Voda

Úloha vody v globálním oběhu hmoty a energie [9] , vzniku a udržování života na Zemi, v chemické struktuře živých organismů, při utváření klimatu a počasí je nesmírně důležitá . Voda je nejdůležitější látkou pro všechny živé bytosti na Zemi [10] . V těle rostlin a živočichů je v průměru více než 50 % vody [11] .

Celkem je na Zemi asi 1400 milionů km³ vody. Voda pokrývá 71 % povrchu zeměkoule ( oceány , moře , jezera , řeky , led - 361,13 milionů km² [12] [13] ). Většina zemské vody (97,54 %) patří oceánům – jedná se o slanou vodu, nevhodnou pro zemědělství a pití. Sladká voda se nachází hlavně v ledovcích (1,81 %) a podzemních vodách (asi 0,63 %) a jen malá část (0,009 %) v řekách a jezerech. Kontinentální slané vody tvoří 0,007 %, atmosféra obsahuje 0,001 % veškeré vody na naší planetě [14] [15] . Složení zemského pláště obsahuje 10-12krát více vody než ve Světovém oceánu [16] .

Voda je jednou z mála látek v přírodě, které expandují při přechodu z kapalné fáze do pevné (kromě vody má tuto vlastnost antimon [17] , vizmut , gallium , germanium a některé sloučeniny a směsi).

Historie jména

Slovo pochází z jiné ruštiny. voda , dále - z praslovanského * voda [18] (srov. staroslovanská voda , bulharská voda , srbsko- chorvská voda , slovinská vóda , česká voda , slovanská voda , polsky woda , V.-luzh. , n.- puddle woda ), pak - z praindoevropského * stř -, příbuzná lit. vanduõ , drahokam. unduo , d.h.h.-n. waʒʒar "voda", Goth. watō , angl. voda , řečtina ὕδωρ , ὕδατος , Arm. գետ "řeka", Frig. βέδυ , ostatní ind. udakám , uda -, udán - “voda”, unátti “šplouchání”, “zavlažování”, ṓdman - “potok”, Alb. uj "voda" [19] [20] . Ruská slova „kbelík“, „vydra“ mají stejný kořen.

V rámci ne všeobecně přijímané hypotézy o existenci kdysi pranostratického jazyka lze slovo srovnávat s hypotetickým protouralským * wete (srov. např. Fin. vesi , Est. vesi , Komi va , Hung . víz ), jakož i s údajnými protoaltajskými , protodravidskými a dalšími slovy a rekonstruovány jako * wetV pro mateřský jazyk [21] .

Chemické názvy

Z formálního hlediska má voda několik různých správných chemických názvů:

Oxid vodíku : Binární sloučenina vodíku s atomem kyslíku v oxidačním stavu -2, známá také jako zastaralý název oxid vodíku.
Hydroxid vodíku : sloučenina hydroxylové skupiny OH - a kationtu (H + )
Hydroxykyselina : Vodu lze považovat za kombinaci kationtu H + , který může být nahrazen kovem, a „hydroxylového zbytku“ OH-
Oxid vodíku
Dihydromonoxid

Vlastnosti

Fyzikální vlastnosti

Voda je za normálních podmínek v kapalném stavu, zatímco podobné vodíkové sloučeniny jiných prvků jsou plyny ( H 2 S , CH 4 , HF ). Atomy vodíku jsou připojeny k atomu kyslíku a svírají úhel 104,45° (104°27'). Kvůli velkému rozdílu v elektronegativitě atomů vodíku a kyslíku jsou elektronová mračna silně posunuta směrem ke kyslíku. Z tohoto důvodu má molekula vody velký dipólový moment (p \u003d 1,84 D , druhý po kyselině kyanovodíkové a dimethylsulfoxidu ). Každá molekula vody tvoří až čtyři vodíkové vazby – dvě z nich tvoří atom kyslíku a dva – atomy vodíku [22] . Počet vodíkových vazeb a jejich rozvětvená struktura určuje vysoký bod varu vody a její měrné skupenské teplo vypařování [22] . Pokud by neexistovaly vodíkové vazby , voda by podle místa kyslíku v periodické tabulce a bodů varu hydridů prvků podobných kyslíku ( síra , selen , telur ) vařila při -80 °C a mrzla při -100 °C [23] .

Při přechodu do pevného skupenství se molekuly vody uspořádají, zatímco objemy dutin mezi molekulami se zvětší a celková hustota vody se sníží, což vysvětluje nižší hustotu (větší objem) vody v ledové fázi. Na druhé straně při odpařování jsou všechny vodíkové vazby přerušeny. Přerušení vazeb vyžaduje hodně energie, a proto má voda mezi ostatními kapalinami a pevnými látkami nejvyšší měrnou tepelnou kapacitu . Na ohřátí jednoho litru vody o jeden stupeň je potřeba 4,1868 kJ energie. Díky této vlastnosti se voda často používá jako chladicí kapalina .

Voda má kromě vysokého měrného tepla také vysoké hodnoty měrného tepla tání (333,55 kJ/kg při 0 °C) a vypařování (2250 kJ/kg).

