Vatten

Vattnets roll i den globala cirkulationen av materia och energi [9] , uppkomsten och upprätthållandet av liv på jorden, i den kemiska strukturen hos levande organismer, i bildandet av klimat och väder är extremt viktig . Vatten är det viktigaste ämnet för alla levande varelser på jorden [10] . I genomsnitt innehåller kroppen av växter och djur mer än 50 % vatten [11] .

Totalt finns det cirka 1400 miljoner km³ vatten på jorden. Vatten täcker 71% av jordklotets yta ( hav , hav , sjöar , floder , is - 361,13 miljoner km² [12] [13] ). Det mesta av jordens vatten (97,54%) tillhör haven - det här är saltvatten, olämpligt för jordbruk och dryck. Färskvatten finns främst i glaciärer (1,81 %) och grundvatten (ca 0,63 %), och endast en liten del (0,009 %) i floder och sjöar. Kontinentalt saltvatten utgör 0,007 %, atmosfären innehåller 0,001 % av allt vatten på vår planet [14] [15] . Jordmantelns sammansättning innehåller 10-12 gånger mer vatten än i världshavet [16] .

Vatten är ett av få ämnen i naturen som expanderar under övergången från en flytande fas till en fast fas (förutom vatten har antimon [17] , vismut , gallium , germanium och vissa föreningar och blandningar denna egenskap).

Historik för namnet

Ordet kommer från andra ryska. vatten , längre bort - från den protoslaviska * voda [18] (jfr gammalt slaviskt vatten , bulgariskt vatten , serbo- chorvianskt vatten , slovenskt vóda , tjeckiskt voda , slaviskt voda , polskt woda , V.-luzh. , n.- pöl woda ), sedan - från proto-indoeuropeiskt * wed -, relaterat lit. vanduõ , gem. unduo , d.h.h.-n. waʒʒar "vatten", Goth. watō , engl. vatten , grekiska ὕδωρ , ὕδατος , Arm. գետ "flod", Frig. βέδυ , annan ind. udakám , uda -, udán - "vatten", unátti "stänk", "bevattna", ṓdman - "ström", Alb. uj "vatten" [19] [20] . De ryska orden "hink", "utter" har samma rot.

Inom ramen för den inte allmänt accepterade hypotesen om existensen av ett en gång pranostratiskt språk kan ordet jämföras med det hypotetiska proto- uraliska * wete (jfr t.ex. Fin. vesi , Est. vesi , Komi va , Hung . víz ), såväl som med de påstådda proto-altaiska , proto- dravidiska och andra ord, och rekonstruerade som * wetV för moderspråket [21] .

Kemiska namn

Ur en formell synvinkel har vatten flera olika korrekta kemiska namn:

Väteoxid : En binär förening av väte med en syreatom i oxidationstillståndet -2, även känd som det förlegade namnet väteoxid.
Vätehydroxid : förening av hydroxylgruppen OH- och katjonen ( H + )
Hydroxisyra : Vatten kan ses som en kombination av en H + -katjon , som kan ersättas med en metall, och en "hydroxylrest" OH -
Vatten
Dihydromonoxid

Egenskaper

Fysiska egenskaper

Vatten under normala förhållanden är i flytande tillstånd, medan liknande väteföreningar av andra grundämnen är gaser ( H 2 S , CH 4 , HF ). Väteatomerna är fästa vid syreatomen och bildar en vinkel på 104,45° (104°27'). På grund av den stora skillnaden i elektronegativiteten hos väte- och syreatomer förskjuts elektronmoln kraftigt mot syre. Av denna anledning har vattenmolekylen ett stort dipolmoment (p \u003d 1,84 D , näst efter cyanvätesyra och dimetylsulfoxid ). Varje vattenmolekyl bildar upp till fyra vätebindningar - två av dem bildar en syreatom och två väteatomer [22] . Antalet vätebindningar och deras grenade struktur bestämmer vattnets höga kokpunkt och dess specifika förångningsvärme [22] . Om det inte fanns några vätebindningar , skulle vatten, baserat på syrets plats i det periodiska systemet och kokpunkterna för hydrider av element som liknar syre ( svavel , selen , tellur ), koka vid -80 °C och frysa vid -100 °C [23] .

Vid övergången till ett fast tillstånd ordnas vattenmolekyler, medan volymerna av hålrum mellan molekylerna ökar, och den totala densiteten av vatten minskar, vilket förklarar den lägre densiteten (större volymen) av vatten i isfasen. Vid avdunstning , å andra sidan, bryts alla vätebindningar. Att bryta bindningar kräver mycket energi, varför vatten har den högsta specifika värmekapaciteten bland andra vätskor och fasta ämnen. Det krävs 4,1868 kJ energi för att värma en liter vatten med en grad. På grund av denna egenskap används vatten ofta som kylvätska .

Förutom hög specifik värme har vatten också höga värden för specifik smältvärme (333,55 kJ/kg vid 0 °C) och förångning (2250 kJ/kg).

Temperatur, °С	Specifik värmekapacitet för vatten, kJ/(kg*K)
-60 (is)	1,64
-20 (is)	2.01
-10 (is)	2.22
0 (is)	2.11
0 (rent vatten)	4,218
tio	4,192
tjugo	4,182
40	4,178
60	4,184
80	4,196
100	4,216

Fysikaliska egenskaper hos olika isotopmodifieringar av vatten vid olika temperaturer [24] :

Vattenmodifiering	Maximal densitet vid temperatur, °C	Trippelpunkt vid temperatur, °C
H2O _ _	3,9834	0,01
D2O _ _	11.2	3,82
T2O _ _	13.4	4,49
H 2 18 O	4.3	0,31

Vattnets relativt höga viskositet beror på att vätebindningar hindrar vattenmolekyler från att röra sig i olika hastigheter. .

