ვინ იცის სკოლის დღიდან წყლის ფორმულა? რა თქმა უნდა, ყველაფერი. სავარაუდოა, რომ ქიმიის მთელი კურსიდან, ბევრისთვის, ვინც არ სწავლობს მას სპეციალიზებულად, რჩება მხოლოდ იმის ცოდნა, თუ რას ნიშნავს ფორმულა H2O. მაგრამ ახლა ჩვენ შევეცდებით მაქსიმალურად დეტალურად და ღრმად გავიგოთ რა არის წყალი? რა არის მისი ძირითადი თვისებები და რატომ არის ზუსტად მის გარეშე სიცოცხლე პლანეტა დედამიწაზე.
წყალი, როგორც ნივთიერება
წყლის მოლეკულა, როგორც ვიცით, შედგება ერთი ჟანგბადის ატომისა და ორი წყალბადის ატომისგან. მისი ფორმულა ასე იწერება: H2O. ამ ნივთიერებას შეიძლება ჰქონდეს სამი მდგომარეობა: მყარი - ყინულის სახით, აირისებრი - ორთქლის სახით და თხევადი - როგორც ნივთიერება ფერის, გემოსა და სუნის გარეშე. სხვათა შორის, ეს არის ერთადერთი ნივთიერება პლანეტაზე, რომელიც შეიძლება არსებობდეს სამივე სახელმწიფოში ერთდროულად ბუნებრივ პირობებში. მაგალითად: დედამიწის პოლუსებზე - ყინული, ოკეანეებში - წყალი და აორთქლება მზის სხივების ქვეშ არის ორთქლი. ამ თვალსაზრისით წყალი ანომალიურია.
ასევე, წყალი ყველაზე გავრცელებული ნივთიერებაა ჩვენშიპლანეტა. იგი მოიცავს პლანეტა დედამიწის ზედაპირს თითქმის სამოცდაათი პროცენტით - ეს არის ოკეანეები და მრავალი მდინარე ტბებით და მყინვარებით. პლანეტაზე წყლის უმეტესი ნაწილი მარილიანია. უვარგისია სასმელად და მეურნეობისთვის. მტკნარი წყალი პლანეტაზე წყლის მთლიანი რაოდენობის მხოლოდ ორნახევარ პროცენტს შეადგენს.
წყალი ძალიან ძლიერი და მაღალი ხარისხის გამხსნელია. ამის გამო წყალში ქიმიური რეაქციები უზარმაზარი სიჩქარით მიმდინარეობს. იგივე თვისება გავლენას ახდენს ადამიანის ორგანიზმში მეტაბოლიზმზე. ცნობილი ფაქტია, რომ ზრდასრული ადამიანის სხეული სამოცდაათი პროცენტით წყალია. ბავშვში ეს პროცენტი კიდევ უფრო მაღალია. სიბერემდე ეს მაჩვენებელი სამოცდაათიდან სამოც პროცენტამდე იკლებს. სხვათა შორის, წყლის ეს თვისება ნათლად მეტყველებს იმაზე, რომ ის არის ადამიანის სიცოცხლის საფუძველი. რაც უფრო მეტი წყალია ორგანიზმში - მით უფრო ჯანსაღი, აქტიური და ახალგაზრდაა. ამიტომ, ყველა ქვეყნის მეცნიერები და ექიმები დაუღალავად იმეორებენ, რომ ბევრი დალევა გჭირდებათ. ეს არის წყალი მისი სუფთა სახით და არ არის შემცვლელი ჩაის, ყავის ან სხვა სასმელების სახით.
