Kes teab vee valemit juba kooliajast? Muidugi kõike. Tõenäoliselt jääb kogu keemiakursusest paljudele, kes seda siis spetsiaalselt ei õpi, vaid teadmine, mida valem H2O tähendab. Kuid nüüd püüame võimalikult üksikasjalikult ja sügav alt mõista, mis on vesi? Millised on selle peamised omadused ja miks ilma selleta on elu planeedil Maa võimatu.
Vesi kui aine
Veemolekul, nagu me teame, koosneb ühest hapnikuaatomist ja kahest vesinikuaatomist. Selle valem on kirjutatud järgmiselt: H2O. Sellel ainel võib olla kolm olekut: tahke - jää kujul, gaasiline - auru kujul ja vedel - värvi, maitse ja lõhnata ainena. Muide, see on ainus aine planeedil, mis võib looduslikes tingimustes eksisteerida kõigis kolmes olekus üheaegselt. Näiteks: Maa poolustel - jää, ookeanides - vesi ja aurustumine päikesekiirte all on aur. Selles mõttes on vesi anomaalne.
Samuti on vesi meie kõige levinum aineplaneet. See katab planeedi Maa pinna peaaegu seitsekümmend protsenti - need on ookeanid ja arvukad järvedega jõed ja liustikud. Suurem osa planeedi veest on soolane. See ei sobi joomiseks ega põlluharimiseks. Värske vesi moodustab vaid kaks ja pool protsenti kogu planeedi veekogusest.
Vesi on väga tugev ja kvaliteetne lahusti. Tänu sellele toimuvad keemilised reaktsioonid vees tohutu kiirusega. See sama omadus mõjutab ainevahetust inimkehas. On üldteada tõsiasi, et täiskasvanud inimese kehas on seitsekümmend protsenti vett. Lapse puhul on see protsent veelgi suurem. Vanaduseks langeb see näitaja seitsmekümnelt kuuekümnele protsendile. Muide, see vee omadus näitab selgelt, et see on inimelu alus. Mida rohkem vett kehas on – seda tervem, aktiivsem ja noorem see on. Seetõttu kordavad kõigi riikide teadlased ja arstid väsimatult, et peate palju jooma. See on vesi puhtal kujul, mitte tee, kohvi või muude jookide asendaja.
Vesi kujundab planeedi kliimat ja see pole liialdus. Soojad hoovused ookeanis soojendavad terveid mandreid. See on tingitud asjaolust, et vesi neelab palju päikesesoojust ja annab selle siis ära, kui see jahtuma hakkab. Nii et see reguleerib temperatuuri planeedil. Paljud teadlased väidavad, et Maa oleks juba ammu jahtunud ja kiviks muutunud, kui rohelisel planeedil poleks nii palju vett.
Vee omadused
Veel on palju väga huvitavaid omadusi.
Näiteks vesi on õhu järel kõige liikuvam aine. Koolikursusest mäletavad paljud kindlasti sellist asja nagu veeringe looduses. Näiteks: oja aurustub otsese päikesevalguse mõjul, muutub veeauruks. Edasi kandub tuul seda auru kuhugi, koguneb pilvedesse ja isegi äikesepilvedesse ning langeb mägedes lume, rahe või vihmana. Edasi, mägedest, jookseb oja osaliselt aurustudes jälle alla. Ja nii - ringis - kordub tsükkel miljoneid kordi.
Samuti on vee soojusmahtuvus väga suur. Just seetõttu jahtuvad veekogud, eriti ookeanid, üleminekul sooj alt aastaaj alt või kellaaj alt külmale väga aeglaselt. Ja vastupidi, kui õhutemperatuur tõuseb, soojeneb vesi väga aeglaselt. Tänu sellele, nagu eespool mainitud, stabiliseerib vesi õhutemperatuuri kogu meie planeedil.
Pärast elavhõbedat on vee pindpinevus suurim. On võimatu mitte märgata, et kogemata tasasele pinnale voolanud tilk muutub mõnikord muljetavaldavaks täpiks. See näitab vee elastsust. Teine omadus avaldub siis, kui temperatuur langeb nelja kraadini. Niipea, kui vesi jahtub selle märgini, muutub see heledamaks. Seetõttu hõljub jää alati veepinnal ja külmub maakoorena, kattes jõgesid ja järvi. Tänu sellele ei külmu kalad veekogudes, mis talvel jäätuvad.