Vatten är ett bra lösningsmedel för ämnen med molekyler som har ett elektriskt dipolmoment . Under upplösningen är den lösta molekylen omgiven av vattenmolekyler, och de positivt laddade områdena i den lösta molekylen attraherar syreatomer och de negativt laddade områdena attraherar väteatomer. Eftersom vattenmolekylen är liten kan många vattenmolekyler omge varje löst ämne.

Denna egenskap hos vattnet är viktig för levande varelser. I en levande cell och i det intercellulära rummet samverkar lösningar av olika ämnen i vatten [25] . Vatten är nödvändigt för livet för alla levande varelser på jorden utan undantag.

Vatten har en negativ elektrisk potential på ytan[ specificera ] .

Rent vatten är en bra isolator . Under normala förhållanden är vatten svagt dissocierat till joner och koncentrationen av protoner (mer exakt, hydroniumjoner H 3 O + ) och hydroxidjoner OH - är 10 -7 mol / l. Men eftersom vatten är ett bra lösningsmedel, är vissa ämnen, till exempel salter, nästan alltid lösta i det, det vill säga andra positiva och negativa joner finns i lösningen. Därför är vanligt vatten en bra ledare av elektricitet. Vattens elektriska ledningsförmåga kan användas för att bestämma dess renhet.

Vatten har ett brytningsindex n=1,33 i det optiska området. På grund av det stora dipolmomentet hos molekylerna absorberar vatten även mikrovågsstrålning, vilket är anledningen till att maten värms upp i en mikrovågsugn .

Aggregat tillstånd

Enligt staten skiljer de åt:

"fast" - is
"flytande vatten
"gasformig" - vattenånga

Vid normalt atmosfärstryck (760 mmHg , 101325 Pa ) stelnar vattnet vid 0 °C och kokar (förvandlas till vattenånga) vid 100 °C (värdena 0 °C och 100 °C valdes som motsvarande temperaturerna på smältande is och kokande vatten när man skapar Celsius-temperaturskalan ). När trycket minskar stiger isens smältningstemperatur långsamt, medan kokpunkten för vattnet sjunker. Vid ett tryck på 611,73 Pa (ca 0,006 atm ) sammanfaller kokpunkten och smältpunkten och blir lika med 0,01 °C. Detta tryck och temperatur kallas vattnets trippelpunkt . Vid lägre tryck kan vatten inte vara i flytande tillstånd, och is förvandlas direkt till ånga. Temperaturen för sublimering (sublimering) av is faller med minskande tryck. Vid högt tryck sker modifieringar av is med smältpunkter över rumstemperatur.

Med ökande tryck ökar vattnets kokpunkt [26] :

Tryck, atm.	Kokpunkt ( Tbp ), °C
0,987 (10 5 Pa - normala förhållanden)	99,63
ett	100
2	120
6	158
218,5	374,1

När trycket ökar ökar också densiteten av mättad vattenånga vid kokpunkten, medan den för flytande vatten minskar. Vid en temperatur på 374 °C (647 K ) och ett tryck på 22,064 MPa (218 atm ) passerar vattnet den kritiska punkten . Vid denna tidpunkt är densiteten och andra egenskaper hos flytande och gasformigt vatten desamma. Vid högre tryck och/eller temperatur försvinner skillnaden mellan flytande vatten och vattenånga. Detta aggregationstillstånd kallas " superkritisk vätska ".

Vatten kan vara i metastabila tillstånd - övermättad ånga , överhettad vätska , underkyld vätska . Dessa tillstånd kan existera under lång tid, men de är instabila och en övergång sker vid kontakt med en mer stabil fas. Till exempel kan du få en underkyld vätska genom att kyla rent vatten i ett rent kärl under 0 ° C, men när ett kristallisationscentrum dyker upp förvandlas flytande vatten snabbt till is.

Vatten kan också existera i form av två olika vätskor (”andra vatten” förekommer vid en temperatur på cirka -70 ° C och ett tryck på tusentals atmosfärer), som under vissa förhållanden inte ens blandas med varandra; hypotesen att vatten kan existera i två olika flytande tillstånd föreslogs för cirka 30 år sedan baserat på resultaten av datorsimulering och experimentellt verifierades först 2020 [27]

Specifik värme Isobarisk värmekapacitet för vatten vid normalt atmosfärstryck [28]

t, °С	0	tio	femton	tjugo	25	trettio	35	40	45	femtio	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100
Cp, J/(kg grader)	4217	4191	4187	4183	4179	4174	4174	4174	4177	4181	4182	4182	4185	4187	4191	4195	4202	4208	4214	4220

Dessa data kan approximeras med ekvationen

$C_{p}\left(t\right)=4219.7+0.009356\cdot t^{2}-9.2788\cdot {\sqrt {t))\ \ \left\{0\leq t\leq 100^ {o}C\right\}$ [29]

Dielektrisk konstant för vatten

Den statiska (för ett konstant elektrostatiskt fält ) dielektrisk permittivitet för vatten vid olika absoluta temperaturer vid ett tryck på 1 bar i temperaturområdet -13…100 °C uttrycks med den empiriska formeln [31] : $\varepsilon$ $T$

\varepsilon (T)=253{,}0390655-0.810393675889\cdot T+0{,}000753946922643\cdot T^{2};

P=1~bar;\quad 260~K\leq T\leq 373{,}15~K.

