความหนืดของน้ำจะลดลงเมื่อความดันเพิ่มขึ้น อิเล็กทริกสูง ความสามารถในการซึมผ่านและโมเมนต์ไดโพลของน้ำจะเป็นตัวกำหนดพลังการละลายที่ดีเมื่อเทียบกับสารที่มีขั้วและสารที่ก่อให้เกิดไอออน เนื่องจากค่า C °สูงและน้ำเป็นตัวควบคุมสภาพอากาศที่สำคัญ สภาวะบนโลกทำให้ t-ru เสถียรบนพื้นผิว นอกจากนี้ความใกล้ชิดของมุม H-O-H กับ tetrahedral one (109 ° 28 ") ทำให้เกิดความไม่สมดุลของโครงสร้างของน้ำแข็งและน้ำในของเหลวและเป็นผลให้ความหนาแน่นขึ้นอยู่กับ t-ry ดังนั้นอ่างเก็บน้ำขนาดใหญ่ อย่าหยุดที่ด้านล่างซึ่งทำให้การดำรงอยู่ของสิ่งมีชีวิตอยู่ในนั้น

แท็บ 1 - คุณสมบัติของน้ำและไอน้ำในสภาวะสมดุล

แต่ความหนาแน่นของการดัดแปลง II-VI นั้นต่ำกว่าที่น้ำแข็งจะมีได้ด้วยการบรรจุโมเลกุลที่หนาแน่น เฉพาะในการปรับเปลี่ยน VII และ VIII เท่านั้นที่จะมีความหนาแน่นของการบรรจุสูงเพียงพอ: ในโครงสร้างเครือข่ายปกติสองแห่งที่สร้างจากเตตระฮีดรา (คล้ายกับที่มีอยู่ในน้ำแข็งไอซีอุณหภูมิต่ำลูกบาศก์ซึ่งเป็นโครงสร้างไอโซโทปกับเพชร) จะถูกแทรกเข้าไปอีกเครือข่ายหนึ่ง ; ในเวลาเดียวกัน ระบบของพันธะไฮโดรเจนเชิงเส้นถูกรักษาไว้และการประสานงาน จำนวนของออกซิเจนเพิ่มขึ้นเป็นสองเท่าและถึง 8 การจัดเรียงอะตอมของออกซิเจนในน้ำแข็ง VII และ VIII นั้นคล้ายคลึงกับการจัดเรียงของอะตอมในเหล็กและโลหะอื่นๆ อีกหลายชนิด ในน้ำแข็งธรรมดา (Ih) และลูกบาศก์ (Ic) เช่นเดียวกับในน้ำแข็ง HI, V-VII การวางแนวของโมเลกุลไม่ได้ถูกกำหนด: โปรตอนทั้งสองที่อยู่ใกล้กับอะตอม O มากที่สุดสร้างพันธะโควาเลนต์ซึ่งสามารถทำได้ ชี้ไปที่อะตอมออกซิเจนที่อยู่ใกล้เคียงสองในสี่อะตอมที่จุดยอดของจัตุรมุข อิเล็กทริก ความสามารถในการซึมผ่านของการปรับเปลี่ยนเหล่านี้สูง (สูงกว่าน้ำที่เป็นของเหลว) การปรับเปลี่ยน II, VIII และ IX นั้นเรียงลำดับตามทิศทาง อิเล็กทริกของพวกเขา การซึมผ่านต่ำ (ประมาณ 3) Ice VIII เป็นตัวแปรลำดับโปรตอนของ ice VII และ ice IX คือ ice III ความหนาแน่นของการดัดแปลงที่เรียงลำดับตามทิศทาง (VIII, IX) นั้นใกล้เคียงกับความหนาแน่นของการดัดแปลงที่ไม่เป็นระเบียบที่สอดคล้องกัน (VII, III)

น้ำเป็นตัวทำละลาย ละลายน้ำได้ดี มีขั้วและแยกตัวออกเป็นไอออนใน-va โดยปกติแล้ว ค่า p จะเพิ่มขึ้นตามอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้น แต่บางครั้งการขึ้นต่อกันของอุณหภูมิก็ซับซ้อนมากขึ้น ดังนั้น r-rarity กรุณา ซัลเฟต คาร์บอเนต และฟอสเฟตที่มีการเพิ่ม t-ry จะลดลงหรือเพิ่มขึ้นในครั้งแรก แล้วจึงผ่านค่าสูงสุด ค่า p-value ของ in-in ที่มีขั้วต่ำ (รวมถึงก๊าซที่ประกอบกันเป็นชั้นบรรยากาศ) ในน้ำมีค่าต่ำและเมื่อมีค่า t-ry เพิ่มขึ้น มักจะลดลงก่อนแล้วจึงผ่านค่าต่ำสุด เมื่อความดันเพิ่มขึ้น ค่า p ของก๊าซจะเพิ่มขึ้น ผ่านค่าสูงสุดที่ความดันสูง สารหลายชนิดละลายในน้ำและทำปฏิกิริยากับมัน ตัวอย่างเช่น ไอออน NH 4 อาจมีอยู่ในสารละลาย NH 3 (ดูเพิ่มเติมที่การไฮโดรไลซิส) ระหว่างไอออนที่ละลายในน้ำกับอะตอม โมเลกุล ที่ไม่มีความสัมพันธ์ทางเคมีกับมัน อำเภอ และ

สารที่สำคัญที่สุดของโลกของเราซึ่งมีคุณสมบัติและองค์ประกอบที่เป็นเอกลักษณ์คือน้ำ ท้ายที่สุดต้องขอบคุณเธอที่มีชีวิตบนโลกในขณะที่ไม่มีอยู่ในวัตถุอื่น ๆ ของระบบสุริยะที่รู้จักกันในปัจจุบัน ของแข็ง ของเหลว ในรูปของไอน้ำ - จำเป็นและสำคัญสำหรับสิ่งใดก็ตาม น้ำและคุณสมบัติของน้ำเป็นเรื่องของการศึกษาระเบียบวินัยทางวิทยาศาสตร์ทั้งหมด - อุทกวิทยา

ปริมาณน้ำบนโลก

หากเราพิจารณาตัวบ่งชี้ปริมาณของออกไซด์นี้ในทุกสถานะของการรวมตัว ก็จะมีค่าประมาณ 75% ของมวลทั้งหมดบนโลก ในกรณีนี้ ควรคำนึงถึงน้ำที่จับตัวอยู่ในสารประกอบอินทรีย์ สิ่งมีชีวิต แร่ธาตุ และองค์ประกอบอื่นๆ