Teplota, °C	Měrná tepelná kapacita vody, kJ/(kg*K)
-60 (led)	1,64
-20 (led)	2.01
-10 (led)	2.22
0 (led)	2.11
0 (čistá voda)	4,218
deset	4,192
dvacet	4,182
40	4,178
60	4,184
80	4,196
100	4,216

Fyzikální vlastnosti různých izotopových modifikací vody při různých teplotách [24] :

Úprava vody	Maximální hustota při teplotě, °C	Trojný bod při teplotě, °С
H20 _ _	3,9834	0,01
D2O _ _	11.2	3,82
T2O _ _	13.4	4.49
H 2 18 O	4.3	0,31

Relativně vysoká viskozita vody je způsobena tím, že vodíkové vazby brání molekulám vody v pohybu různými rychlostmi. .

Voda je dobrým rozpouštědlem pro látky s molekulami, které mají elektrický dipólový moment . Během rozpouštění je molekula rozpuštěné látky obklopena molekulami vody a kladně nabité oblasti molekuly rozpuštěné látky přitahují atomy kyslíku a záporně nabité oblasti přitahují atomy vodíku. Protože molekula vody je malá, může každou molekulu rozpuštěné látky obklopit mnoho molekul vody.

Tato vlastnost vody je důležitá pro živé bytosti. V živé buňce a v mezibuněčném prostoru dochází k interakci roztoků různých látek ve vodě [25] . Voda je nezbytná pro život všech živých bytostí na Zemi bez výjimky.

Voda má záporný povrchový elektrický potenciál [ specifikovat ] .

Čistá voda je dobrý izolant . Voda je za normálních podmínek slabě disociována na ionty a koncentrace protonů (přesněji hydroniových iontů H 3 O + ) a hydroxidových iontů OH - je 10 -7 mol/l. Ale protože voda je dobré rozpouštědlo, jsou v ní téměř vždy rozpuštěny určité látky, například soli, to znamená, že v roztoku jsou přítomny další kladné a záporné ionty. Proto je obyčejná voda dobrým vodičem elektřiny. Elektrická vodivost vody může být použita k určení její čistoty.

Voda má v optickém rozsahu index lomu n=1,33. Voda díky velkému dipólovému momentu molekul pohlcuje i mikrovlnné záření, což je důvodem pro ohřev potravin v mikrovlnné troubě .

Souhrnné stavy

Podle státu rozlišují:

"pevný" - led
"kapalina" - voda
„plynný“ – vodní pára

Při normálním atmosférickém tlaku (760 mmHg , 101325 Pa ) voda tuhne při 0 °C a vře (přeměňuje se ve vodní páru) při 100 °C (hodnoty 0 °C a 100 °C byly zvoleny jako odpovídající teplotám tající led a vroucí voda při vytváření Celsiovy teplotní stupnice ). Jak tlak klesá, teplota tání (tání) ledu pomalu stoupá, zatímco bod varu vody klesá. Při tlaku 611,73 Pa (asi 0,006 atm ) se body varu a tání shodují a stanou se rovnými 0,01 °C. Tento tlak a teplota se nazývá trojný bod vody. Při nižším tlaku nemůže být voda v kapalném stavu a led se mění přímo na páru. Teplota sublimace (sublimace) ledu klesá s klesajícím tlakem. Při vysokém tlaku dochází k modifikacím ledu s teplotami tání nad pokojovou teplotou.

Se zvyšujícím se tlakem se zvyšuje bod varu vody [26] :

Tlak, atm.	Bod varu ( Tbp ), °C
0,987 (10 5 Pa - normální podmínky)	99,63
jeden	100
2	120
6	158
218,5	374,1

Se zvyšujícím se tlakem se také zvyšuje hustota nasycené vodní páry při bodu varu, zatímco hustota kapalné vody klesá. Při teplotě 374 °C (647 K ) a tlaku 22,064 MPa (218 atm ) voda prochází kritickým bodem . V tomto bodě je hustota a další vlastnosti kapalné a plynné vody stejné. Při vyšším tlaku a/nebo teplotě mizí rozdíl mezi kapalnou vodou a vodní párou. Tento stav agregace se nazývá „ nadkritická tekutina “.

Voda může být v metastabilních stavech - přesycená pára , přehřátá kapalina , přechlazená kapalina . Tyto stavy mohou existovat dlouhou dobu, ale jsou nestabilní a při kontaktu se stabilnější fází dochází k přechodu. Například podchlazenou kapalinu získáte ochlazením čisté vody v čisté nádobě pod 0 °C, ale když se objeví krystalizační centrum, kapalná voda se rychle změní na led.

