Физические и химические свойства воды, страница 8

С явлением капиллярности связаны многие процессы в природе: циркуляция воды в почвенной толще (вода смачивает почвенные частицы и поднимается по капиллярам), кровообращение в организме человека и животных, движение соков по корням и стеблям растений и многое другое.

Элетропроводность.

 Электрические свойства воды существенно зависят от ее минерализации и температуры. Химически чистая вода является очень плохим проводником электричества. Удельная электропроводность абсолютно чистой воды при 180С составляет 0,038 10-4 (Ом м)-1. Электропроводность даже совершенно чистой воды объясняется частичной ее диссоциацией на ионы H+ и OH-. С повышением температуры удельная электропроводность увеличивается. Так, при 00С Rэ=1,19 10-10 Ом м. А при 180С Rэ=3.75 10-10 Ом м. Минерализация воды резко понижает ее электрическое сопротивление. Так, у воды из Ладожского озера оно составляет 2.6 104 Ом м, у морской-0.3 Ом м  а у бумаги- 1015 Ом м и у меди-2 10-8 Ом м. Таким образом, чистая вода является плохим проводником электричества. При загрязнении воды электрическая проводимость возрастает. Из-за высокой диэлектрической проницаемости  ε=81, а у других природных   веществ колеблется в пределах 2-8 (у искусственно полученных спиртов ε=27-35), вода обладает большей растворяющей способностью, чем другие жидкости.

Тройная точка.  Как уже было упомянуто, вода является единственным веществом на Земле, которое существует в естественной природной среде в трех агрегатных состояниях: жидком, твердом и газообразном.  Кроме этого феномена, она еще ухитряется при определенных физических параметрах (рис 1), а именно, при давлении 610.6  Па (или 4,58 мм.рт.ст.) и температуре Т=0.010С (или Т=273.160К). Кроме тройной  точки, из диаграммы видно,что в области 1 вода находится только в твердом виде, в области 2-только в жидком виде и в области 3 только в виде водяного пара . Вдоль линии АС вода находится в состоянии равновесия между твердой и жидкой фазами (плавление льда и кристаллизация воды); вдоль кривой АВ- в состоянии равновесной фазы между жидкой и газообразной фазами (испарение воды и конденсация пара) и вдоль кривой АД – в равновесии между твердой и газообразной фазами (сублимация водяного пара и возгонка льда). Равновесие фаз состояния вдоль кривых АВ, АС и АД следует понимать как динамическое равновесие, когда вдоль этих кривых число вновь образующихся молекул одной фазы строго равно числу молекул другой фазы.

Следует заметить, что физики и химики обычно оперируют с так называемой идеальной, «чистой» водой в виде: Н2О16. Но такой воды в чистом виде в природе нет. Такую воду приготовили только для точного изучения физических и химических свойств воды.

Но в природе такой воды нет. Природная вода –речная, озерная, дождевая, снеговая, ледниковая, подземная и океаническая состоят из смеси молекул, включающих изотопы водорода и стабильные изотопы кислорода, а также различные примеси газов, минеральных и органических веществ. Атомы водорода и кислорода могут иметь различные массовые числа и отличаться и отличаться друг от друга своими физико-химическими свойствами, но при этом они имеют одинаковый электрический заряд атомных ядер и поэтому они занимают в периодической системе элементов одно и тоже место. Такие разновидности атомов одного и того же элемента называются изотопами. Известны пять водородов и пять кислородов. Наиболее широко известны следующие изотопы водорода: протий 1Н (с относительной атомной массой 1), дейтерий 2Н (с относительной атомной массой 2) и тритий 3Н (с относительной атомной массой 3). И три изотопа кислорода: 16О, 17О и 18О. Эти шесть изотопов могут образовывать 18 изотопических разновидностей воды: 1Н216О; 1НD16O; D216O; 1HT16O; DT16O; T216O; 1H217O; 1H2D17O; D217O; 1HT17O, DT17O; T217O; 1H2 18O; 1HD18O; D218O; 1HT18O; DT18O; T218O. Тритий и кислород-17 обнаружены в природных водах только в виде следов, а дейтерий и кислород 18-в ощутимых количествах: 1Н216О-99.73% от всей воды, 1Н218О-0.20% от всей воды, D217O-0.04%, 1HD16O-0.02%, 1HD18O-0.00006%, D216O-0.000003%, D218O-0.000000009%, D217O (Derpgolts, 1979). Таким образом, в земных водах содержится «легкой» воды 99.75, тяжелой кислородной-0.18 и тяжелой водородной-0.017%.