หากเราพิจารณาเฉพาะสถานะของเหลวและของแข็งของน้ำ ตัวเลขจะลดลงเหลือ 70.8% พิจารณาวิธีกระจายเปอร์เซ็นต์เหล่านี้ซึ่งมีสารที่เป็นปัญหาอยู่

น้ำเค็มในมหาสมุทรและทะเล ทะเลสาบน้ำเค็มบนโลกคือ 360 ล้านกม. 2
น้ำจืดมีการกระจายอย่างไม่สม่ำเสมอ: ในธารน้ำแข็งของกรีนแลนด์ อาร์กติก และแอนตาร์กติกา 16.3 ล้านกม. 2 ถูกห่อหุ้มด้วยน้ำแข็ง
ในแม่น้ำ หนองน้ำ และทะเลสาบ ไฮโดรเจนออกไซด์มีความเข้มข้น 5.3 ล้านกิโลเมตร 2
น้ำบาดาลคือ 100 ล้าน ลบ.ม. 3 .

นั่นคือเหตุผลที่นักบินอวกาศจากอวกาศอันไกลโพ้นสามารถเห็นโลกในรูปของลูกบอลสีน้ำเงินที่มีแผ่นดินเป็นหย่อมๆ น้ำและคุณสมบัติของน้ำ ความรู้เกี่ยวกับลักษณะโครงสร้างเป็นองค์ประกอบสำคัญของวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา มนุษยชาติเริ่มประสบปัญหาการขาดแคลนน้ำจืดอย่างชัดเจน บางทีความรู้ดังกล่าวอาจช่วยแก้ปัญหานี้ได้

องค์ประกอบของน้ำและโครงสร้างของโมเลกุล

หากเราพิจารณาตัวบ่งชี้เหล่านี้ คุณสมบัติที่จัดแสดงของสารที่น่าทึ่งนี้จะชัดเจนในทันที ดังนั้นโมเลกุลของน้ำประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอมดังนั้นจึงมีสูตรเชิงประจักษ์ H 2 O นอกจากนี้อิเล็กตรอนขององค์ประกอบทั้งสองยังมีบทบาทสำคัญในการสร้างโมเลกุล มาดูกันว่าน้ำมีโครงสร้างและคุณสมบัติอย่างไร

เห็นได้ชัดว่าแต่ละโมเลกุลจะเคลื่อนที่ไปรอบ ๆ โมเลกุลอื่น และรวมกันเป็นโครงตาข่ายคริสตัลทั่วไป เป็นที่น่าสนใจว่าออกไซด์ถูกสร้างขึ้นในรูปของจัตุรมุข - อะตอมของออกซิเจนอยู่ตรงกลางและมีอิเล็กตรอน 2 คู่และอะตอมของไฮโดรเจน 2 อะตอมล้อมรอบแบบไม่สมมาตร หากคุณลากเส้นผ่านจุดศูนย์กลางของนิวเคลียสของอะตอมและเชื่อมต่อกัน คุณจะได้รูปทรงเรขาคณิตแบบจัตุรมุข

มุมระหว่างจุดศูนย์กลางของอะตอมออกซิเจนกับนิวเคลียสของไฮโดรเจนคือ 104.5 0 C ความยาวของพันธะ O-H คือ 0.0957 นาโนเมตร การมีอยู่ของคู่อิเล็กตรอนของออกซิเจน ตลอดจนความสัมพันธ์ของอิเล็กตรอนที่สูงกว่าเมื่อเทียบกับไฮโดรเจน ทำให้เกิดสนามประจุลบในโมเลกุล ในทางตรงกันข้าม นิวเคลียสของไฮโดรเจนก่อให้เกิดส่วนที่มีประจุบวกของสารประกอบ ดังนั้นปรากฎว่าโมเลกุลของน้ำเป็นไดโพล สิ่งนี้กำหนดว่าน้ำสามารถเป็นน้ำอะไรได้ และคุณสมบัติทางกายภาพของน้ำยังขึ้นอยู่กับโครงสร้างของโมเลกุลด้วย สำหรับสิ่งมีชีวิต คุณสมบัติเหล่านี้มีบทบาทสำคัญ

คุณสมบัติทางกายภาพพื้นฐาน

ซึ่งรวมถึงโครงตาข่ายคริสตัล จุดเดือดและจุดหลอมเหลว และลักษณะพิเศษเฉพาะตัว เราจะพิจารณาทั้งหมดของพวกเขา