წყალი აყალიბებს კლიმატს პლანეტაზე და ეს არ არის გადაჭარბება. ოკეანეში თბილი დინებები მთელ კონტინენტებს ათბობს. ეს გამოწვეულია იმით, რომ წყალი შთანთქავს უამრავ მზის სითბოს და შემდეგ ათავისუფლებს მას, როდესაც ის იწყებს გაგრილებას. ასე რომ, ის არეგულირებს ტემპერატურას პლანეტაზე. ბევრი მეცნიერი ამბობს, რომ დედამიწა დიდი ხნის წინ გაცივდებოდა და ქვად გადაიქცეოდა მწვანე პლანეტაზე ამდენი წყლის არსებობა.
წყლის თვისებები
წყალს ბევრი ძალიან საინტერესო თვისება აქვს.
მაგალითად, წყალი ჰაერის შემდეგ ყველაზე მოძრავი ნივთიერებაა. სკოლის კურსიდან ბევრს, რა თქმა უნდა, ახსოვს ისეთი რამ, როგორიცაა წყლის ციკლი ბუნებაში. მაგალითად: ნაკადი აორთქლდება პირდაპირი მზის გავლენის ქვეშ, იქცევა წყლის ორთქლად. გარდა ამისა, ეს ორთქლი სადღაც გადააქვს ქარს, გროვდება ღრუბლებში და ჭექა-ქუხილშიც კი და მთებში ცვივა თოვლის, სეტყვის ან წვიმის სახით. შემდგომ, მთებიდან, ნაკადი კვლავ ეშვება ქვემოთ, ნაწილობრივ აორთქლდება. და ასე - წრეში - ციკლი მეორდება მილიონჯერ.
ასევე, წყალს აქვს ძალიან მაღალი სითბოსუნარიანობა. ამის გამოა, რომ წყლის ობიექტები, განსაკუთრებით ოკეანეები, ძალიან ნელა გრილდებიან თბილი სეზონიდან ან დღის ცივზე გადასვლისას. პირიქით, როდესაც ჰაერის ტემპერატურა იზრდება, წყალი ძალიან ნელა თბება. ამის გამო, როგორც ზემოთ აღინიშნა, წყალი ასტაბილურებს ჰაერის ტემპერატურას მთელს ჩვენს პლანეტაზე.
ვერცხლისწყლის შემდეგ წყალს აქვს ყველაზე მაღალი ზედაპირული დაძაბულობა. შეუძლებელია არ შეამჩნიოთ, რომ ბრტყელ ზედაპირზე შემთხვევით დაღვრილი წვეთი ზოგჯერ შთამბეჭდავი ლაქა ხდება. ეს აჩვენებს წყლის გამტარიანობას. კიდევ ერთი თვისება ვლინდება, როდესაც ტემპერატურა ოთხ გრადუსამდე ეცემა. როგორც კი წყალი ამ ნიშნულამდე გაცივდება, ის უფრო მსუბუქი ხდება. ამიტომ, ყინული ყოველთვის ცურავს წყლის ზედაპირზე და იყინება ქერქში, ფარავს მდინარეებსა და ტბებს. ამის წყალობით თევზი არ იყინება წყლის ობიექტებში, რომლებიც ზამთარში იყინება.
წყალი, როგორც ელექტროგამტარი
პირველ რიგში, თქვენ უნდა გაიგოთ რა არის ელექტრული გამტარობა (წყლის ჩათვლით). ელექტრული გამტარობა არის უნარი აან ნივთიერებები ატარებენ ელექტროენერგიას საკუთარი თავის მეშვეობით. შესაბამისად, წყლის ელექტრული გამტარობა არის წყლის უნარი, გაატაროს დენი. ეს უნარი პირდაპირ დამოკიდებულია სითხეში არსებული მარილებისა და სხვა მინარევების რაოდენობაზე. მაგალითად, გამოხდილი წყლის ელექტრული გამტარობა თითქმის მინიმუმამდეა დაყვანილი იმის გამო, რომ ასეთი წყალი იწმინდება სხვადასხვა დანამატებისგან, რომლებიც ასე აუცილებელია კარგი ელექტროგამტარობისთვის. შესანიშნავი დენის გამტარია ზღვის წყალი, სადაც მარილების კონცენტრაცია ძალიან მაღალია. ელექტრული გამტარობა ასევე დამოკიდებულია წყლის ტემპერატურაზე. რაც უფრო მაღალია ტემპერატურა, მით მეტია წყლის ელექტრული გამტარობა. ეს ნიმუში გამოვლინდა ფიზიკოსების მრავალი ექსპერიმენტის წყალობით.