Voda také může existovat ve formě dvou různých kapalin („druhá voda“ se vyskytuje při teplotě asi -70 ° C a tlaku tisíců atmosfér), které se za určitých podmínek ani vzájemně nemísí; hypotéza, že voda může existovat ve dvou různých kapalných skupenstvích, byla navržena zhruba před 30 lety na základě výsledků počítačové simulace a experimentálně ověřena až v roce 2020 [27]

Měrné teplo Izobarická tepelná kapacita vody za normálního atmosférického tlaku [28]

t, °С	0	deset	patnáct	dvacet	25	třicet	35	40	45	padesáti	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100
Cp, J/(kg deg)	4217	4191	4187	4183	4179	4174	4174	4174	4177	4181	4182	4182	4185	4187	4191	4195	4202	4208	4214	4220

Tyto údaje lze aproximovat rovnicí

$C_{p}\left(t\right)=4219,7+0,009356\cdot t^{2}-9,2788\cdot {\sqrt {t))\ \ \left\{0\leq t\leq 100^ {o}C\vpravo\}$ [29]

Dielektrická konstanta vody

Statická (pro konstantní elektrostatické pole ) dielektrická permitivita vody při různých absolutních teplotách při tlaku 1 bar v teplotním rozsahu −13…100 °C je vyjádřena empirickým vzorcem [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.

Výsledky výpočtů pomocí tohoto vzorce [32] :

T, K	260	273	283	293	298	303	313	323	333	343	353	363	373
$t^{\circ }C$	-13	0	deset	dvacet	25	třicet	40	padesáti	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

Optické vlastnosti

Jsou hodnoceny podle průhlednosti vody, která zase závisí na vlnové délce záření procházejícího vodou. Vlivem absorpce oranžové a červené složky světla získává voda namodralou barvu. Voda je průhledná pouze pro viditelné světlo a silně absorbuje infračervené záření , takže na infračervených fotografiích vodní hladina vždy zčerná. Ultrafialové paprsky snadno procházejí vodou, takže rostlinné organismy se mohou vyvíjet ve vodním sloupci a na dně nádrží pronikají infračervené paprsky pouze do povrchové vrstvy. Voda odráží 5 % slunečních paprsků, zatímco sníh asi 85 %. Pod oceánský led pronikají pouze 2 % slunečního záření.

Izotopové modifikace

Kyslík i vodík mají přirozené a umělé izotopy. V závislosti na typu izotopů vodíku obsažených v molekule se rozlišují následující typy vody:

lehká voda (hlavní složka vody známá lidem) $H_{2}O$
těžká voda (deuterium) $D_{2}O$
supertěžká voda (tritium) $T_{2}O$
tritium-deuteriová voda $TDO$
tritium-protiiová voda $THO$
deuterium-protium voda $DHO$

Poslední tři typy jsou možné, protože molekula vody obsahuje dva atomy vodíku. Protium je nejlehčí izotop vodíku, deuterium má atomovou hmotnost 2,0141017778 amu. m., tritium - nejtěžší, atomová hmotnost 3,0160492777 a.u. m. Voda z vodovodu těžké kyslíkové vody (H 2 O 17 a H 2 O 18 ) obsahuje více než voda D 2 O 16 : jejich obsah je 1,8 kg a 0,15 kg na tunu [23] .

I když je těžká voda často považována za mrtvou vodu, jelikož v ní živé organismy nemohou žít, některé mikroorganismy v ní mohou být zvyklé existovat [23] .

Podle stabilních izotopů kyslíku 16 O, 17 O a 18 O existují tři typy molekul vody. Podle izotopového složení tedy existuje 18 různých molekul vody. Ve skutečnosti každá voda obsahuje všechny druhy molekul.

Chemické vlastnosti

Voda je nejběžnějším rozpouštědlem na planetě Zemi , což do značné míry určuje povahu pozemské chemie jako vědy. Většina chemie při svém vzniku jako věda začala právě jako chemie vodných roztoků látek.

Voda je někdy považována za amfolyt – kyselinu i zásadu zároveň ( kationt H + anion OH − ). V nepřítomnosti cizorodých látek ve vodě je koncentrace hydroxidových iontů a vodíkových iontů (nebo hydroniových iontů ) stejná, pK a = p(1,8⋅10 −16 ) ≈ 15,74. Voda je chemicky aktivní látka. Silně polární molekuly vody solvatují ionty a molekuly, tvoří hydráty a krystalické hydráty . Solvolýza, a zejména hydrolýza , se vyskytuje u živých a neživých věcí a je široce používána v chemickém průmyslu .

Vodu lze získat:

Během reakcí

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

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

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

Během neutralizačních reakcí

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

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

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

Redukce oxidů kovů vodíkem -

{\mathsf {CuO+H_{2}\rightarrow Cu+H_{2}O}}

Vlivem velmi vysokých teplot nebo elektrického proudu (během elektrolýzy ) [33] , jakož i vlivem ionizujícího záření , jak stanovil Friedrich Gisel v roce 1902 [34 ] při studiu vodného roztoku bromidu radia [35 ] , voda se rozkládá na molekulární kyslík a molekulární vodík :

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

Voda reaguje při pokojové teplotě:

s aktivními kovy ( sodík , draslík , vápník , baryum atd.)