Resultaten av beräkningar med denna formel [32] :

T, K	260	273	283	293	298	303	313	323	333	343	353	363	373
$t^{\circ }C$	-13	0	tio	tjugo	25	trettio	40	femtio	60	70	80	90	100
$\varepsilon$	93,41	87,99	84,08	80,32	78,5	76,71	73,25	69,94	66,78	63,78	60,92	58,21	55,66

Optiska egenskaper

De värderas av vattnets transparens, som i sin tur beror på våglängden på strålningen som passerar genom vattnet. På grund av absorptionen av ljusets orange och röda komponenter får vattnet en blåaktig färg. Vatten är genomskinligt endast för synligt ljus och absorberar starkt infraröd strålning , så i infraröda fotografier blir vattenytan alltid svart. Ultravioletta strålar passerar lätt genom vattnet, så växtorganismer kan utvecklas i vattenpelaren och på botten av reservoarer tränger infraröda strålar endast in i ytskiktet. Vatten reflekterar 5 % av solens strålar, medan snö reflekterar cirka 85 %. Endast 2 % av solljuset tränger in under havsisen.

Isotopiska modifieringar

Både syre och väte har naturliga och artificiella isotoper. Beroende på vilken typ av väteisotoper som ingår i molekylen särskiljs följande typer av vatten:

lätt vatten (den huvudsakliga komponenten i vatten som är bekant för människor) $H_{2}O$
tungt vatten (deuterium) $D_{2}O$
supertungt vatten (tritium) $T_{2}O$
tritium-deuteriumvatten $TDO$
tritium-protiumvatten $THO$
deuterium-protium vatten $DHO$

De tre sista typerna är möjliga eftersom vattenmolekylen innehåller två väteatomer. Protium är den lättaste isotopen av väte; deuterium har en atommassa på 2,0141017778 amu. m., tritium - den tyngsta, atommassa 3,0160492777 a.u. m. Kranvattnet av tungt syrevatten (H 2 O 17 och H 2 O 18 ) innehåller mer än vatten D 2 O 16 : deras innehåll är 1,8 kg respektive 0,15 kg per ton [23] .

Även om tungt vatten ofta anses vara dött vatten, eftersom levande organismer inte kan leva i det, kan vissa mikroorganismer vara vana vid att existera i det [23] .

Enligt de stabila syreisotoperna 16 O, 17 O och 18 O finns det tre typer av vattenmolekyler. Enligt isotopsammansättningen finns det alltså 18 olika vattenmolekyler. Faktum är att vilket vatten som helst innehåller alla typer av molekyler.

Kemiska egenskaper

Vatten är det vanligaste lösningsmedlet på planeten Jorden , vilket till stor del bestämmer karaktären av terrestrisk kemi som vetenskap. Det mesta av kemin, vid dess uppkomst som en vetenskap, började precis som kemin av vattenlösningar av ämnen.

Vatten betraktas ibland som en amfolyt - både en syra och en bas på samma gång ( katjon H + anjon OH − ). I frånvaro av främmande ämnen i vatten är koncentrationen av hydroxidjoner och vätejoner (eller hydroniumjoner ) densamma, pK a = p(1,8⋅10 −16 ) ≈ 15,74. Vatten är en kemiskt aktiv substans. Starkt polära vattenmolekyler löser joner och molekyler, bildar hydrater och kristallina hydrater . Solvolys, och i synnerhet hydrolys , förekommer i levande och icke-levande saker och används i stor utsträckning inom den kemiska industrin .

Vatten kan fås:

Under reaktionerna

{\mathsf {2H_{2}O_{2}\högerpil 2H_{2}O+O_{2}\uparrow ))

{\mathsf {NaHCO_{3}+CH_{3}COOH\högerpil CH_{3}COONa+H_{2}O+CO_{2}\uparrow ))

\mathsf{2CH_3COOH + CaCO_3 \högerpil Ca(CH_3COO)_2 + H_2O + CO_2 \uparrow}

Under neutraliseringsreaktionerna _

{\mathsf {H_{2}SO_{4}+2KOH\högerpil K_{2}SO_{4}+2H_{2}O))

{\mathsf {HNO_{3}+NH_{4}OH\högerpil NH_{4}NO_{3}+H_{2}O))

{\mathsf {2CH_{3}COOH+Ba(OH)_{2}\högerpil Ba(CH_{3}COO)_{2}+2H_{2}O))

Vätreduktion av metalloxider -

{\mathsf {CuO+H_{2}\högerpil Cu+H_{2}O))

Under påverkan av mycket höga temperaturer eller elektrisk ström (under elektrolys ) [33] , såväl som under påverkan av joniserande strålning , som Friedrich Gisel konstaterade 1902 [34 ] när han studerade en vattenlösning av radiumbromid [35 ] , vatten sönderdelas till molekylärt syre och molekylärt väte :

{\mathsf {2H_{2}O\högerpil 2H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow ))

Vatten reagerar vid rumstemperatur:

med aktiva metaller ( natrium , kalium , kalcium , barium , etc.)

{\mathsf {2H_{2}O+2Na\högerpil 2NaOH+H_{2}\uparrow ))

med fluor och interhalogenföreningar

{\mathsf {2H_{2}O+2F_{2}\högerpil 4HF+O_{2))}

{\mathsf {H_{2}O+F_{2}\högerpil HF+HOF}}

(vid låga temperaturer)

{\mathsf {3H_{2}O+2IF_{5}\högerpil 5HF+HIO_{3))}

{\mathsf {9H_{2}O+5BrF_{3}\rightarrow 15HF+Br_{2}+3HBrO_{3))}

med salter som bildas av svaga syror och svaga baser, vilket orsakar deras fullständiga hydrolys

{\mathsf {Al_{2}S_{3}+6H_{2}O\högerpil 2Al(OH)_{3}\downarrow +3H_{2}S\uparrow ))

med anhydrider och halogenider av karboxylsyror och oorganiska syror
med aktiva organometalliska föreningar (dietylzink, Grignard-reagenser, metylnatrium, etc.)
med karbider , nitrider , fosfider , silicider , hydrider av aktiva metaller (kalcium, natrium, litium, etc.)
med många salter, bildar hydrater
med boraner, silaner
med ketener, kolsuboxid
med ädelgasfluorider