โครงสร้างของโครงผลึกของไฮโดรเจนออกไซด์ขึ้นอยู่กับสถานะของการรวมตัว มันสามารถเป็นของแข็ง - น้ำแข็ง, ของเหลว - น้ำพื้นฐานภายใต้สภาวะปกติ, ก๊าซ - ไอน้ำเมื่ออุณหภูมิของน้ำสูงกว่า 100 0 C น้ำแข็งก่อตัวเป็นผลึกที่มีลวดลายสวยงาม ตาข่ายโดยรวมหลวม แต่การเชื่อมต่อมีความแข็งแรงมาก ความหนาแน่นต่ำ คุณสามารถดูได้จากตัวอย่างเกล็ดหิมะหรือลวดลายที่เย็นจัดบนกระจก ในน้ำธรรมดาตาข่ายไม่มีรูปร่างคงที่ มันเปลี่ยนและผ่านจากสถานะหนึ่งไปอีกสถานะหนึ่ง
โมเลกุลของน้ำในอวกาศมีรูปร่างที่ถูกต้องเหมือนลูกบอล อย่างไรก็ตามภายใต้อิทธิพลของแรงโน้มถ่วงของโลก มันถูกบิดเบือนและอยู่ในสถานะของเหลวในรูปของเรือ
ความจริงที่ว่าโครงสร้างของไฮโดรเจนออกไซด์เป็นไดโพลกำหนดคุณสมบัติต่อไปนี้: การนำความร้อนสูงและความจุความร้อนซึ่งสามารถตรวจสอบได้ในการให้ความร้อนอย่างรวดเร็วและการทำให้เย็นตัวเป็นเวลานานของสาร ความสามารถในการปรับทิศทางรอบตัวเองทั้งไอออนและอิเล็กตรอนแต่ละตัว สารประกอบ สิ่งนี้ทำให้น้ำเป็นตัวทำละลายสากล (ทั้งมีขั้วและเป็นกลาง)
องค์ประกอบของน้ำและโครงสร้างของโมเลกุลอธิบายถึงความสามารถของสารประกอบนี้ในการสร้างพันธะไฮโดรเจนหลายพันธะ รวมถึงสารประกอบอื่นๆ ที่มีคู่อิเล็กตรอนที่ไม่แบ่งปัน (แอมโมเนีย แอลกอฮอล์ และอื่นๆ)
จุดเดือดของน้ำของเหลวคือ 100 0 C การตกผลึกเกิดขึ้นที่ +4 0 C ด้านล่างตัวบ่งชี้นี้คือน้ำแข็ง หากคุณเพิ่มแรงดัน จุดเดือดของน้ำจะเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว ดังนั้นในบรรยากาศที่สูงตะกั่วสามารถละลายได้ แต่ในขณะเดียวกันก็จะไม่เดือด (มากกว่า 300 0 C)
คุณสมบัติของน้ำมีความสำคัญต่อสิ่งมีชีวิตมาก ตัวอย่างเช่น สิ่งที่สำคัญที่สุดอย่างหนึ่งคือแรงตึงผิว นี่คือการก่อตัวของฟิล์มป้องกันที่บางที่สุดบนพื้นผิวของไฮโดรเจนออกไซด์ เรากำลังพูดถึงน้ำที่เป็นของเหลว เป็นเรื่องยากมากที่จะทำลายภาพยนตร์เรื่องนี้ด้วยการกระทำทางกล นักวิทยาศาสตร์พบว่าต้องใช้แรงเท่ากับน้ำหนัก 100 ตัน จะสังเกตได้อย่างไร? ฟิล์มจะเห็นชัดเมื่อน้ำหยดลงมาจากก๊อกน้ำช้าๆ จะเห็นได้ว่าราวกับอยู่ในเปลือกบางชนิดซึ่งถูกยืดออกจนถึงขีด จำกัด และน้ำหนักและหลุดออกมาในรูปของหยดกลมซึ่งบิดเบี้ยวเล็กน้อยตามแรงโน้มถ่วง เนื่องจากแรงตึงผิว วัตถุจำนวนมากสามารถลอยบนผิวน้ำได้ แมลงที่มีการดัดแปลงพิเศษสามารถเคลื่อนที่ไปมาได้อย่างอิสระ
น้ำและคุณสมบัติของน้ำมีความผิดปกติและไม่เหมือนใคร ตามพารามิเตอร์ทางประสาทสัมผัส สารประกอบนี้เป็นของเหลวไม่มีสี ไม่มีกลิ่นและไม่มีรส สิ่งที่เราเรียกว่ารสชาติของน้ำคือแร่ธาตุและส่วนประกอบอื่นๆ ที่ละลายอยู่ในนั้น
การนำไฟฟ้าของไฮโดรเจนออกไซด์ในสถานะของเหลวขึ้นอยู่กับปริมาณและชนิดของเกลือที่ละลายอยู่ในนั้น น้ำกลั่นที่ไม่มีสิ่งเจือปนไม่นำไฟฟ้า

น้ำแข็งเป็นน้ำที่มีสถานะพิเศษ ในโครงสร้างของสถานะนี้ โมเลกุลจะเชื่อมต่อกันด้วยพันธะไฮโดรเจนและก่อตัวเป็นตาข่ายคริสตัลที่สวยงาม แต่ค่อนข้างไม่เสถียรและสามารถแยกละลายซึ่งก็คือทำให้เสียรูปได้ง่าย มีช่องว่างมากมายระหว่างโมเลกุลซึ่งมีขนาดเกินขนาดของอนุภาค ด้วยเหตุนี้ ความหนาแน่นของน้ำแข็งจึงน้อยกว่าไฮโดรเจนออกไซด์เหลว

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งต่อแม่น้ำ ทะเลสาบ และแหล่งน้ำจืดอื่นๆ อันที่จริงในฤดูหนาวน้ำในนั้นไม่ได้แข็งตัวอย่างสมบูรณ์ แต่ถูกปกคลุมด้วยเปลือกน้ำแข็งที่เบากว่าที่ลอยอยู่ หากคุณสมบัตินี้ไม่ใช่ลักษณะของสถานะของแข็งของไฮโดรเจนออกไซด์ แหล่งกักเก็บจะแข็งตัว ชีวิตใต้น้ำคงเป็นไปไม่ได้

นอกจากนี้ สถานะของแข็งของน้ำยังมีความสำคัญอย่างยิ่งในฐานะแหล่งน้ำดื่มสดจำนวนมหาศาล นี่คือธารน้ำแข็ง

ปรากฏการณ์สามจุดเรียกได้ว่าเป็นคุณสมบัติพิเศษของน้ำ นี่คือสถานะที่น้ำแข็ง ไอ และของเหลวสามารถดำรงอยู่ได้พร้อมกัน สิ่งนี้ต้องการเงื่อนไขเช่น:

แรงดันสูง - 610 Pa;
อุณหภูมิ 0.01 0 С.

ความโปร่งใสของน้ำจะแตกต่างกันไปขึ้นอยู่กับสิ่งเจือปนภายนอก ของเหลวสามารถโปร่งใส, เหลือบ, มีเมฆมาก คลื่นสีเหลืองและสีแดงถูกดูดซับรังสีของสีม่วงซึมลึก

คุณสมบัติทางเคมี

น้ำและคุณสมบัติของน้ำเป็นเครื่องมือสำคัญในการทำความเข้าใจกระบวนการต่างๆ ของชีวิต ดังนั้นจึงมีการศึกษาเป็นอย่างดี ดังนั้นอุทกเคมีจึงสนใจน้ำและคุณสมบัติทางเคมีของน้ำ ในหมู่พวกเขามีดังต่อไปนี้:

ความแข็งแกร่ง นี่คือคุณสมบัติดังกล่าวซึ่งอธิบายได้จากการมีอยู่ของเกลือแคลเซียมและแมกนีเซียมซึ่งเป็นไอออนของพวกมันในสารละลาย มันถูกแบ่งออกเป็นถาวร (เกลือของโลหะที่มีชื่อ: คลอไรด์, ซัลเฟต, ซัลไฟต์, ไนเตรต), ชั่วคราว (ไฮโดรคาร์บอเนต) ซึ่งถูกกำจัดโดยการต้ม ในรัสเซีย น้ำจะถูกทำให้อ่อนตัวทางเคมีก่อนนำไปใช้เพื่อคุณภาพที่ดีขึ้น
การทำให้เป็นแร่ คุณสมบัติตามโมเมนต์ไดโพลของไฮโดรเจนออกไซด์ เนื่องจากการมีอยู่ของมัน โมเลกุลจึงสามารถยึดติดกับสารอื่นๆ ไอออน และจับตัวมันไว้ได้ นี่คือวิธีการก่อตั้งภาคี คลาเทรต และสมาคมอื่นๆ
คุณสมบัติรีดอกซ์ ในฐานะที่เป็นตัวทำละลายสากล ตัวเร่งปฏิกิริยา สารเชื่อมโยง น้ำสามารถทำปฏิกิริยากับสารประกอบที่ง่ายและซับซ้อนจำนวนมาก บางชนิดทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ และบางชนิดก็ทำหน้าที่เป็นตัวออกซิไดซ์ด้วยเช่นกัน ในฐานะตัวรีดิวซ์ จะทำปฏิกิริยากับฮาโลเจน เกลือ โลหะที่ออกฤทธิ์น้อยบางชนิด และกับสารอินทรีย์หลายชนิด การเปลี่ยนแปลงครั้งสุดท้ายศึกษาโดยเคมีอินทรีย์ น้ำและคุณสมบัติของน้ำ โดยเฉพาะอย่างยิ่งคุณสมบัติทางเคมี แสดงให้เห็นว่าน้ำมีความหลากหลายและมีเอกลักษณ์เฉพาะตัวเพียงใด ในฐานะตัวออกซิไดซ์ จะทำปฏิกิริยากับโลหะที่มีฤทธิ์ เกลือไบนารีบางชนิด สารประกอบอินทรีย์หลายชนิด คาร์บอน และมีเทน โดยทั่วไป ปฏิกิริยาเคมีที่เกี่ยวข้องกับสารหนึ่งๆ จำเป็นต้องมีการเลือกเงื่อนไขบางอย่าง ผลของปฏิกิริยาจะขึ้นอยู่กับพวกเขา
คุณสมบัติทางชีวเคมี น้ำเป็นส่วนสำคัญของกระบวนการทางชีวเคมีทั้งหมดของร่างกาย โดยเป็นตัวทำละลาย ตัวเร่งปฏิกิริยา และตัวกลาง
ปฏิสัมพันธ์กับก๊าซกับการก่อตัวของคลาเทรต น้ำที่เป็นของเหลวธรรมดาสามารถดูดซับได้แม้กระทั่งก๊าซที่ไม่ใช้งานทางเคมี และวางไว้ภายในโพรงระหว่างโมเลกุลของโครงสร้างภายใน สารประกอบดังกล่าวเรียกว่าคลาเทรต
ด้วยโลหะหลายชนิด ไฮโดรเจนออกไซด์ก่อตัวเป็นผลึกไฮเดรต ซึ่งรวมเข้าด้วยกันโดยไม่เปลี่ยนแปลง ตัวอย่างเช่นคอปเปอร์ซัลเฟต (CuSO 4 * 5H 2 O) รวมถึงไฮเดรตธรรมดา (NaOH * H 2 O และอื่น ๆ )
น้ำมีลักษณะเฉพาะจากปฏิกิริยาสารประกอบซึ่งก่อให้เกิดสารประเภทใหม่ (กรด, ด่าง, เบส) พวกเขาไม่ใช่รีดอกซ์
อิเล็กโทรลิซิส. ภายใต้การกระทำของกระแสไฟฟ้า โมเลกุลจะสลายตัวเป็นก๊าซที่เป็นองค์ประกอบ ได้แก่ ไฮโดรเจนและออกซิเจน วิธีหนึ่งที่จะได้มาคือในห้องปฏิบัติการและอุตสาหกรรม

จากมุมมองของทฤษฎี Lewis น้ำเป็นกรดอ่อนและเบสอ่อนในเวลาเดียวกัน (แอมโฟไลต์) นั่นคือเราสามารถพูดเกี่ยวกับคุณสมบัติทางเคมีบางอย่างของแอมโฟเทอริซิตี้

น้ำและคุณสมบัติที่เป็นประโยชน์ต่อสิ่งมีชีวิต

เป็นการยากที่จะประเมินค่าความสำคัญที่ไฮโดรเจนออกไซด์มีต่อสิ่งมีชีวิตทั้งหมดสูงเกินไป ท้ายที่สุดแล้วน้ำเป็นแหล่งกำเนิดของชีวิต เป็นที่ทราบกันดีว่าหากไม่มีเขาคน ๆ หนึ่งก็ไม่สามารถมีชีวิตอยู่ได้แม้แต่สัปดาห์เดียว น้ำ คุณสมบัติและความสำคัญของน้ำนั้นยิ่งใหญ่มาก

เป็นตัวทำละลายสากล กล่าวคือ สามารถละลายทั้งสารประกอบอินทรีย์และอนินทรีย์ ซึ่งเป็นตัวทำละลายที่ทำหน้าที่ในระบบของสิ่งมีชีวิต นั่นคือเหตุผลที่น้ำเป็นแหล่งกำเนิดและสื่อสำหรับการไหลของการเปลี่ยนแปลงทางชีวเคมีของตัวเร่งปฏิกิริยาทั้งหมด ด้วยการก่อตัวของสารประกอบเชิงซ้อนที่สำคัญที่ซับซ้อน
ความสามารถในการสร้างพันธะไฮโดรเจนทำให้สารนี้เป็นสากลในการรักษาอุณหภูมิโดยไม่เปลี่ยนสถานะของการรวมตัว หากไม่เป็นเช่นนั้น เมื่ออุณหภูมิลดลงเพียงเล็กน้อย มันจะกลายเป็นน้ำแข็งภายในสิ่งมีชีวิต ทำให้เซลล์ตาย
สำหรับคนๆ หนึ่ง น้ำเป็นแหล่งของของใช้และความต้องการพื้นฐานในครัวเรือนทั้งหมด: ทำอาหาร ซักผ้า ทำความสะอาด อาบน้ำ อาบน้ำและว่ายน้ำ และอื่นๆ
โรงงานอุตสาหกรรม (เคมี สิ่งทอ วิศวกรรม อาหาร โรงกลั่นน้ำมัน และอื่นๆ) จะไม่สามารถดำเนินงานได้หากไม่มีไฮโดรเจนออกไซด์เข้ามาเกี่ยวข้อง
ตั้งแต่สมัยโบราณเชื่อกันว่าน้ำเป็นแหล่งสุขภาพ มันถูกนำมาใช้และใช้เป็นยาในปัจจุบัน
พืชใช้มันเป็นแหล่งอาหารหลักเนื่องจากพวกมันผลิตออกซิเจนซึ่งเป็นก๊าซที่ทำให้ชีวิตเป็นไปได้บนโลกของเรา

มีเหตุผลอีกหลายสิบประการที่ทำให้น้ำเป็นสารที่แพร่หลาย สำคัญ และจำเป็นที่สุดสำหรับสิ่งมีชีวิตและวัตถุที่สร้างขึ้นเทียมทั้งหมด เราได้ให้เฉพาะหลักที่ชัดเจนที่สุดเท่านั้น

วัฏจักรของน้ำทางอุทกวิทยา

กล่าวอีกนัยหนึ่งนี่คือวัฏจักรของเธอในธรรมชาติ กระบวนการที่สำคัญมากที่ช่วยให้คุณสามารถเติมน้ำที่หายไปได้อย่างต่อเนื่อง มันเกิดขึ้นได้อย่างไร?