წყლის ელექტრული გამტარობის გაზომვა
არსებობს ასეთი ტერმინი - კონდუქტომეტრია. ასე ჰქვია ელექტროქიმიური ანალიზის ერთ-ერთ მეთოდს, რომელიც დაფუძნებულია ხსნარების ელექტროგამტარობაზე. ეს მეთოდი გამოიყენება მარილების ან მჟავების ხსნარებში კონცენტრაციის დასადგენად, აგრეთვე ზოგიერთი სამრეწველო ხსნარის შემადგენლობის გასაკონტროლებლად. წყალს აქვს ამფოტერული თვისებები. ანუ, პირობებიდან გამომდინარე, მას შეუძლია გამოავლინოს როგორც მჟავე, ასევე ფუძე თვისებები - იმოქმედოს როგორც მჟავა და როგორც ფუძე.
ამ ანალიზისთვის გამოყენებულ მოწყობილობას ძალიან მსგავსი სახელი აქვს - გამტარი. გამტარებლის გამოყენებით იზომება ელექტროლიტების ელექტროგამტარობა ხსნარში, რომლის ანალიზიც მიმდინარეობს. ალბათ ღირს კიდევ ერთი ტერმინის ახსნა - ელექტროლიტი. ეს არის ნივთიერება, რომელიც იხსნება ან დნება,იშლება იონებად, რის გამოც შემდგომში ხდება ელექტრული დენი. იონი არის ელექტრულად დამუხტული ნაწილაკი. სინამდვილეში, გამტარი, წყლის ელექტრული გამტარობის გარკვეული ერთეულების საფუძველზე, განსაზღვრავს მის ელექტროგამტარობას. ანუ ის განსაზღვრავს წყლის კონკრეტული მოცულობის ელექტრულ გამტარობას, როგორც საწყისი ერთეული.
ჯერ კიდევ გასული საუკუნის სამოცდაათიანი წლების დასაწყისამდე საზომი ერთეული „მო“გამოიყენებოდა ელექტროენერგიის გამტარობის აღსანიშნავად, ეს იყო სხვა სიდიდის - Ohm-ის წარმოებული, რომელიც არის წინააღმდეგობის მთავარი ერთეული.. ელექტრული გამტარობა არის სიდიდე, რომელიც უკუპროპორციულია წინააღმდეგობის მიმართ. ახლა ის იზომება Siemens-ში. ამ მნიშვნელობამ მიიღო სახელი გერმანიის ფიზიკოსის - ვერნერ ფონ სიმენსის პატივსაცემად.
Siemens
Siemens (შეიძლება აღვნიშნოთ როგორც Cm-ით, ასევე S-ით) არის Ohm-ის ორმხრივი, რომელიც არის ელექტრული გამტარობის ერთეული. ერთი სმ უდრის ნებისმიერი გამტარის ელექტრული გამტარობის, რომლის წინაღობა არის 1 Ohm. გამოიხატება Siemens-ის მიერ ფორმულით:
წყლის თბოგამტარობა
ახლა მოდით ვისაუბროთ იმაზე, თუ რა არის თბოგამტარობა. თბოგამტარობა არის ნივთიერების უნარი გადაიტანოს თერმული ენერგია. ფენომენის არსი მდგომარეობს იმაში, რომ გადადის ატომებისა და მოლეკულების კინეტიკური ენერგია, რომლებიც განსაზღვრავენ მოცემული სხეულის ან ნივთიერების ტემპერატურას.სხვა სხეული ან ნივთიერება მათი ურთიერთქმედების დროს. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, თბოგამტარობა არის სითბოს გაცვლა სხეულებს, ნივთიერებებს, ისევე როგორც სხეულსა და ნივთიერებას შორის.