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

s fluorem a interhalogenovými sloučeninami

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

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

(při nízkých teplotách)

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

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

se solemi tvořenými slabými kyselinami a slabými zásadami, které způsobují jejich úplnou hydrolýzu

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

s anhydridy a halogenidy karboxylových a anorganických kyselin
s aktivními organokovovými sloučeninami (diethylzinek, Grignardova činidla, methylsodík atd.)
s karbidy , nitridy , fosfidy , silicidy , hydridy aktivních kovů (vápník, sodík, lithium atd.)
s mnoha solemi, tvořící hydráty
s borany, silany
s keteny, suboxidem uhlíku
s fluoridy vzácných plynů

Voda při zahřátí reaguje:

se železem , hořčíkem

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

s uhlím, metanem

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

s některými alkylhalogenidy

Voda reaguje v přítomnosti katalyzátoru :

s amidy, estery karboxylových kyselin
s acetylenem a jinými alkyny
s alkeny
s nitrily

Vlnová funkce základního stavu vody

Ve valenční aproximaci je elektronová konfigurace molekuly v základním stavu: Molekula má uzavřený obal, nejsou zde žádné nepárové elektrony. Čtyři molekulové orbitaly (MO) jsou obsazeny elektrony - dva elektrony v každém MO , jeden se spinem , druhý se spinem nebo 8 spinových orbitalů . Vlnová funkce molekuly, reprezentovaná jediným Slaterovým determinantem Ф, má tvar ${\ce {H2O))$ $(1a_{1})^{1}(1b_{2})^{2}(1b_{1})^{2}(2b_{2})^{0}(3a_{1})^ {0}.$ ${\displaystyle \phi _{i))$ $\alpha$ $\beta$ $\psi$ $\psi$

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

Symetrie této vlnové funkce je určena přímým součinem IR, přes který jsou transformovány všechny obsazené spin-orbitaly.

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

Vezmeme-li v úvahu, že přímý součin nedegenerovaného IR se sebou samým je zcela symetrický IR a přímý součin jakékoli nedegenerované reprezentace Γ zcela symetrickým je Γ, dostaneme: $\underbrace {\underbrace {a_{1}\otimes a_{1}\otimes } _{A_{1}}\underbrace {b_{2}\otimes b_{2}} _{A_{1}} \otimes \underbrace {a_{1}\otimes a_{1}} _{A_{1}}\otimes \underbrace {b_{1}\otimes b_{1}} _{A_{1}}} _{A_ {jeden}}$

Druh

Voda na Zemi může existovat ve třech hlavních stavech:

pevný
kapalina
plynný

Voda může nabývat různých forem, které mohou současně koexistovat a vzájemně se ovlivňovat:

vodní pára a mraky na obloze ;
mořská voda a ledovce ;
ledovce a řeky na povrchu země;
vodonosné vrstvy v zemi.

Voda je schopna rozpouštět mnoho organických a anorganických látek. Kvůli důležitosti vody jako zdroje života je často klasifikována do typů podle různých principů.

Druhy vody podle původu, složení nebo použití:

podle obsahu kationtů vápníku a hořčíku

izotopy vodíku v molekule

lehká voda (téměř stejná jako běžná voda)
těžká voda (deuterium)
supertěžká voda (tritium)

jiné typy

čerstvou vodu
dešťová voda
mořská voda
Podzemní voda
minerální voda
brakická voda
pitná voda a voda z vodovodu
destilovaná voda a deionizovaná voda
odpadní voda
dešťové nebo povrchové vody
apyrogenní voda
polyvoda
strukturovaná voda – termín používaný v neakademických teoriích
roztavená voda
mrtvá voda a živá voda - druhy vody s pohádkovými vlastnostmi

Voda, která je součástí jiné látky a je s ní spojena fyzikálními vazbami, se nazývá vlhkost . V závislosti na typu připojení existují:

sorpce, kapilární a osmotická vlhkost v pevných látkách,
rozpuštěná a emulzní vlhkost v kapalinách,
vodní pára nebo mlha v plynech .

Látka obsahující vlhkost se nazývá mokrá látka . Vlhká látka, která již není schopna absorbovat (absorbovat) vlhkost, je látka nasycená vlhkostí .

Látka, jejíž obsah vlhkosti je pro danou konkrétní aplikaci zanedbatelný, se nazývá sušina . Hypotetická látka, která vůbec neobsahuje vlhkost, je absolutně suchá látka . Sušina tvořící základ této mokré hmoty se nazývá suchá část mokré hmoty .

Směs plynu s vodní párou se nazývá mokrý plyn ( směs páry a plynu je zastaralý název) [36] .

V přírodě

V atmosféře naší planety je voda ve formě malých kapiček, v mracích a mlze a také ve formě páry . Při kondenzaci je odstraňován z atmosféry ve formě srážek ( déšť , sníh , kroupy , rosa ). Souhrnně se kapalný vodní obal Země nazývá hydrosféra a pevný obal se nazývá kryosféra . Voda je nejdůležitější látkou ze všech živých organismů na Zemi. Ke vzniku života na Zemi došlo pravděpodobně ve vodním prostředí.

Oceány obsahují více než 97,54 % zemské vody, ledovce – 1,81 %, podzemní voda – asi 0,63 %, řeky a jezera – 0,009 %, kontinentální slaná voda – 0,007 %, atmosféra – 0,001 % [13] .