มีผู้เข้าร่วมหลัก 3 คน ได้แก่ น้ำใต้ดิน (หรือบนดิน) น้ำผิวดิน และมหาสมุทร บรรยากาศที่ควบแน่นและก่อให้เกิดฝนก็มีความสำคัญเช่นกัน ผู้เข้าร่วมที่กระตือรือร้นในกระบวนการนี้คือพืช (ส่วนใหญ่เป็นต้นไม้) ที่สามารถดูดซับน้ำปริมาณมากต่อวัน

ดังนั้นกระบวนการจึงเป็นเช่นนี้ น้ำใต้ดินจะเติมเส้นเลือดฝอยใต้ดินและไหลลงสู่พื้นผิวและมหาสมุทรโลก จากนั้นพืชจะดูดน้ำผิวดินและคายออกสู่สิ่งแวดล้อม การระเหยยังเกิดขึ้นจากพื้นที่กว้างใหญ่ของมหาสมุทร ทะเล แม่น้ำ ทะเลสาบ และแหล่งน้ำอื่นๆ เมื่ออยู่ในบรรยากาศแล้วน้ำทำหน้าที่อะไร? มันกลั่นตัวและไหลกลับเป็นหยาดน้ำฟ้า (ฝน หิมะ ลูกเห็บ)

หากไม่เกิดกระบวนการเหล่านี้ น้ำประปา โดยเฉพาะน้ำจืดคงยุติไปนานแล้ว นั่นคือเหตุผลที่ผู้คนให้ความสำคัญกับการปกป้องและวัฏจักรทางอุทกวิทยาตามปกติ

แนวคิดของน้ำหนักน้ำ

ในธรรมชาติ ไฮโดรเจนออกไซด์มีอยู่เป็นส่วนผสมของไอโซโทโพลอก นี่เป็นเพราะความจริงที่ว่าไฮโดรเจนสร้างไอโซโทปสามประเภท: โปรเทียม 1 H, ดิวทีเรียม 2 H, ทริเทียม 3 H ในทางกลับกันออกซิเจนก็ไม่ล้าหลังและสร้างรูปแบบที่เสถียรสามรูปแบบ: 16 O, 17 O, 18 O . ต้องขอบคุณ ดังนั้นจึงไม่ได้มีแค่น้ำโปรเทียมธรรมดาที่มีองค์ประกอบ H 2 O (1 H และ 16 O) แต่ยังมีดิวทีเรียมและไอโซโทปด้วย

ในขณะเดียวกันดิวเทอเรียม (2 H) ที่มีความเสถียรในโครงสร้างและรูปแบบซึ่งรวมอยู่ในองค์ประกอบของน้ำธรรมชาติเกือบทั้งหมด แต่ในปริมาณเล็กน้อย นี่แหละที่เขาเรียกว่าจัดหนัก แตกต่างจากแบบธรรมดาหรือง่ายทุกประการอยู่บ้าง

น้ำหนักและคุณสมบัติของมันมีหลายจุด

ตกผลึกที่อุณหภูมิ 3.82 0 C
สังเกตการเดือดที่ 101.42 0 C
ความหนาแน่นคือ 1.1059 g/cm 3 .
ในฐานะที่เป็นตัวทำละลายมันแย่กว่าน้ำเล็กน้อยหลายเท่า
มีสูตรทางเคมีว่า D 2 O

เมื่อทำการทดลองแสดงผลของน้ำดังกล่าวต่อระบบสิ่งมีชีวิต พบว่าแบคทีเรียบางชนิดเท่านั้นที่สามารถอาศัยอยู่ในน้ำได้ อาณานิคมต้องใช้เวลาในการปรับตัวและเคยชินกับสภาพอากาศ แต่เมื่อปรับตัวแล้วพวกเขาก็คืนค่าการทำงานที่สำคัญทั้งหมด (การสืบพันธุ์โภชนาการ) นอกจากนี้เหล็กยังทนทานต่อผลกระทบของรังสีกัมมันตภาพรังสี การทดลองกับกบและปลาไม่ได้ผลในเชิงบวก

สาขาการประยุกต์ใช้ดิวทีเรียมและน้ำมวลเบาที่ทันสมัย ได้แก่ วิศวกรรมนิวเคลียร์และพลังงานนิวเคลียร์ น้ำดังกล่าวสามารถหาได้ภายใต้สภาวะของห้องปฏิบัติการโดยการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำธรรมดา - เกิดขึ้นเป็นผลพลอยได้ ดิวเทอเรียมนั้นเกิดจากการกลั่นไฮโดรเจนซ้ำ ๆ ในอุปกรณ์พิเศษ การประยุกต์ใช้ขึ้นอยู่กับความสามารถในการชะลอการสังเคราะห์นิวตรอนและปฏิกิริยาของโปรตอน มันคือน้ำมวลหนักและไอโซโทปไฮโดรเจนที่เป็นพื้นฐานในการสร้างระเบิดนิวเคลียร์และไฮโดรเจน

การทดลองใช้น้ำดิวทีเรียมโดยผู้คนในปริมาณเล็กน้อยแสดงให้เห็นว่าน้ำไม่คงอยู่เป็นเวลานาน - สังเกตการถอนออกอย่างสมบูรณ์หลังจากสองสัปดาห์ เป็นไปไม่ได้ที่จะใช้เป็นแหล่งความชื้นสำหรับชีวิต แต่ความสำคัญทางเทคนิคนั้นยิ่งใหญ่มาก