წყლის თბოგამტარობა ასევე ძალიან მაღალია. ადამიანები ყოველდღიურად იყენებენ წყლის ამ თვისებას, შეუმჩნევლად. მაგალითად, კონტეინერში ცივი წყლის ჩასხმა და მასში სასმელების ან საკვების გაგრილება. ცივი წყალი სითბოს იღებს ბოთლიდან, კონტეინერიდან, სამაგიეროდ სიცივეს იძლევა, შესაძლებელია საპირისპირო რეაქციაც.
ახლა იგივე ფენომენი ადვილად წარმოიდგინეთ პლანეტარული მასშტაბით. ოკეანე ზაფხულში თბება, შემდეგ კი - ცივი ამინდის დადგომასთან ერთად, ნელ-ნელა კლებულობს და სითბოს უთმობს ჰაერს, რითაც ათბობს კონტინენტებს. ზამთარში გაციების შემდეგ ოკეანე ხმელეთთან შედარებით ძალიან ნელა იწყებს დათბობას და თავის სიგრილეს უთმობს ზაფხულის მზისგან დაცვენილ კონტინენტებს.
წყლის სიმკვრივე
ზემოთ ითქვა, რომ თევზი ზამთარში გუბეში ცხოვრობს იმის გამო, რომ წყალი მთელ ზედაპირზე ქერქით იყინება. ჩვენ ვიცით, რომ წყალი იწყებს ყინულად გადაქცევას ნულოვანი გრადუსის ტემპერატურაზე. იმის გამო, რომ წყლის სიმკვრივე ყინულის სიმკვრივეზე მეტია, ყინული ცურავს და იყინება ზედაპირზე.
რა არის წყლის რედოქს თვისებები
ასევე, სხვადასხვა პირობებში წყალი შეიძლება იყოს როგორც ჟანგვის, ასევე შემცირების აგენტი. ანუ წყალი, რომელიც ტოვებს ელექტრონებს, დადებითად არის დამუხტული და იჟანგება. ან იძენს ელექტრონებს და უარყოფითად დამუხტულია, რაც იმას ნიშნავს, რომ აღდგება. პირველ შემთხვევაში წყალი იჟანგება და მას მკვდარი ეწოდება. ის ფლობსძალიან ძლიერი ბაქტერიციდული თვისებები, მაგრამ თქვენ არ გჭირდებათ მისი დალევა. მეორე შემთხვევაში წყალი ცოცხალია. ის აძლიერებს, ასტიმულირებს ორგანიზმს გამოჯანმრთელებაში, მოაქვს ენერგია უჯრედებს. წყლის ამ ორ თვისებას შორის განსხვავება გამოიხატება ტერმინით „რედოქს პოტენციალი“.
რაზე რეაგირებს წყალი
წყალს შეუძლია რეაგირება მოახდინოს დედამიწაზე არსებულ თითქმის ყველა ნივთიერებასთან. ერთადერთი ის არის, რომ ამ რეაქციების წარმოქმნისთვის საჭიროა უზრუნველყოთ შესაფერისი ტემპერატურა და მიკროკლიმატი.
მაგალითად, ოთახის ტემპერატურაზე წყალი კარგად რეაგირებს ლითონებთან, როგორიცაა ნატრიუმი, კალიუმი, ბარიუმი - მათ აქტიურს უწოდებენ. ჰალოგენები არის ფტორი და ქლორი. როდესაც თბება, წყალი კარგად რეაგირებს რკინასთან, მაგნიუმთან, ნახშირთან, მეთანთან.