Vatten reagerar vid uppvärmning:

med järn , magnesium

{\mathsf {4H_{2}O+3Fe\rightarrow Fe_{3}O_{4}+4H_{2))}

med kol, metan

{\mathsf {H_{2}O+C\rightleftarrows \ CO+H_{2))}

med några alkylhalider

Vatten reagerar i närvaro av en katalysator :

med amider, estrar av karboxylsyror
med acetylen och andra alkyner
med alkener
med nitriler

Vågfunktion för vattnets grundtillstånd

I valensapproximationen är den elektroniska konfigurationen av molekylen i grundtillståndet: Molekylen har ett slutet skal, det finns inga oparade elektroner. Fyra molekylära orbitaler (MO) upptas av elektroner - två elektroner i varje MO , en med spin , den andra med spin , eller 8 spin orbitaler . Molekylens vågfunktion , representerad av den enda Slater-determinanten Ф, har formen ${\ce {H2O))$ $(1a_{1})^{1}(1b_{2})^{2}(1b_{1})^{2}(2b_{2})^{0}(3a_{1})^ {0}.$ ${\displaystyle \phi _{i))$ $\alfa$ $\beta$ $\psi$ $\psi$

${\begin{vmatrix}\phi _{1a_{1}}(1)\alpha (1)&\phi _{1a_{1}}(1)\beta (1)&\phi _{1b_ {2}}(1)\alpha (1)&...&\phi _{1b_{1}}(1)\beta (1)\\\phi _{1a_{1}}(2)\alpha (2)&\phi _{1a_{1}}(2)\beta (2)&\phi _{1b_{2}}(2)\alpha (2)&...&\phi _{1b_{ 1}}(2)\beta (2)\\\phi _{1a_{1}}(3)\alpha (3)&\phi _{1a_{1}}(3)\beta (3)&\ phi _{1b_{2}}(3)\alpha (3)&...&\phi _{1b_{1}}(3)\beta (3)\\...&...&.. .&...&...\\\phi _{1a_{1}}(8)\alpha (8)&\phi _{1a_{1}}(8)\beta (8)&\phi _ {b_{2}}(8)\alpha (8)&...&\phi _{1b_{1}}(8)\beta (8)\end{vmatrix}}$

Symmetrin för denna vågfunktion bestäms av den direkta produkten av IR:erna, över vilka alla ockuperade spin-orbitaler transformeras

$(a_{1})\otimes (a_{1})\otimes (b_{2})\otimes (b_{2})\otimes (a_{1})\otimes (a_{1})\ ibland (b_{1})\otimes (b_{1}).$

Med hänsyn till att den direkta produkten av en icke-degenererad IR med sig själv är en helt symmetrisk IR och den direkta produkten av en icke-degenererad representation Γ med en helt symmetrisk är Γ, får vi: $\underbrace {\underbrace {a_{1}\otimes a_{1}\otimes } _{A_{1}}\underbrace {b_{2}\otimes b_{2}} _{A_{1}} \otimes \underbrace {a_{1}\otimes a_{1}} _{A_{1}}\otimes \underbrace {b_{1}\otimes b_{1}} _{A_{1}}} _{A_ {ett}}$

Art

Vatten på jorden kan existera i tre huvudtillstånd:

fast
flytande
gasformig

Vatten kan anta olika former som samtidigt kan samexistera och interagera med varandra:

vattenånga och moln på himlen ; _
havsvatten och isberg ;
glaciärer och floder på jordens yta;
akviferer i jorden.

Vatten kan lösa upp många organiska och oorganiska ämnen. På grund av vattnets betydelse som källa till liv delas det ofta in i typer enligt olika principer.

Typer av vatten efter ursprung, sammansättning eller användning:

beroende på innehållet av kalcium- och magnesiumkatjoner

av väteisotoper i molekylen

lätt vatten (nästan samma som vanligt vatten)
tungt vatten (deuterium)
supertungt vatten (tritium)

andra typer

färskvatten
regnvatten
havsvatten
Grundvattnet
Mineral vatten
bräckt vatten
dricksvatten och kranvatten
destillerat vatten och avjoniserat vatten
avloppsvatten
dagvatten eller ytvatten
pyrogenfritt vatten
polyvatten
strukturerat vatten - en term som används i icke-akademiska teorier
smältvatten
dött vatten och levande vatten - typer av vatten med fantastiska egenskaper

Vatten, som är en del av ett annat ämne och förknippat med det genom fysiska bindningar, kallas fukt . Beroende på typen av anslutning finns det:

sorption, kapillär och osmotisk fukt i fasta ämnen,
löst och emulsionsfukt i vätskor,
vattenånga eller dimma i gaser .

Ett ämne som innehåller fukt kallas för ett vått ämne . Ett vått ämne som inte längre kan absorbera (absorbera) fukt är ett fuktmättat ämne .

Ett ämne där fukthalten är försumbar för en viss applikation kallas torrsubstans . Ett hypotetiskt ämne som inte innehåller fukt alls är ett absolut torrt ämne . Den torra substansen som ligger till grund för detta våta ämne kallas den torra delen av det våta ämnet .

En blandning av gas med vattenånga kallas våtgas ( ånggasblandning är ett förlegat namn) [36] .

I naturen

I atmosfären på vår planet finns vatten i form av små droppar, i moln och dimma , och även i form av ånga . Under kondensering avlägsnas det från atmosfären i form av nederbörd ( regn , snö , hagel , dagg ). Tillsammans kallas jordens flytande vattenskal för hydrosfären , och den fasta kallas kryosfären . Vatten är den viktigaste substansen av alla levande organismer på jorden. Förmodligen inträffade livets ursprung på jorden i vattenmiljön.