Atmosférické srážky

Voda mimo Zemi

Voda je ve vesmíru extrémně běžná látka , ale kvůli vysokému tlaku uvnitř kapaliny nemůže voda ve vakuu vesmíru existovat v kapalném stavu, proto je přítomna pouze ve formě páry nebo ledu.

Jednou z nejdůležitějších otázek souvisejících s lidským průzkumem vesmíru a možností vzniku života na jiných planetách je otázka přítomnosti vody mimo Zemi v dostatečně velké koncentraci. Je známo, že některé komety jsou z více než 50 % tvořeny vodním ledem. Neměli bychom však zapomínat, že ne každé vodní prostředí je vhodné pro život.

V důsledku bombardování měsíčního kráteru , které 9. října 2009 provedla NASA pomocí kosmické lodi LCROSS , byly poprvé získány spolehlivé důkazy o přítomnosti velkých objemů vodního ledu na družici Země [38] .

Voda je ve sluneční soustavě široce distribuována . Přítomnost vody (hlavně ve formě ledu) byla potvrzena na mnoha měsících Jupitera a Saturnu: Enceladus [39] [40] , Tethys , Europa , Ganymede atd. Voda je přítomna ve všech kometách a mnoha asteroidech. Vědci předpokládají, že mnoho transneptunských objektů obsahuje vodu.

Voda ve formě par je obsažena v atmosféře Slunce (stopy) [41] , atmosférách Merkuru (3,4 %, také velké množství vody bylo nalezeno v exosféře Merkuru) [42] , Venuše (0,002 % ) [43] , Měsíc [44] , Mars (0,03 %) [45] , Jupiter (0,0004 %) [46] , Europa [47] , Saturn , Uran (stopy) [48] a Neptun [49] (nalez. v nižších vrstvách atmosféry).

Obsah vodní páry v zemské atmosféře v blízkosti povrchu se pohybuje od 3–4 % v tropech po 2· 10–5 % v Antarktidě [50] .

Kromě toho byla voda nalezena na exoplanetách jako HD 189733 A b [51] , HD 209458 b [52] a GJ 1214 b [53] .

Předpokládá se, že kapalná voda existuje pod povrchem některých měsíců planety - s největší pravděpodobností na Jupiterově měsíci Europa .

Biologická role

Voda hraje jedinečnou roli jako látka , která určuje možnost existence a samotného života všech tvorů na Zemi . Působí jako univerzální rozpouštědlo , ve kterém probíhají hlavní biochemické procesy živých organismů . Jedinečnost vody spočívá v tom, že velmi dobře rozpouští organické i anorganické látky, poskytuje vysokou rychlost chemických reakcí a zároveň dostatečnou komplexnost výsledných komplexních sloučenin.

Voda zůstává díky vodíkové vazbě kapalná v širokém rozmezí teplot, a to právě v tom, který je v současnosti na planetě Zemi hojně zastoupen.

Protože má led nižší hustotu než kapalná voda, voda ve vodních útvarech mrzne spíše shora než zespodu. Výsledná vrstva ledu zabraňuje dalšímu zamrzání nádrže, což umožňuje jejím obyvatelům přežít. Existuje další úhel pohledu: pokud by se voda při zmrazování nerozpínala, pak by se buněčné struktury nezhroutily, respektive zmrazení by nezpůsobilo poškození živých organismů. Někteří tvorové ( čolci ) tolerují zmrazování / rozmrazování - předpokládá se, že tomu napomáhá speciální složení buněčné plazmy, která se při zmrazení neroztahuje.

Aplikace

V zemědělství

Pěstování dostatečného množství plodin v otevřených suchých oblastech vyžaduje značné množství vody pro zavlažování .

Na pití a vaření

Živé lidské tělo obsahuje mezi 50 % a 75 % vody [54] , v závislosti na hmotnosti a věku. Ztráta více než 10 % vody lidským tělem může vést ke smrti. V závislosti na teplotě a vlhkosti prostředí, fyzické aktivitě atd. člověk potřebuje pít různé množství vody. Hodně se diskutuje o tom, kolik vody musíte spotřebovat pro optimální fungování těla.

Pitná voda je voda z jakéhokoli zdroje, očištěná od mikroorganismů a škodlivých nečistot. Vhodnost vody k pití, když je dezinfikována před dodáním do vodovodního systému, se odhaduje podle počtu E. coli na litr vody, protože E. coli jsou běžné a poměrně odolné vůči antibakteriálním činidlům, a pokud je jich málo E. coli, pak bude několik dalších mikrobů . Pokud na litr nejsou více než 3 E. coli, je voda považována za pitnou [55] [56] .

Ve sportu

Mnoho sportů se provozuje na vodních plochách, na ledu, na sněhu a dokonce i pod vodou. Jedná se o potápění , hokej , lodní sporty, biatlon , short track atd.

Pro mazání

Voda se používá jako mazivo pro mazání ložisek ze dřeva, plastů, textolitu, ložisek s pryžovou výstelkou apod. Voda se používá i v emulzních mazivech [57] .