ละลายน้ำและการประยุกต์ใช้

ตั้งแต่สมัยโบราณผู้คนระบุว่าคุณสมบัติของน้ำดังกล่าวเป็นการบำบัด เป็นที่ทราบกันมานานแล้วว่าเมื่อหิมะละลาย สัตว์ต่างๆ จะพยายามดื่มน้ำจากแอ่งน้ำที่เกิดขึ้น ต่อมามีการศึกษาโครงสร้างและผลกระทบทางชีวภาพต่อร่างกายมนุษย์อย่างรอบคอบ

น้ำละลาย ลักษณะและคุณสมบัติของมันอยู่ตรงกลางระหว่างแสงธรรมดากับน้ำแข็ง จากภายใน มันไม่ได้เกิดจากโมเลกุลเท่านั้น แต่เกิดจากชุดของกระจุกที่ก่อตัวขึ้นจากผลึกและก๊าซ นั่นคือภายในช่องว่างระหว่างส่วนโครงสร้างของผลึกคือไฮโดรเจนและออกซิเจน โดยทั่วไปแล้วโครงสร้างของน้ำที่ละลายจะคล้ายกับโครงสร้างของน้ำแข็ง - โครงสร้างจะถูกรักษาไว้ คุณสมบัติทางกายภาพของไฮโดรเจนออกไซด์นั้นเปลี่ยนไปเล็กน้อยเมื่อเปรียบเทียบกับคุณสมบัติปกติ อย่างไรก็ตามผลกระทบทางชีวภาพต่อร่างกายนั้นยอดเยี่ยม

เมื่อน้ำถูกแช่แข็งในเศษส่วนแรก ส่วนที่หนักกว่าจะกลายเป็นน้ำแข็ง - สิ่งเหล่านี้คือไอโซโทปของดิวทีเรียม เกลือ และสิ่งเจือปน ดังนั้นควรถอดแกนนี้ออก แต่ส่วนที่เหลือเป็นน้ำบริสุทธิ์ มีโครงสร้าง และดีต่อสุขภาพ มีผลอย่างไรต่อร่างกาย? นักวิทยาศาสตร์ของสถาบันวิจัยโดเนตสค์ตั้งชื่อประเภทของการปรับปรุงต่อไปนี้:

การเร่งกระบวนการกู้คืน
เสริมสร้างภูมิคุ้มกัน
หลังจากสูดดมน้ำเข้าไป เด็กจะหายและหายจากหวัด ไอ น้ำมูกไหลและอื่นๆ
ปรับปรุงการหายใจสภาพของกล่องเสียงและเยื่อเมือก
ความเป็นอยู่ที่ดีของบุคคลกิจกรรมเพิ่มขึ้น

วันนี้มีผู้สนับสนุนจำนวนมากของการรักษาด้วยน้ำละลายซึ่งเขียนรีวิวในเชิงบวก อย่างไรก็ตาม มีนักวิทยาศาสตร์รวมถึงแพทย์ที่ไม่สนับสนุนมุมมองเหล่านี้ พวกเขาเชื่อว่าจะไม่มีอันตรายจากน้ำดังกล่าว แต่จะมีประโยชน์เพียงเล็กน้อย

พลังงาน

เหตุใดคุณสมบัติของน้ำจึงเปลี่ยนแปลงและคืนค่าได้เมื่อเปลี่ยนไปเป็นสถานะการรวมตัวที่แตกต่างกัน คำตอบสำหรับคำถามนี้มีดังต่อไปนี้: สารประกอบนี้มีหน่วยความจำข้อมูลของตัวเอง ซึ่งบันทึกการเปลี่ยนแปลงทั้งหมดและนำไปสู่การฟื้นฟูโครงสร้างและคุณสมบัติในเวลาที่เหมาะสม สนามพลังงานชีวภาพซึ่งผ่านส่วนหนึ่งของน้ำ (ที่มาจากนอกโลก) มีประจุพลังงานที่ทรงพลัง รูปแบบนี้มักใช้ในการรักษา อย่างไรก็ตาม จากมุมมองทางการแพทย์ ไม่ใช่ว่าน้ำทุกชนิดจะสามารถมีผลประโยชน์รวมถึงข้อมูลด้วย

น้ำที่มีโครงสร้าง - มันคืออะไร?

นี่คือน้ำที่มีโครงสร้างของโมเลกุลแตกต่างกันเล็กน้อย การจัดเรียงตัวของโครงผลึก (เช่นที่พบในน้ำแข็ง) แต่ก็ยังเป็นของเหลว (การละลายก็เป็นของประเภทนี้เช่นกัน) ในกรณีนี้องค์ประกอบของน้ำและคุณสมบัติของน้ำจากมุมมองทางวิทยาศาสตร์ไม่แตกต่างจากลักษณะของไฮโดรเจนออกไซด์ทั่วไป ดังนั้นน้ำที่มีโครงสร้างจึงไม่สามารถมีผลการรักษาได้กว้างอย่างที่นักศาสตร์ลึกลับและผู้สนับสนุนการแพทย์ทางเลือกกล่าวถึงมัน

O.V. โมซิน

น้ำมวลหนัก (ดิวเทอเรียมออกไซด์) - มีสูตรทางเคมีเหมือนกับน้ำธรรมดา แต่แทนที่จะมีอะตอมของไฮโดรเจนจะมีไอโซโทปไฮโดรเจนหนักสองอะตอม - อะตอมของดิวทีเรียม สูตรสำหรับน้ำไฮโดรเจนหนักมักจะเขียนเป็น: D2O หรือ 2H2O ภายนอก น้ำมวลหนักดูเหมือนน้ำธรรมดา - เป็นของเหลวไม่มีสี ไม่มีรสและกลิ่น

ตามคุณสมบัติของน้ำมวลหนักแตกต่างจากน้ำธรรมดาอย่างชัดเจน ปฏิกิริยากับน้ำมวลหนักดำเนินไปช้ากว่าน้ำธรรมดา ค่าคงที่การแตกตัวของโมเลกุลของน้ำมวลเบาจะต่ำกว่าน้ำธรรมดา

โมเลกุลของน้ำไฮโดรเจนหนักถูกค้นพบครั้งแรกในน้ำธรรมชาติโดย Harold Urey ในปี 1932 และในปี พ.ศ. 2476 กิลเบิร์ต ลูอิสได้น้ำไฮโดรเจนมวลหนักบริสุทธิ์โดยการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำธรรมดา

ในน้ำธรรมชาติ อัตราส่วนระหว่างน้ำมวลหนักและน้ำธรรมดาคือ 1:5500 (สมมติว่าดิวเทอเรียมทั้งหมดอยู่ในรูปของน้ำมวลหนัก D2O แม้ว่าในความเป็นจริงแล้วจะมีบางส่วนอยู่ในองค์ประกอบของน้ำกึ่งหนัก HDO)

น้ำมวลมีพิษเพียงเล็กน้อย ปฏิกิริยาเคมีในสิ่งแวดล้อมค่อนข้างช้าเมื่อเทียบกับน้ำธรรมดา พันธะไฮโดรเจนที่เกี่ยวข้องกับดิวทีเรียมค่อนข้างแรงกว่าปกติ การทดลองในสัตว์เลี้ยงลูกด้วยนมแสดงให้เห็นว่าการแทนที่ไฮโดรเจน 25% ในเนื้อเยื่อด้วยดิวเทอเรียมนำไปสู่การเป็นหมัน ความเข้มข้นที่สูงขึ้นทำให้สัตว์ตายอย่างรวดเร็ว อย่างไรก็ตาม จุลินทรีย์บางชนิดสามารถอาศัยอยู่ในน้ำมวลหนัก 70% (โปรโตซัว) และแม้กระทั่งในน้ำมวลหนักบริสุทธิ์ (แบคทีเรีย) คนสามารถดื่มน้ำหนักหนึ่งแก้วโดยไม่เป็นอันตรายต่อสุขภาพ ดิวทีเรียมทั้งหมดจะถูกกำจัดออกจากร่างกายภายในสองสามวัน ในแง่นี้ น้ำมวลหนักมีความเป็นพิษน้อยกว่าเกลือแกง เป็นต้น

น้ำมวลหนักจะสะสมอยู่ในส่วนที่เหลือของอิเล็กโทรไลต์ในระหว่างการอิเล็กโทรไลซิสของน้ำซ้ำๆ ในที่โล่ง น้ำที่มีน้ำหนักมากจะดูดซับไอระเหยของน้ำธรรมดาอย่างรวดเร็ว ดังนั้นเราจึงกล่าวได้ว่าเป็นน้ำที่อุ้มน้ำได้ การผลิตน้ำมวลหนักต้องใช้พลังงานมาก ดังนั้นต้นทุนจึงค่อนข้างสูง (ประมาณ 200-250 ดอลลาร์ต่อกก.)

คุณสมบัติทางกายภาพของน้ำธรรมดาและน้ำมวลหนัก

คุณสมบัติทางกายภาพ

มวลโมเลกุล

ความหนาแน่นที่ 20°C (g/cm3)

t° ของการตกผลึก (° C)

อุณหภูมิเดือด (°C)

คุณสมบัติของน้ำมวลหนัก

คุณสมบัติที่สำคัญที่สุดของน้ำหนักคือไม่ดูดซับนิวตรอน ดังนั้นจึงใช้ในเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์เพื่อทำให้นิวตรอนช้าลงและเป็นสารหล่อเย็น นอกจากนี้ยังใช้เป็นตัวติดตามไอโซโทปในวิชาเคมีและชีววิทยา ในฟิสิกส์ของอนุภาค น้ำมวลหนักถูกใช้เพื่อตรวจจับนิวตริโน ตัวอย่างเช่น เครื่องตรวจวัดนิวตริโนจากแสงอาทิตย์ที่ใหญ่ที่สุดในแคนาดาบรรจุน้ำมวลหนัก 1 กิโลตัน

นักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซียจาก PNPI ได้พัฒนาเทคโนโลยีดั้งเดิมสำหรับการผลิตและการทำให้น้ำมวลหนักบริสุทธิ์ที่โรงงานต้นแบบ ในปี พ.ศ. 2538 โรงงานแห่งแรกในรัสเซียและเป็นหนึ่งในโรงงานนำร่องแห่งแรกของโลกได้เริ่มดำเนินการโดยใช้วิธีการแลกเปลี่ยนไอโซโทปในระบบน้ำไฮโดรเจนและอิเล็กโทรไลซิสในน้ำ (EVIO)

ประสิทธิภาพสูงของโรงงาน EVIO ทำให้สามารถรับน้ำมวลหนักที่มีปริมาณดิวทีเรียม > 99.995% ที่ เทคโนโลยีที่ได้รับการพิสูจน์แล้วทำให้มั่นใจได้ถึงคุณภาพของน้ำมวลหนัก รวมถึงการกรองน้ำมวลหนักให้บริสุทธิ์อย่างล้ำลึกตั้งแต่ไอโซโทปไปจนถึงกิจกรรมตกค้าง ซึ่งช่วยให้สามารถใช้น้ำมวลหนักเพื่อวัตถุประสงค์ทางการแพทย์และวิทยาศาสตร์ได้โดยไม่มีข้อจำกัด ความสามารถของโรงงานแห่งนี้ทำให้สามารถตอบสนองความต้องการของผู้ประกอบการและองค์กรต่างๆ ของรัสเซียในด้านน้ำหนักและดิวทีเรียมได้อย่างเต็มที่ เช่นเดียวกับการส่งออกส่วนหนึ่งของผลิตภัณฑ์ ในระหว่างการทำงาน มีการผลิตน้ำมวลหนักมากกว่า 20 ตันและก๊าซดิวเทอเรียมหลายสิบกิโลกรัมเพื่อสนองความต้องการของ Rosatom และบริษัทอื่นๆ ของรัสเซีย

นอกจากนี้ยังมีน้ำกึ่งหนัก (หรือดิวทีเรียม) ซึ่งมีไฮโดรเจนเพียงอะตอมเดียวเท่านั้นที่ถูกแทนที่ด้วยดิวทีเรียม สูตรสำหรับน้ำดังกล่าวเขียนดังนี้ DHO

คำว่า "น้ำมวลหนัก" ยังใช้กับน้ำซึ่งอะตอมใดๆ ถูกแทนที่ด้วยไอโซโทปหนัก:

ไปยังน้ำที่มีออกซิเจนหนัก (ในนั้นไอโซโทปออกซิเจนเบา 16O จะถูกแทนที่ด้วยไอโซโทปหนัก 17O หรือ 18O)

สำหรับไอโซโทปรังสีและน้ำมวลหนักยิ่งยวด (ที่มีไอโซโทปกัมมันตภาพรังสีไอโซโทป 3H แทนที่จะเป็น 1H อะตอม)