Haven innehåller mer än 97,54 % av jordens vatten, glaciärer – 1,81 %, grundvatten – cirka 0,63 %, floder och sjöar – 0,009 %, kontinentalt saltvatten – 0,007 %, atmosfär – 0,001 % [13] .

Atmosfärisk nederbörd

Vatten bortom jorden

Vatten är ett extremt vanligt ämne i rymden , men på grund av det höga intravätsketrycket kan vatten inte existera i flytande tillstånd i rymdens vakuum, varför det endast presenteras i form av ånga eller is.

En av de viktigaste frågorna relaterade till mänsklig rymdutforskning och möjligheten att liv uppstår på andra planeter är frågan om närvaron av vatten utanför jorden i en tillräckligt stor koncentration. Det är känt att vissa kometer är mer än 50 % vattenis. Man bör dock inte glömma att inte varje vattenmiljö är lämplig för livet.

Som ett resultat av bombardementet av månkratern , som utfördes den 9 oktober 2009 av NASA med hjälp av rymdfarkosten LCROSS , erhölls för första gången tillförlitliga bevis för närvaron av stora volymer vattenis på jordens satellit [38] .

Vatten är brett fördelat i solsystemet . Förekomsten av vatten (främst i form av is) har bekräftats på många månar av Jupiter och Saturnus: Enceladus [39] [40] , Tethys , Europa , Ganymedes , etc. Vatten finns i alla kometer och många asteroider. Forskare antar att många trans-neptuniska föremål innehåller vatten.

Vatten i form av ångor finns i solens atmosfär (spår) [41] , Merkurius atmosfärer (3,4 %, även stora mängder vatten hittades i Merkurius exosfär ) [42] , Venus (0,002 % ) [43] , Månen [44] , Mars (0,03 %) [45] , Jupiter (0,0004 %) [46] , Europa [47] , Saturnus , Uranus (spår) [48] och Neptunus [49] (hittad i den lägre atmosfären).

Innehållet av vattenånga i jordens atmosfär nära ytan varierar från 3–4 % i tropikerna till 2· 10–5 % i Antarktis [50] .

Dessutom har vatten hittats på exoplaneter som HD 189733 A b [51] , HD 209458 b [52] och GJ 1214 b [53] .

Flytande vatten tros finnas under ytan av några av planetens månar - troligen på Jupiters måne Europa .

Biologisk roll

Vatten spelar en unik roll som ett ämne som bestämmer möjligheten till existens och själva livet för alla varelser på jorden . Det fungerar som ett universellt lösningsmedel där de huvudsakliga biokemiska processerna för levande organismer äger rum . Det unika med vatten ligger i det faktum att det löser både organiska och oorganiska ämnen ganska bra, vilket ger en hög hastighet av kemiska reaktioner och samtidigt tillräcklig komplexitet hos de resulterande komplexa föreningarna.

Tack vare vätebindning förblir vatten flytande över ett brett temperaturområde, och det är just i den som är allmänt representerad på planeten jorden för närvarande.

Eftersom is har en lägre densitet än flytande vatten, fryser vatten i vattendrag uppifrån snarare än underifrån. Det resulterande lagret av is förhindrar ytterligare frysning av reservoaren, vilket gör att dess invånare kan överleva. Det finns en annan synpunkt: om vatten inte expanderade vid frysning, skulle cellulära strukturer inte kollapsa, respektive frysning skulle inte orsaka skada på levande organismer. Vissa varelser ( vattensalamander ) tolererar frysning / upptining - man tror att detta underlättas av den speciella sammansättningen av cellplasman, som inte expanderar när den fryses.

Applikation

Inom jordbruket

Att odla tillräckligt med grödor i öppna torra marker kräver en betydande mängd vatten för bevattning .

För att dricka och laga mat

En levande människokropp innehåller mellan 50 % och 75 % vatten [54] , beroende på vikt och ålder. Förlust av mer än 10 % av vattnet i människokroppen kan leda till döden. Beroende på omgivningens temperatur och luftfuktighet, fysisk aktivitet etc. behöver en person dricka olika mängder vatten. Det finns en hel del debatt om hur mycket vatten du behöver konsumera för att kroppen ska fungera optimalt.

Dricksvatten är vatten från vilken källa som helst, renat från mikroorganismer och skadliga föroreningar. Dricksvattnets lämplighet när det desinficeras innan det tillförs vattenförsörjningssystemet uppskattas av antalet E. coli per liter vatten, eftersom E. coli är vanliga och ganska resistenta mot antibakteriella medel, och om det finns få E. coli, då kommer det att finnas få andra mikrober . Om det inte finns mer än 3 E. coli per liter anses vattnet drickbart [55] [56] .

I sport

Många sporter utövas på vattenytor, på is, på snö och till och med under vattnet. Dessa är dykning , hockey , båtsporter, skidskytte , kortbana , etc.

För smörjning

Vatten används som smörjmedel för smörjning av lager av trä, plast, textolit, lager med gummifoder etc. Vatten används även i emulsionssmörjmedel [57] .

Forskning

Ursprunget till vattnet på planeten

Vattnets ursprung på jorden är föremål för vetenskaplig debatt. Vissa vetenskapsmän[ vem? ] tror att vatten fördes med av asteroider eller kometer i ett tidigt skede av jordens bildande, för cirka fyra miljarder år sedan, när planeten redan hade bildats i form av en boll. På 2010-talet fann man att vatten dök upp i jordens mantel senast för 2,7 miljarder år sedan [58] .

Hydrologi

Hydrologi är en vetenskap som studerar naturliga vatten, deras interaktion med atmosfären och litosfären , såväl som de fenomen och processer som uppstår i dem (avdunstning, frysning, etc.).

Ämnet för studien av hydrologi är alla typer av vatten i hydrosfären i haven , hav , floder , sjöar , reservoarer , träsk , jord och grundvatten .