Výzkum

Původ vody na planetě

Původ vody na Zemi je předmětem vědeckých debat. Někteří vědci[ kdo? ] věří, že vodu přinesly asteroidy nebo komety v rané fázi formování Země, asi před čtyřmi miliardami let, kdy se planeta již zformovala ve formě koule. V roce 2010 bylo zjištěno, že voda se v zemském plášti objevila nejpozději před 2,7 miliardami let [58] .

Hydrologie

Hydrologie je věda , která studuje přírodní vody, jejich interakci s atmosférou a litosférou , stejně jako jevy a procesy, které se v nich vyskytují (vypařování, zamrzání atd.).

Předmětem studia hydrologie jsou všechny typy vod hydrosféry v oceánech , mořích , řekách , jezerech , nádržích , bažinách , půdě a podzemních vodách .

Hydrologie zkoumá koloběh vody v přírodě , vliv lidské činnosti na něj a hospodaření s režimem vodních ploch a vodním režimem jednotlivých území; provádí rozbor hydrologických prvků pro jednotlivá území a Zemi jako celek; podává hodnocení a prognózu stavu a racionálního využívání vodních zdrojů; využívá metody používané v geografii , fyzice a dalších vědách. Data mořské hydrologie jsou používána v navigaci a válčení povrchovými loděmi a ponorkami .

Hydrologie se dělí na oceánologii , hydrologii země a hydrogeologii .

Oceánologie se dělí na biologii oceánu , chemii oceánu , geologii oceánu , fyzickou oceánologii a interakce oceán-atmosféra.

Pozemní hydrologie je rozdělena do říční hydrologie ( říční hydrologie, potamologie ), vědy o jezerech (limnologie) , vědy o bažinách a glaciologie .

Hydrogeologie

Hydrogeologie (z jiného řeckého ὕδωρ „obsah vody“ + geologie) je věda, která studuje původ, podmínky výskytu, složení a vzorce pohybu podzemní vody. Studuje se také interakce podzemní vody s horninami, povrchovou vodou a atmosférou.

Rozsah této vědy zahrnuje takové otázky, jako je dynamika podzemních vod, hydrogeochemie, vyhledávání a průzkum podzemních vod, stejně jako rekultivace a regionální hydrogeologie. Hydrogeologie úzce souvisí s hydrologií a geologií, včetně inženýrské geologie, meteorologie, geochemie, geofyziky a dalších věd o Zemi. Opírá se o data matematiky, fyziky, chemie a hojně využívá jejich výzkumných metod.

Hydrogeologická data jsou využívána zejména k řešení problematiky zásobování vodou, rekultivací a využívání ložisek.