Vesi kui elektrijuht
Esm alt peaksite õppima, mis on elektrijuhtivus (sh vesi). Elektrijuhtivus on võime avõi ained juhivad elektrit läbi iseenda. Vastav alt sellele on vee elektrijuhtivus vee võime juhtida voolu. See võime sõltub otseselt soolade ja muude lisandite hulgast vedelikus. Näiteks destilleeritud vee elektrijuhtivus on peaaegu viidud miinimumini tänu sellele, et selline vesi on puhastatud erinevatest lisanditest, mis on hea elektrijuhtivuse jaoks nii vajalikud. Suurepärane voolujuht on merevesi, kus soolade kontsentratsioon on väga kõrge. Elektrijuhtivus sõltub ka vee temperatuurist. Mida kõrgem on temperatuur, seda suurem on vee elektrijuhtivus. See muster selgus tänu füüsikute mitmetele katsetele.
Vee elektrijuhtivuse mõõtmine
On olemas selline termin – konduktomeetria. See on ühe elektrokeemilise analüüsi meetodi nimi, mis põhineb lahuste elektrijuhtivusel. Seda meetodit kasutatakse soolade või hapete lahuste kontsentratsiooni määramiseks, samuti mõnede tööstuslike lahuste koostise kontrollimiseks. Veel on amfoteersed omadused. See tähendab, et olenev alt tingimustest võib see avaldada nii happelisi kui ka aluselisi omadusi – toimida nii happe kui alusena.
Selleks analüüsiks kasutatud seadmel on väga sarnane nimi – konduktomeeter. Konduktomeetri abil mõõdetakse elektrolüütide elektrijuhtivust lahuses, mille analüüs viiakse läbi. Võib-olla tasub selgitada teist terminit - elektrolüüt. See on aine, mis lahustumisel või sulamisellaguneb ioonideks, mille tõttu juhitakse hiljem elektrivool. Ioon on elektriliselt laetud osake. Tegelikult määrab konduktomeeter, võttes aluseks teatud vee elektrijuhtivuse ühikud, selle elektrijuhtivuse. See tähendab, et see määrab esialgseks ühikuks võetava konkreetse veekoguse elektrijuhtivuse.
Juba enne eelmise sajandi seitsmekümnendate algust kasutati elektrijuhtivuse tähistamiseks mõõtühikut "mo", see oli teise suuruse tuletis - Ohm, mis on takistuse põhiühik. Elektrijuhtivus on suurus, mis on pöördvõrdeline takistusega. Nüüd mõõdetakse seda Siemensis. See väärtus sai oma nime Saksamaa füüsiku Werner von Siemensi auks.
Siemens
Siemens (võib tähistada nii Cm kui ka S) on oomi pöördväärtus, mis on elektrijuhtivuse ühik. Üks cm võrdub iga juhi elektrijuhtivusega, mille takistus on 1 oomi. Siemens väljendab seda valemiga:
Vee soojusjuhtivus
Räägime nüüd sellest, mis on soojusjuhtivus. Soojusjuhtivus on aine võime soojusenergiat üle kanda. Nähtuse olemus seisneb selles, et antud keha või aine temperatuuri määravate aatomite ja molekulide kineetiline energia kandub üle.teine keha või aine nende koostoime ajal. Teisisõnu, soojusjuhtivus on soojusvahetus kehade, ainete, aga ka keha ja aine vahel.
Vee soojusjuhtivus on samuti väga kõrge. Inimesed kasutavad seda vee omadust igapäevaselt, märkamatult. Näiteks külma vee valamine anumasse ja jookide või toiduainete jahutamine selles. Külm vesi võtab pudelist, anumast soojust, külma andmise asemel on võimalik ka vastupidine reaktsioon.
Nüüd saab sama nähtust hõlpsasti ette kujutada ka planeedi skaalal. Ookean soojeneb suvel ja seejärel - külma ilmaga - jahtub aeglaselt ja annab oma soojuse õhku, soojendades seeläbi mandreid. Pärast talvist jahtumist hakkab ookean maismaaga võrreldes väga aeglaselt soojenema ja loovutab oma jaheduse suvepäikese käest hääbuvatele mandritele.