Hydrologi utforskar vattnets kretslopp i naturen , påverkan av mänsklig aktivitet på den och förvaltningen av vattenförekomsternas regim och vattenregimen i enskilda territorier; genomför en analys av hydrologiska element för enskilda territorier och jorden som helhet; ger en bedömning och prognos av tillståndet och rationell användning av vattenresurser; använder metoder som används inom geografi , fysik och andra vetenskaper. Marin hydrologidata används i navigering och krigföring av ytfartyg och ubåtar .

Hydrologi är indelat i oceanologi , landhydrologi och hydrogeologi .

Oceanologi är indelat i havbiologi , havskemi , havgeologi , fysisk oceanologi och hav-atmosfärinteraktioner.

Landhydrologi delas in i flodhydrologi ( flodhydrologi, potamologi ), sjövetenskap (limnologi) , träskvetenskap och glaciologi .

Hydrogeologi

Hydrogeologi (från annan grekisk ὕδωρ "vattenhalt" + geologi) är en vetenskap som studerar grundvattnets ursprung, förekomstförhållanden, sammansättning och rörelsemönster. Även grundvattnets växelverkan med bergarter, ytvatten och atmosfären studeras.

Omfattningen av denna vetenskap inkluderar sådana frågor som grundvattendynamik, hydrogeokemi, sökning och utforskning av grundvatten, såväl som återvinning och regional hydrogeologi. Hydrogeologi är nära besläktad med hydrologi och geologi, inklusive ingenjörsgeologi, meteorologi, geokemi, geofysik och andra geovetenskaper. Den förlitar sig på data från matematik, fysik, kemi och använder sig i stor utsträckning av deras forskningsmetoder.

Hydrogeologiska data används i synnerhet för att ta itu med frågor om vattenförsörjning, markåtervinning och exploatering av fyndigheter.