სხვადასხვა კატალიზატორების დახმარებით წყალი რეაგირებს ამიდებთან, კარბოქსილის მჟავების ეთერებთან. კატალიზატორი არის ნივთიერება, რომელიც, როგორც ჩანს, უბიძგებს კომპონენტებს ურთიერთრეაქციისკენ და აჩქარებს მას.
არის წყალი სხვაგან დედამიწის გარდა?
ჯერჯერობით, წყალი მზის სისტემის არცერთ პლანეტაზე, დედამიწის გარდა, არ არის ნაპოვნი. დიახ, ისინი ვარაუდობენ მის არსებობას ისეთი გიგანტური პლანეტების თანამგზავრებზე, როგორიცაა იუპიტერი, სატურნი, ნეპტუნი და ურანი, მაგრამ ჯერჯერობით მეცნიერებს ზუსტი მონაცემები არ აქვთ. არსებობს კიდევ ერთი ჰიპოთეზა, რომელიც ჯერ ბოლომდე არ არის დამოწმებული, მიწისქვეშა წყლების შესახებ პლანეტა მარსზე და დედამიწის თანამგზავრზე - მთვარეზე. მარსთან დაკავშირებით წამოაყენეს მრავალი თეორია იმის შესახებ, რომ ოდესღაც ამ პლანეტაზე ოკეანე არსებობდა და მისი სავარაუდო მოდელი მეცნიერებმაც კი დააპროექტეს.
მზის სისტემის გარეთ ბევრი დიდი და პატარა პლანეტაა, სადაც, მეცნიერთა აზრით, შესაძლოა იყოს წყალი. მაგრამ ჯერჯერობით არ არსებობს ოდნავი გზა ამაში დარწმუნებისთვის.
როგორ გამოვიყენოთ წყლის თერმული და ელექტრული გამტარობა პრაქტიკული მიზნებისთვის
იმის გამო, რომ წყალს აქვს მაღალი სითბოს ტევადობა, იგი გამოიყენება გათბობის ქსელებში, როგორც სითბოს გადამზიდავი. ის უზრუნველყოფს სითბოს გადაცემას მწარმოებლიდან მომხმარებელზე. ბევრი ატომური ელექტროსადგური ასევე იყენებს წყალს, როგორც შესანიშნავი გამაგრილებელი.
მედიცინაში ყინულს იყენებენ გასაციებლად, ორთქლს კი დეზინფექციისთვის. ყინული ასევე გამოიყენება კვების სისტემაში.
ბევრ ბირთვულ რეაქტორში წყალი გამოიყენება როგორც მოდერატორი წარმატებული ბირთვული ჯაჭვური რეაქციისთვის.
წნევიანი წყალი გამოიყენება კლდეების გასაყოფად, გატეხვისა და მოსაჭრელად. იგი აქტიურად გამოიყენება გვირაბების, მიწისქვეშა ნაგებობების, საწყობების, მეტროების მშენებლობაში.
დასკვნა
სტატიიდან ირკვევა, რომ წყალი თავისი თვისებებითა და ფუნქციებით ყველაზე შეუცვლელი და საოცარი ნივთიერებაა დედამიწაზე. არის თუ არა დედამიწაზე ადამიანის ან სხვა ცოცხალი არსების სიცოცხლე წყალზე დამოკიდებული? რა თქმა უნდა კი. ეს ნივთიერება ხელს უწყობს ადამიანის სამეცნიერო საქმიანობას? დიახ. აქვს თუ არა წყალს ელექტროგამტარობა, თბოგამტარობა და სხვა სასარგებლო თვისებები? პასუხი ასევე არის დიახ. სხვა საქმეა, რომ დედამიწაზე სულ უფრო ნაკლები წყალია და მით უფრო სუფთა წყალი. და ჩვენი ამოცანაა შევინარჩუნოთ და დავიცვათ იგი (და, მაშასადამე, ყველა ჩვენგანი).გაუჩინარება.