Vee tihedus
Eespool öeldi, et kalad elavad talvel tiigis seetõttu, et vesi külmub kogu pinna ulatuses koorikuga. Teame, et vesi hakkab jääks muutuma juba null kraadi juures. Kuna vee tihedus on suurem kui jää tihedus, hõljub jää pinnal ja külmub.
Millised on vee redoksomadused
Samuti võib vesi erinevates tingimustes olla nii oksüdeerija kui ka redutseerija. See tähendab, et vesi, loobudes oma elektronidest, on positiivselt laetud ja oksüdeerunud. Või omandab elektronid ja laetakse negatiivselt, mis tähendab, et see taastub. Esimesel juhul vesi oksüdeerub ja seda nimetatakse surnuks. Ta valdabväga võimsad bakteritsiidsed omadused, kuid te ei pea seda jooma. Teisel juhul on vesi elus. See kosutab, stimuleerib keha taastuma, toob rakkudesse energiat. Nende kahe vee omaduse erinevust väljendatakse terminis "redokspotentsiaal".
Millega võib vesi reageerida
Vesi suudab reageerida peaaegu kõigi Maal eksisteerivate ainetega. Ainus asi on see, et nende reaktsioonide toimumiseks peate tagama sobiva temperatuuri ja mikrokliima.
Näiteks toatemperatuuril reageerib vesi hästi metallidega nagu naatrium, kaalium, baarium – neid nimetatakse aktiivseteks. Halogeenid on fluor ja kloor. Kuumutamisel reageerib vesi hästi raua, magneesiumi, kivisöe, metaaniga.
Erinevate katalüsaatorite abil reageerib vesi amiidide, karboksüülhapete estritega. Katalüsaator on aine, mis näib suruvat komponendid vastastikusele reaktsioonile, kiirendades seda.
Kas mujal peale Maa on vett?
Siiani pole vett leitud üheltki Päikesesüsteemi planeedilt, välja arvatud Maa. Jah, nad eeldavad selle olemasolu selliste hiiglaslike planeetide nagu Jupiter, Saturn, Neptuun ja Uraan satelliitidel, kuid seni pole teadlastel täpseid andmeid. On veel üks hüpotees, mis pole veel täielikult tõestatud, põhjavee kohta planeedil Marsil ja Maa satelliidil – Kuul. Marsi kohta on välja pakutud mitmeid teooriaid, et kunagi oli sellel planeedil ookean ja selle võimaliku mudeli töötasid välja isegi teadlased.
Väljaspool päikesesüsteemi on palju suuri ja väikeseid planeete, kus teadlaste hinnangul võib olla vett. Kuid siiani pole vähimatki võimalust selles kindel olla.
Kuidas kasutada vee soojus- ja elektrijuhtivust praktilistel eesmärkidel
Tänu sellele, et vesi on suure soojusmahutavusega, kasutatakse seda soojustrassides soojuskandjana. See tagab soojusülekande tootj alt tarbijale. Paljud tuumaelektrijaamad kasutavad vett ka suurepärase jahutusvedelikuna.
Meditsiinis kasutatakse jahutamiseks jääd ja desinfitseerimiseks auru. Jääd kasutatakse ka toitlustussüsteemis.
Paljudes tuumareaktorites kasutatakse vett eduka tuumaahelreaktsiooni moderaatorina.
Survevett kasutatakse kivide lõhestamiseks, läbimurdmiseks ja isegi lõikamiseks. Seda kasutatakse aktiivselt tunnelite, maa-aluste rajatiste, ladude ja metroode ehitamisel.
Järeldus
Artiklist järeldub, et vesi on oma omadustelt ja funktsioonidelt kõige asendamatum ja hämmastavam aine Maal. Kas inimese või mõne muu elusolendi elu Maal sõltub veest? Kindlasti jah. Kas see aine aitab kaasa inimeste teadustegevusele? Jah. Kas veel on elektrijuhtivus, soojusjuhtivus ja muud kasulikud omadused? Vastus on samuti jah. Teine asi on see, et vett on Maal järjest vähem ja veel enam puhast vett. Ja meie ülesanne on seda (ja seega ka meid kõiki) säilitada ja kaitstakadumine.