Se även

Anteckningar

↑ Engelska. International Union of Pure and Applied Chemistry. Nomenklatur för oorganisk kemi. IUPAC REKOMMENDATIONER 2005. RSC Publishing, 2005. - sid. 306.
↑ Riddick, John (1970). Organiska lösningsmedel Fysikaliska egenskaper och reningsmetoder. Kemitekniker. Wiley Interscience. ISBN 0471927260 .
↑ Atmospheric Thermodynamics: Elementary Physics and Chemistry - Cambridge University Press , 2009. - P. 64. - ISBN 9780521899635
↑ PubChem _
↑ 1 2 Malenkov G. G. Vatten // Physical Encyclopedia . - M. : Soviet Encyclopedia , 1988. - T. I. Aaronova - Bohm-effekt - Långa rader . - S. 294-297 .
↑ Petrushevsky F.F. , Gershun A.L. Led, i fysik // Encyclopedic Dictionary - St. Petersburg. : Brockhaus - Efron , 1896. - T. XVII. - S. 471-473.
↑ Henniker, JC Djupet av ytzonen av en vätska // Recensioner av modern fysik : tidskrift . - Recensioner av modern fysik, 1949. - Vol. 21 , nr. 2 . - s. 322-341 . - doi : 10.1103/RevModPhys.21.322 .
↑ Pollack, Gerald. vattenvetenskap . University of Washington, Pollack Laboratory. - "Vatten har tre faser - gas, flytande och fast; men de senaste fynden från vårt laboratorium tyder på närvaron av en överraskande omfattande fjärde fas som inträffar vid gränssnitt." Hämtad 5 februari 2011. Arkiverad från originalet 15 februari 2013. (obestämd)
↑ Krivolutsky A.E. Blå planet. Jorden bland planeter. geografisk aspekt. - M .: Tanke, 1985. - S. 212.
↑ Förenta Nationerna . Un.org (22 mars 2005). Datum för åtkomst: 25 juli 2010. Arkiverad från originalet den 15 februari 2013. (obestämd)
↑ Vetenskap och teknologi. Böcker. Gåtor av vanligt vatten. . Hämtad 27 augusti 2008. Arkiverad från originalet 22 januari 2009. (obestämd)
↑ CIA- The world fact book (nedlänk) . Central Intelligence Agency . Tillträdesdatum: 20 december 2008. Arkiverad från originalet den 5 januari 2010. (obestämd)
↑ 1 2 Marin vetenskap: En illustrerad vägledning till vetenskap
↑ Gleick, P. H. Water in Crisis: A Guide to the World's Freshwater Resources . — Oxford University Press , 1993. Arkiverad 5 mars 2016 på Wayback Machine
↑ Vattenånga i klimatsystemet . American Geophysical Union . Hämtad 13 februari 2013. Arkiverad från originalet 15 februari 2013.
↑ Jordens mantels sammansättning och natur . Hämtad 6 april 2011. Arkiverad från originalet 2 november 2011. (obestämd)
↑ Antimon // Encyclopedic Dictionary of a Young Chemist. 2:a uppl. / Komp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogy , 1990. - S. 235 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
↑ Derksen, Rick. Etymological Dictionary of the Slavic Inherited Lexicon
↑ M. Vasmer. Etymologisk ordbok för det ryska språket. Vatten
↑ Online-etymologiordbok. vatten . Hämtad 9 november 2019. Arkiverad från originalet 9 juli 2019. (obestämd)
↑ "Nostratisk etymologi" (databas) . Hämtad 8 september 2020. Arkiverad från originalet 18 januari 2021. (obestämd)
↑ 1 2 Larionov A.K. Underhållande hydrogeologi. - Moskva: Nedra , 1979. - S. 5-12. — 157 sid.
↑ 1 2 3 Petryanov I.V. Det mest ovanliga ämnet // Kemi och liv . - 1965. - Nr 3 . - S. 2-14 .
↑ Isens fysik (sida 15)
↑ Molekylär energiomvandlare i en levande cell (Tikhonov A.N., 1997) . Hämtad 24 november 2007. Arkiverad från originalet 23 januari 2009. (obestämd)
↑ Voskresensky P.I. Teknik för laboratoriearbete. 9:e uppl. - L .: " Chemistry ", 1970. - S. 696-697
↑ Otroligt: vatten har två flytande tillstånd Arkiverad 27 november 2020 på Wayback Machine // Vesti.ru , 21 november 2020
↑ Thermalinfo enAuthor11 11 2016 kl 15:06. Specifik värmekapacitet för vatten: bord vid olika temperaturer och tryck . Thermalinfo.ru . Hämtad 30 maj 2022. Arkiverad från originalet 23 november 2021. (ryska)
↑ Värmekapacitet för vatten desmos . Desmos . Hämtad: 30 maj 2022. (ryska)
↑ Värmekapacitetsgraf online . Desmos . Hämtad 3 juni 2022. Arkiverad från originalet 6 juni 2022. (ryska)
↑ Approximation av permittivitet . Hämtad 16 november 2021. Arkiverad från originalet 16 november 2021. (obestämd)
↑ titta på sidan 1162 . Hämtad 16 november 2021. Arkiverad från originalet 16 november 2021. (obestämd)
↑ Khodakov Yu . _ _ - 18:e upplagan. - M . : Education , 1987. - S. 15 -18. — 240 s. — 1 630 000 exemplar.
↑ Strålningskemi // Encyklopedisk ordbok för en ung kemist. 2:a uppl. / Komp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogy , 1990. - S. 200 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
↑ Le Caër S. Vattenradiolys: Inverkan av oxidytor på H 2 -produktion under joniserande strålning // Vatten: journal. - 2011. - Vol. 3 . — S. 236 .
↑ rmg, 2015 , sid. 2.
↑ Översättningen här är nära den första: Människornas land (Översatt av Horace Velle). VII. I hjärtat av öknen // Antoine de Saint-Exupery. Folkets land / Per. från fr. ed. E. Zonina. - M . : Statens skönlitterära förlag , 1957. - S. 181. - (Utländsk roman från XX-talet). - 165 000 exemplar.
↑ Vatten på månen: men var? . Hämtad 8 september 2020. Arkiverad från originalet 20 september 2020. (obestämd)
↑ Jane Platt, Brian Bell. NASAs rymdtillgångar upptäcker hav inuti Saturn Moon . NASA (3 april 2014). Hämtad 3 april 2014. Arkiverad från originalet 3 april 2014. (obestämd)
↑ Iess, L.; Stevenson, DJ; Parisi, M.; Hemingway, D.; Jacobson, R.A.; Lunin, JI; Nimmo, F.; Armstrong, Jw; Asmar, SW; Ducci, M.; Tortora, P. Enceladus gravitationsfält och inre struktur (engelska) // Science : journal. - 2014. - 4 april ( vol. 344 ). - S. 78-80 . - doi : 10.1126/science.1250551 .
↑ Solanki, SK; Livingston, W.; Ayres, T. New Light on the Heart of Darkness of the Solar Chromosphere (engelska) // Science : journal. - 1994. - Vol. 263 , nr. 5143 . - S. 64-66 . - doi : 10.1126/science.263.5143.64 . - . — PMID 17748350 .
↑ MESSENGER Forskare "förvånade" över att hitta vatten i Merkurius tunna atmosfär . Planetary Society (3 juli 2008). Hämtad 5 juli 2008. Arkiverad från originalet 17 januari 2010. (obestämd)
↑ Bertaux, Jean-Loup; Vandaele, Ann-Carine; Korablev, Oleg; Willard, E.; Fedorova, A.; Fussen, D.; Quemerais, E.; Belyaev, D.; Mahieux, A. Ett varmt lager i Venus kryosfär och höghöjdsmätningar av HF, HCl, H 2 O och HDO // Nature : journal. - 2007. - Vol. 450 , nr. 7170 . - s. 646-649 . - doi : 10.1038/nature05974 . — . — PMID 18046397 .
↑ Sridharan, R.; SM Ahmed, Tirtha Pratim Dasa, P. Sreelathaa, P. Pradeepkumara, Neha Naika och Gogulapati Supriya. "Direkta" bevis för vatten i den solbelysta månmiljön från CHACE på MIP av Chandrayaan I // Planetary and Space Science : journal . - 2010. - Vol. 58 , nr. 6 . — S. 947 . - doi : 10.1016/j.pss.2010.02.013 . - .
↑ Donald Rapp. Användning av utomjordiska resurser för mänskliga rymduppdrag till månen eller Mars . — Springer, 28 november 2012. — S. 78–. - ISBN 978-3-642-32762-9 . Arkiverad 15 juli 2016 på Wayback Machine
↑ Atreya, Sushil K.; Wong, Ah-san. Kopplade moln och kemi hos jätteplaneterna - ett fall för multiprober // Rymdvetenskapsrecensioner : tidskrift . - Springer , 2005. - Vol. 116 . - S. 121-136 . — ISSN 0032-0633 . - doi : 10.1007/s11214-005-1951-5 . - .
↑ Jia-Rui C. Cook, Rob Gutro, Dwayne Brown, JD Harrington, Joe Fohn. Hubble ser bevis på vattenånga vid Jupiter Moon (ej tillgänglig länk) . NASA (12 december 2013). Tillträdesdatum: 12 december 2013. Arkiverad från originalet 15 december 2013. (obestämd)
↑ Encrenaz, 2003 , sid. 92.
↑ Hubbard, WB Neptunus djupa kemi // Vetenskap . - 1997. - Vol. 275 , nr. 5304 . - P. 1279-1280 . - doi : 10.1126/science.275.5304.1279 . — PMID 9064785 .
↑ Earth (planet) - artikel från Great Soviet Encyclopedia .
↑ Vatten hittat på en avlägsen planet Arkiverad 24 augusti 2013 på Wayback Machine 12 juli 2007 av Laura Blue, Time
↑ Vatten som finns i den extrasolära planetens atmosfär . Hämtad 12 april 2014. Arkiverad från originalet 8 mars 2014. (obestämd)
↑ Atmosfären på exoplaneten GJ 1214b är fylld med vatten . Compulenta (24 februari 2012). "Nya observationer av transiterna av GJ 1214 b, 40 ljusår bort från jorden, har visat att vatten bör utgöra minst hälften av den totala massan av atmosfären i denna "superjord". Hämtad 21 juli 2013. Arkiverad från originalet 29 augusti 2013. (obestämd)
↑ Watson, P. E. et al. (1980) Totala kroppsvattenvolymer för vuxna män och kvinnor uppskattade från enkla antropometriska mätningar, The American Journal for Clinical Nutrition, Vol. 33, nr 1, sid. 27-39.
↑ Morgunova G.S. Vattnet vi dricker // Kemi och liv . - 1965. - Nr 3 . - S. 15-17 .
↑ Sharma BK vattenföroreningar . - 1994. - S. 408-409. Arkiverad 10 juli 2014 på Wayback Machine
↑ Voskresensky V. A., Dyakov V. I. Kapitel 2. Smörjmedel och deras fysikaliska och kemiska egenskaper // Beräkning och design av glidlager (vätskesmörjning): Handbok. - M . : Mashinostroenie , 1980. - S. 15. - (Konstruktörens bibliotek). - ISBN BBK 34.42, UDC 621.81.001.2 (031).
↑ Forskare: vatten dök upp i jordens mantel för 2,7 miljarder år sedan . TASS . Hämtad 26 april 2016. Arkiverad från originalet 4 maj 2016. (ryska)