Viz také

Poznámky

↑ anglicky. Mezinárodní unie čisté a aplikované chemie. Názvosloví anorganické chemie. IUPAC RECOMMENDATIONS 2005. RSC Publishing, 2005. - str. 306.
↑ Riddick, John (1970). Fyzikální vlastnosti organických rozpouštědel a způsoby čištění. Techniky chemie. Wiley Interscience. ISBN 0471927260 .
↑ Atmospheric Thermodynamics: Elementary Physics and Chemistry - Cambridge University Press , 2009. - S. 64. - ISBN 9780521899635
↑ PubChem _
↑ 1 2 Malenkov G. G. Voda // Fyzikální encyklopedie . - M .: Sovětská encyklopedie , 1988. - T. I. Aaronova - Bohmův efekt - Dlouhé čáry . - S. 294-297 .
↑ Petruševskij F.F. , Gershun A.L. Led, ve fyzice // Encyklopedický slovník - Petrohrad. : Brockhaus - Efron , 1896. - T. XVII. - S. 471-473.
↑ Henniker, JC The Depth of the Surface Zone of a Liquid // Recenze moderní fyziky : časopis . - Recenze moderní fyziky, 1949. - Sv. 21 , č. 2 . - str. 322-341 . - doi : 10.1103/RevModPhys.21.322 .
↑ Pollack, Gerald. věda o vodě . University of Washington, Pollack Laboratory. - „Voda má tři fáze – plynnou, kapalnou a pevnou; ale nedávná zjištění z naší laboratoře naznačují přítomnost překvapivě rozsáhlé čtvrté fáze, která se vyskytuje na rozhraních." Získáno 5. února 2011. Archivováno z originálu 15. února 2013. (neurčitý)
↑ Krivolutsky A.E. Modrá planeta. Země mezi planetami. geografický aspekt. - M .: Myšlenka, 1985. - S. 212.
↑ Organizace spojených národů . Un.org (22. března 2005). Získáno 25. července 2010. Archivováno z originálu 15. února 2013. (neurčitý)
↑ Věda a technika. knihy. Hádanky obyčejné vody. . Získáno 27. srpna 2008. Archivováno z originálu dne 22. ledna 2009. (neurčitý)
↑ CIA- The world fact book (downlink) . Ústřední zpravodajská služba . Datum přístupu: 20. prosince 2008. Archivováno z originálu 5. ledna 2010. (neurčitý)
↑ 1 2 Námořní věda: Ilustrovaný průvodce vědou
↑ Gleick, P. H. Voda v krizi: Průvodce světovými sladkovodními zdroji . — Oxford University Press , 1993. Archivováno 5. března 2016 na Wayback Machine
↑ Vodní pára v klimatickém systému . Americká geofyzikální unie . Získáno 13. února 2013. Archivováno z originálu 15. února 2013.
↑ Složení a povaha zemského pláště . Získáno 6. dubna 2011. Archivováno z originálu dne 2. listopadu 2011. (neurčitý)
↑ Antimon // Encyklopedický slovník mladého chemika. 2. vyd. / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogika , 1990. - S. 235 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
↑ Derksen, Rick. Etymologický slovník slovanského zděděného lexikonu
↑ M. Vasmer. Etymologický slovník ruského jazyka. Voda
↑ Online etymologický slovník. voda . Získáno 9. listopadu 2019. Archivováno z originálu dne 9. července 2019. (neurčitý)
↑ "Nostratická etymologie" (databáze) . Získáno 8. září 2020. Archivováno z originálu 18. ledna 2021. (neurčitý)
↑ 1 2 Larionov A.K. Zábavná hydrogeologie. - Moskva: Nedra , 1979. - S. 5-12. — 157 str.
↑ 1 2 3 Petrjanov I.V. Nejneobvyklejší látka // Chemie a život . - 1965. - č. 3 . - S. 2-14 .
↑ Fyzika ledu (strana 15)
↑ Konvertory molekulární energie v živé buňce (Tikhonov A.N., 1997) . Získáno 24. listopadu 2007. Archivováno z originálu 23. ledna 2009. (neurčitý)
↑ Voskresensky P.I. Technika laboratorní práce. 9. vyd. - L .: " Chemie ", 1970. - S. 696-697
↑ Neuvěřitelné: voda má dvě kapalná skupenství Archivováno 27. listopadu 2020 na Wayback Machine // Vesti.ru , 21. listopadu 2020
↑ Thermalinfo enAuthor11 11 2016 v 15:06. Měrná tepelná kapacita vody: tabulky při různých teplotách a tlacích . Thermalinfo.ru . Získáno 30. května 2022. Archivováno z originálu dne 23. listopadu 2021. (Ruština)
↑ Tepelná kapacita vodního desmos . Desmos . Staženo: 30. května 2022. (Ruština)
↑ Graf tepelné kapacity online . Desmos . Získáno 3. června 2022. Archivováno z originálu dne 6. června 2022. (Ruština)
↑ Aproximace permitivity . Získáno 16. listopadu 2021. Archivováno z originálu dne 16. listopadu 2021. (neurčitý)
↑ podívejte se na stranu 1162 . Získáno 16. listopadu 2021. Archivováno z originálu dne 16. listopadu 2021. (neurčitý)
↑ Khodakov Yu . _ _ - 18. vyd. - M . : Vzdělávání , 1987. - S. 15 -18. — 240 s. — 1 630 000 výtisků.
↑ Radiační chemie // Encyklopedický slovník mladého chemika. 2. vyd. / Comp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pedagogika , 1990. - S. 200 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
↑ Le Caër S. Radiolysis Water: Influence of Oxide Surfaces on H 2 production under Ionizing Radiation // Water : journal. - 2011. - Sv. 3 . — S. 236 .
↑ rmg, 2015 , str. 2.
↑ Překlad se zde blíží prvnímu: Země lidí (přeložil Horace Velle). VII. V srdci pouště // Antoine de Saint-Exupery. Země lidí / Per. od fr. vyd. E. Zonina. - M . : Státní nakladatelství beletrie , 1957. - S. 181. - (Zahraniční román XX. století). - 165 000 výtisků.
↑ Voda na Měsíci: Ale kde? . Získáno 8. září 2020. Archivováno z originálu dne 20. září 2020. (neurčitý)
↑ Jane Platt, Brian Bell. NASA Space Assets detekuje oceán uvnitř Saturn Moon . NASA (3. dubna 2014). Získáno 3. dubna 2014. Archivováno z originálu 3. dubna 2014. (neurčitý)
↑ Iess, L.; Stevenson, DJ; Parisi, M.; Hemingway, D.; Jacobson, R. A.; Lunin, JI; Nimmo, F.; Armstrong, Jw; Asmar, SW; Ducci, M.; Tortora, P. The Gravity Field and Interior Structure of Enceladus (anglicky) // Science : journal. - 2014. - 4. dubna ( sv. 344 ). - S. 78-80 . - doi : 10.1126/science.1250551 .
↑ Solanki, SK; Livingston, W.; Ayres, T. Nové světlo v srdci temnoty sluneční chromosféry (anglicky) // Science : journal. - 1994. - Sv. 263 , č.p. 5143 . - str. 64-66 . - doi : 10.1126/science.263.5143.64 . - . — PMID 17748350 .
↑ MESSENGER Vědci „udiveni“ našli vodu v řídké atmosféře Merkuru . Planetární společnost (3. července 2008). Získáno 5. července 2008. Archivováno z originálu 17. ledna 2010. (neurčitý)
↑ Bertaux, Jean-Loup; Vandaele, Ann-Carine; Korablev, Oleg; Willard, E.; Fedorová, A.; Fussen, D.; Quemerais, E.; Beljajev, D.; Mahieux, A. Teplá vrstva v kryosféře Venuše a vysokohorská měření HF, HCl, H 2 O a HDO // Nature : journal. - 2007. - Sv. 450 , č. 7170 . - S. 646-649 . - doi : 10.1038/nature05974 . — . — PMID 18046397 .
↑ Sridharan, R.; SM Ahmed, Tirtha Pratim Dasa, P. Sreelathaa, P. Pradeepkumara, Neha Naika a Gogulapati Supriya. „Přímý“ důkaz vody ve sluncem zalitém měsíčním prostředí z CHACE na MIP of Chandrayaan I // Planetary and Space Science : journal . - 2010. - Sv. 58 , č. 6 . — S. 947 . - doi : 10.1016/j.pss.2010.02.013 . - .
↑ Donald Rapp. Využití mimozemských zdrojů pro lidské vesmírné mise na Měsíc nebo Mars . — Springer, 28. listopadu 2012. — S. 78–. - ISBN 978-3-642-32762-9 . Archivováno 15. července 2016 na Wayback Machine
↑ Atreya, Sushil K.; Wong, Ah-San. Spojená oblaka a chemie obřích planet – případ pro více sond // Space Science Reviews : journal . - Springer , 2005. - Sv. 116 . - str. 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 vidí důkazy vodní páry na Měsíci Jupiteru (nedostupný odkaz) . NASA (12. prosince 2013). Datum přístupu: 12. prosince 2013. Archivováno z originálu 15. prosince 2013. (neurčitý)
↑ Encrenaz, 2003 , str. 92.
↑ Hubbard, WB Neptun's Deep Chemistry // Science . - 1997. - Sv. 275 , č.p. 5304 . - S. 1279-1280 . - doi : 10.1126/science.275.5304.1279 . — PMID 9064785 .
↑ Země (planeta) - článek z Velké sovětské encyklopedie .
↑ Voda nalezena na vzdálené planetě Archivováno 24. srpna 2013 na Wayback Machine 12. července 2007 Laura Blue, Time
↑ Voda nalezená v atmosféře extrasolární planety . Získáno 12. dubna 2014. Archivováno z originálu 8. března 2014. (neurčitý)
↑ Atmosféra exoplanety GJ 1214b je naplněna vodou . Compulenta (24. února 2012). "Nová pozorování tranzitů GJ 1214 b, 40 světelných let daleko od Země, ukázala, že voda by měla tvořit alespoň polovinu celkové hmotnosti atmosféry této "super-Země"." Získáno 21. července 2013. Archivováno z originálu 29. srpna 2013. (neurčitý)
↑ Watson, P. E. a kol. (1980) Celkové objemy tělesné vody pro dospělé muže a ženy odhadnuté z jednoduchých antropometrických měření, The American Journal for Clinical Nutrition, Vol. 33, č. 1, str. 27-39.
↑ Morgunova G.S. Voda, kterou pijeme // Chemie a život . - 1965. - č. 3 . - S. 15-17 .
↑ Znečištění vody Sharma BK . - 1994. - S. 408-409. Archivováno 10. července 2014 na Wayback Machine
↑ Voskresensky V. A., Dyakov V. I. Kapitola 2. Maziva a jejich fyzikální a chemické vlastnosti // Výpočet a návrh kluzných ložisek (kapalinové mazání): Příručka. - M . : Mashinostroenie , 1980. - S. 15. - (Knihovna konstruktéra). - ISBN BBK 34.42, MDT 621.81.001.2 (031).
↑ Vědci: Voda se objevila v zemském plášti před 2,7 miliardami let . TASS . Získáno 26. 4. 2016. Archivováno z originálu 4. 5. 2016. (Ruština)

