Реферат на тему Вода. Физические и химические свойства. Жесткость и причины её возникновения. Способы устранения.

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ 4
2. ЖЕСТКОСТЬ ВОДЫ, ПРИЧИНЫ ЕЁ ВОЗНИКНОВЕНИЯ И СПОСОБЫ УСТРАНЕНИЯ 8
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 12
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 13

Введение:

Вода является наиболее распространенным органическим соединением на нашей планете. Она дарит жизнь и играет огромную роль в зарождении и развитии новых биологических форм. Также обычная вода, несмотря на ее привычность, обладает рядом неповторимых свойств и характеристик, которые выделяют ее из всех остальных химических соединений. Она также влияет на формирование звезд и космических тел во Вселенной.
Вода — источник жизни на планете. Прямо в океане появилась живая клетка. Человеческие организмы на 80% состоят из воды, поэтому без нее люди не могут жить. Именно данная живительная влага поддерживает существованию всех животных и растительных организмов.
Вода — самое поразительное вещество на планете. Только она сможет быть в трех состояниях: твердом, жидком, газообразном. И даже в своем обычном виде она весьма разнообразна.
Вполне конкретные понятия «жесткая» и «мягкая» вода в быту могут трактоваться по-разному. К примеру, воду могут ошибочно называть мягкой, имея в виду ее вкусовые и прочие качества, при этом количество солей в ней, которое и определяет жесткость воды, может быть очень немаленьким. Это не субъективная характеристика, а имеющий точные значения показатель. Вода считается жесткой при содержании в ней солей кальция, а также магния, превышающем 6 мг-экв/л. Это единица измерения, единая во всех странах, однако наряду с ней используются и градусы жесткости, значения которых в разных государствах будут различными. Так, в литературе встречаются данные в немецких, американских и других градусах жесткости.
Целью данной работы является изучение воды.
Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи:
— рассмотреть физические и химические свойства воды;
— рассмотреть жесткость воды, причины её возникновения и способы устранения.

Заключение:

Вода — уникальнейшее вещество, основа всех живых организмов на планете. Она может приобретать различную форму и находиться в трех состояниях.
Вода — это самое распространенное на нашей планете неорганическое соединение. Физические и химические свойства воды определяются составом её молекул. Так, в структуре молекулы воды содержится два атома водорода (Н) и один атом кислорода (О). В нормальных условиях внешней среды это безвкусная жидкость без запаха и окраса. Вода также может находиться в других состояниях: в виде пара или же в форме льда.
Обычная вода состоит не только из атомов водорода и кислорода, в ней так же присутствует большое количество различных примесей. Именно наличие примесей определяет жесткость воды, а единицы измерения (°Ж – градус жёсткости) показывает, насколько этот показатель превышает допустимые нормы.
Жёсткость воды требуется определять не только инженерам, которые занимаются прокладкой коммуникаций, но и обычной людям в быту.
Очень важно знать какой жёсткости вода используется для питья, а так же в котлах отопления и в других водонагревательных приборах. Необходимость применения точных единиц измерения для проведения вычислений в домашних условиях не всегда обязательно.
В химической промышленности и на других высокотехничных производствах, наоборот потребуется знать количество растворённых в воде солей до миллиграмма, поэтому можно использовать любые единицы измерения этого показателя, предложенные в данной статье, чтобы определить и, при необходимости, снизить количество солей в воде.
Исходя из всего вышесказанного, цели данной работы можно считать достигнутыми, а задачи выполненными.

Фрагмент текста работы:

1. ФИЗИЧЕСКИЕ И ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ

Вода имеет различные физические свойства, отталкиваясь от взаимного взаимодействия и расположения молекул воды между друг другом и с иными фазами. Часть воды, обладающая одинаковыми свойствами, получила название формы воды.
1. Твердая вода (лед) — один из источников парообразной и жидкой воды.
2. Химически связанные воды включают кристаллизационную и конституционную влагу:
— Конституционные воды входят в состав минералов (Fe(OH)3, Al(OH)3, глинистых и др.), органоминеральных и органических соединений в виде групп OH.
— Кристаллизационные воды содержатся в кристаллогидратах разнообразных солей.
3. Парообразные воды содержатся в воздухе в виде водяного пара.
4. Физически связанные (сорбированные) воды представлены двумя формами — рыхлосвязанная и прочносвязанная влага:
— Физически прочносвязанные (гигроскопические) воды адсорбируются из водяного пара почвенного воздуха твердыми частичками почвы, чаще илистой фракцией.
— Физически рыхлосвязанные (пленочные) воды представляют собой многомолекулярную пленку окрест почвенной частицы, на углах их стыков и внутри мелких пор [2].
5. Капиллярные воды находятся на стыках или в капиллярах почвенных частиц. Удерживаются в почве силами менискового сцепления. Это важнейшая форма влаги, употребляемая растениями.
6. Свободные воды наблюдаются в двух формах — гравитационная и капиллярная:
— Капиллярно-подвешенные воды заполняют капиллярные поры при увлажнении почв сверху (после полива или дождя).
— Капиллярно-подпертые воды образуются в почвах при увлечении воды снизу от горизонта по капиллярам на определенную высоту.
— Гравитационные воды — свободные формы воды в почве, передвигающиеся под воздействием силы тяжести. Захватывает значительные поры в почве. Гравитационная вода —временное явление. Длительное присутствие гравитационной воды в почве пробуждает процесс заболачивания.
Химическое соединение кислорода и водорода образует важнейшее, самое распространенное и самое необыкновенное вещество планеты – обычную воду.
В химически чистой воде водорода содержится 11,19% и кислорода 88,81%.
На Земле вода может находиться в 3-х агрегатных состояниях: твердом, жидком, газообразном.
При температуре 100 градусов вода состоит из простых молекул, которые называются гидролями (H2O). Жидкая фаза воды представляет собой смесь гидролей (H2O) двойных молекул – дигидролей (H2O)2 и тройных молекул – тригидролей (H2O)3.
Тригидроли являются преобладающими в воде твердой фазы (лед).
Из одного состояния в другое вода переходит очень быстро и сопровождается поглощением или выделением тепла, хотя на температуру самой воды это не оказывает никакого влияния. Физические и химические свойства воды при этом изменяются скачкообразно [5].
Температура кипения химически чистой воды при нормальном давлении составляет 100 градусов, а замерзает она при 0 градусов. При температуре +4 градуса вода имеет наибольшую плотность и является одним из теплоёмких природных тел.
Теплоёмкость вещества – это количество теплоты, необходимое для нагревания 1 кг вещества на 1 градус.
В летний период водная поверхность поглощает огромное количество тепла, а зимой, охлаждаясь, океан отдает тепло атмосфере.
Этим объясняется охлаждающее и отепляющее влияние океанов и морей на побережья материков.
В районе экватора и тропиков вода нагревается круглый год и с помощью течений и воздушных потоков передает это тепло в умеренные и полярные широты.
Тепло, таким образом, перераспределяется в течение всего года, что имеет очень большое значение для формирования климата.
Вода обладает таким свойством, как теплопроводность, но она очень незначительна. Ещё меньшая теплопроводность у льда и снега, поэтому лед на реках и озерах предохраняет воду от дальнейшего охлаждения, а снег защищает почву от промерзания.
От солености и температуры воды зависит её плотность. При температуре +4 градуса плотность воды максимальная, правда, если она химически чистая.
Выше и ниже этой температуры плотность уменьшается, и вода становится легче.
Для воды характерно очень необычное свойство – при замерзании она способна увеличиваться в объеме.
Если сравнить воду и лед, то объем льда на 10% больше относительно первоначального объема воды. При таянии льда происходит сжатие воды и уменьшение её объема.
Это свойство воды играет большую роль в процессе разрушения горных пород, поскольку лед в трещинах породы разрывает её на мелкие кусочки.
В районах с вечной мерзлотой при оттаивании льда, образуются особые формы рельефа – бугры пучения [7].
Свойством жидкой воды является её подвижность, происходит это под действием силы тяжести, разной плотности, под воздействием ветра, Лунного и Солнечного притяжения.
При перемешивании воды происходит выравнивание температуры, солености, химического состава и др.
Благодаря подвижности воды происходит размывание и перемещение горных пород, в результате чего происходит их отложение.
Вода обладает очень высокой термической устойчивостью, так, например, водяной пар только выше 1000 градусов разлагается на водород и кислород.
Вода среди всех жидкостей, кроме ртути, имеет самое большое поверхностное натяжение, благодаря которому она может подниматься вверх по капиллярам в грунтах, растениях, обеспечивая их питание.
Являясь прекрасным растворителем, вода содержит в себе растворенные вещества и характеризуется соленостью. Соленость воды выражается в промилле (1%0).
Промилле показывает, какое количество соли растворено в 1 литре воды.
Классификация воды по химическому составу:
— по наличию магния и кальция она бывает жесткой и мягкой;
— по числу изотопов водорода выделяют тяжелую, легкую и сверхтяжелую воду;
— по присутствию разных солей вода бывает соленой и пресной, в отдельный вид относят также морскую воду;
— выделяют совершенно очищенную воду — дистиллированную;
— если же в воде увеличено содержание биологически активных микроэлементов и минералов, ее называют минеральной [1].