Litteratur

Yakovlev V.A. Water // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 volymer (82 volymer och ytterligare 4). - St Petersburg. 1890-1907.
Losev K. S. Vatten . - L . : Gidrometeoizdat , 1989. - 272 sid. - 113 000 exemplar. - ISBN 5-286-00161-0 .
Hydrobionts i självrening av vatten och biogen migration av element. — M.: MAKS-Press. 2008. - 200 sid. - ISBN 978-5-317-02625-7 .
Om vissa frågor om att upprätthålla vattenkvaliteten och dess självrening // Vattenresurser . - 2005. - T. 32. - Nr 3. - S. 337-347.
Andreev VG Inverkan av protonutbytesinteraktion på strukturen av vattenmolekylen och styrkan hos vätebindningen // Proceedings of the V International Conference "Actual Problems of Science in Russia". - 2008. - T. 3. - S. 58-62.
Arabadzhi V. I. Vanligt vattens mysterier: i en värld av vatten och is . - M . : Kunskap , 1973. - 96 sid.
Kulsky L. A. , Dal V. V., Lenchina L. G. Vatten är bekant och mystiskt . - Kiev: Radianska skolan, 1982. - 120 sid.
Melnik A. G. Vatten i det antika Rysslands kristna heliga sedvänjor i slutet av 10-17-talen // Heligt vatten i den kristna världens hierotopi och ikonografi / ed.-comp. A.M. Leder. — M. : LLC "Feoriya", 2017. — S. 496-520 . — ISBN 978-5-91796-061-6 .
Rekommendationer för mellanstatlig standardisering RMG 75-2014. Statligt system för att säkerställa enhetlighet i mätningar. Luftfuktighetsmätningar av ämnen. Termer och definitioner . - M. : Standartinform, 2015. - iv + 16 sid.
Encrenaz, Therese. ISO-observationer av jätteplaneterna och Titan: vad har vi lärt oss? (engelska) // Planetary and Space Science : journal. - 2003. - Februari ( vol. 51 , nr 2 ). - S. 89-103 . - doi : 10.1016/S0032-0633(02)00145-9 . - .

Länkar

Binära föreningar av väte

Alkalimetallhydrider

Alkaliska
jordartsmetallhydrider

Vara	BeH2 _
Mn	MnH 2
Ca	CaH2 _
Sr	SrH 2
Ba	BaH2 _

Bor undergrupp hydrider

B	B2H6 _ _ _
Al	AlH 3
Ga	Ga2H6 _ _ _
I	InH 3
Tl	TlH 3

Hydrider av kolundergruppen

C	Alkaner CH 4 C2H6 _ _ _ C32H8 _ _ _ C4H10 _ _ _ C5H12 _ _ _ C6H 14 _ _ Alkenes C2H4 _ _ _ C3H6 _ _ _ Alkyner C2H2 _ _ _ C3H4 _ _ _ C4H6 _ _ _
Si	Silaner SiH4 _ Si2H6 _ _ _ Si3H8 _ _ _ Silenes Si2H4 _ _ _
Ge	GeH 4 Ge 2H 6 _
sn	S&H 4
Pb	PbH4 _

Pniktogenväten

N	Azans NH3 _ N2H4 _ _ _ Azene N2H2 _ _ _ N3H3 _ _ _ N4H4 _ _ _
P	PH 3
Som	Ask 3
Sb	SbH 3
Bi	BiH 3

Kalkogenväte

O	H2O _ _ H2O2 _ _ _ H2O3 _ _ _
S	H 2 S H2S2 _ _ _ H2S3 _ _ _
Se	H2Se _ _
Te	H 2 Te
Po	H 2 Po

Vätehalogenider

Övergångsmetallhydrider

se även:

oorganiska syror
kolväten

Tematiska platser

Ordböcker och uppslagsverk

I bibliografiska kataloger
BNF : 11931913j GND : 4064689-0 J9U : 987007551108905171 LCCN : sh85145447 NDL : 00567741 NKC : ph116596