หากเรานับสารประกอบต่างๆ ที่เป็นไปได้ทั้งหมดด้วยสูตรทั่วไป H2O จำนวนรวมของ "น้ำมวลหนัก" ที่เป็นไปได้ทั้งหมดจะสูงถึง 48 ในจำนวนนี้ 39 ตัวเลือกเป็นสารกัมมันตภาพรังสี และมีเพียงเก้าตัวเลือกที่เสถียร: H216O, H217O, H218O, HD16O , HD17O , HD18O , D216O , D217O , D218O. จนถึงปัจจุบัน ห้องปฏิบัติการไม่สามารถหาน้ำหนักของน้ำได้ครบทุกรูปแบบ

น้ำหนักมีบทบาทสำคัญในกระบวนการทางชีวภาพต่างๆ. นักวิจัยชาวรัสเซียค้นพบมานานแล้วว่าน้ำหนักของน้ำยับยั้งการเจริญเติบโตของแบคทีเรีย สาหร่าย เชื้อรา พืชชั้นสูง และการเพาะเลี้ยงเนื้อเยื่อของสัตว์ แต่น้ำที่มีความเข้มข้นของดิวทีเรียมลดลงเหลือ 50% (เรียกว่าน้ำที่ปราศจากดิวทีเรียม) มีคุณสมบัติต้านการกลายพันธุ์ เพิ่มมวลชีวภาพและจำนวนเมล็ดพืช เร่งการพัฒนาของอวัยวะสืบพันธ์ และกระตุ้นการสร้างสเปิร์มในนก

ในต่างประเทศ พวกเขาพยายามให้น้ำแก่หนูที่มีเนื้องอกชนิดร้าย น้ำนั้นกลายเป็นของตายอย่างแท้จริง มันฆ่าเนื้องอกและหนู นักวิจัยหลายคนพบว่าน้ำหนักมีผลเสียต่อพืชและสิ่งมีชีวิต สุนัข หนู และหนูทดลองได้รับน้ำ หนึ่งในสามถูกแทนที่ด้วยน้ำมวลหนัก หลังจากนั้นไม่นานสัตว์ก็เริ่มมีความผิดปกติทางเมตาบอลิซึม ไตถูกทำลาย ด้วยสัดส่วนของน้ำหนักที่เพิ่มขึ้นทำให้สัตว์เหล่านี้ตาย ในทางกลับกัน ปริมาณดิวเทอเรียมที่ลดลงต่ำกว่าค่าปกติ 25% ในน้ำที่ให้แก่สัตว์มีผลดีต่อการพัฒนาของพวกมัน หมู หนูและหนูให้กำเนิดลูกหลานจำนวนมากและใหญ่กว่าปกติหลายเท่า และ การผลิตไข่ของไก่เพิ่มขึ้นสองเท่า

จากนั้นนักวิจัยชาวรัสเซียก็นำน้ำที่ "เบา" ขึ้นมา ทำการทดลองกับแบบจำลองเนื้องอกที่ปลูกถ่ายได้ 3 แบบ ได้แก่ มะเร็งปอดของลูอิส เนื้องอกในมดลูกที่เติบโตอย่างรวดเร็ว และมะเร็งปากมดลูกที่เติบโตช้า นักวิจัยได้น้ำที่ "ปราศจากดิวเทอเรียม" โดยใช้เทคโนโลยีที่พัฒนาขึ้นที่สถาบันชีววิทยาอวกาศ วิธีการนี้ขึ้นอยู่กับอิเล็กโทรไลซิสของน้ำกลั่น ในกลุ่มทดลองสัตว์ที่มีเนื้องอกที่ปลูกถ่ายได้รับน้ำที่มีปริมาณดิวเทอเรียมลดลงในกลุ่มควบคุม - น้ำธรรมดา สัตว์เริ่มดื่ม "ลดน้ำหนัก" และควบคุมน้ำในวันที่ฉีดวัคซีนเนื้องอกและได้รับจนถึงวันสุดท้ายของชีวิต

น้ำที่ลดดิวทีเรียมจะทำให้ก้อนแรกที่ปลูกถ่ายมะเร็งปากมดลูกล่าช้าออกไป ในขณะที่เกิดก้อนเนื้องอกชนิดอื่นน้ำเบาไม่ทำงาน แต่ในทุกกลุ่มทดลองตั้งแต่วันแรกของการตรวจวัดจนถึงเกือบสิ้นสุดการทดลองมีปริมาณเนื้องอกน้อยกว่ากลุ่มควบคุม น่าเสียดาย แม้ว่าน้ำหนักของน้ำจะยับยั้งการพัฒนาของเนื้องอกที่ทำการศึกษาทั้งหมด แต่ก็ไม่ได้ทำให้ชีวิตของหนูทดลองยืดอายุออกไป

จากนั้นมีเสียงสนับสนุนการกำจัดดิวเทอเรียมออกจากน้ำที่ใช้สำหรับอาหาร สิ่งนี้จะนำไปสู่การเร่งกระบวนการเมแทบอลิซึมในร่างกายมนุษย์ และเป็นผลให้กิจกรรมทางร่างกายและสติปัญญาเพิ่มขึ้น แต่ในไม่ช้าความกลัวก็เกิดขึ้นว่าการกำจัดดิวทีเรียมออกจากน้ำอย่างสมบูรณ์จะทำให้ระยะเวลาชีวิตของมนุษย์โดยรวมลดลง เป็นที่ทราบกันดีว่าร่างกายของเรามีน้ำเกือบ 70% และน้ำนี้มีดิวเทอเรียม 0.015% ในแง่ของเนื้อหาเชิงปริมาณ (เป็นเปอร์เซ็นต์ของอะตอม) จัดอยู่ในอันดับที่ 12 ขององค์ประกอบทางเคมีที่ประกอบเป็นร่างกายมนุษย์ ในเรื่องนี้ควรจัดเป็นจุลธาตุ เนื้อหาของธาตุต่างๆ เช่น ทองแดง เหล็ก สังกะสี โมลิบดีนัม แมงกานีส ในร่างกายของเรานั้นน้อยกว่าดิวเทอเรียมหลายสิบและหลายร้อยเท่า จะเกิดอะไรขึ้นถ้ากำจัดดิวทีเรียมออกทั้งหมด? วิทยาศาสตร์ยังไม่ได้ตอบคำถามนี้ ในขณะเดียวกัน ข้อเท็จจริงที่ไม่อาจปฏิเสธได้ก็คือการเปลี่ยนปริมาณดิวทีเรียมในพืชหรือสัตว์ในร่างกาย เราสามารถเร่งหรือชะลอกระบวนการชีวิตได้