Literatura

Jakovlev V.A. Voda // Encyklopedický slovník Brockhause a Efrona : v 86 svazcích (82 svazcích a 4 dodatečné). - Petrohrad. , 1890-1907.
Losev K. S. Voda . - L .: Gidrometeoizdat , 1989. - 272 s. - 113 000 výtisků. - ISBN 5-286-00161-0 .
Hydrobionti při samočištění vod a biogenní migraci prvků. — M.: MAKS-Press. 2008. - 200 s. - ISBN 978-5-317-02625-7 .
K některým otázkám udržení kvality vody a jejího samočištění // Vodní zdroje . - 2005. - T. 32. - č. 3. - S. 337-347.
Andreev VG Vliv protonové výměnné interakce na strukturu molekuly vody a sílu vodíkové vazby // Sborník z V. mezinárodní konference "Aktuální problémy vědy v Rusku". - 2008. - T. 3. - S. 58-62.
Arabadzhi V. I. Záhady obyčejné vody: ve světě vody a ledu . - M . : Poznání , 1973. - 96 s.
Kulsky L. A. , Dal V. V., Lenchina L. G. Voda je známá a tajemná . - Kyjev: Radianska škola, 1982. - 120 s.
Mělník A. G. Voda v křesťanských posvátných praktikách starověkého Ruska na konci 10.-17. století // Svatá voda v hierotopii a ikonografii křesťanského světa / ed.-comp. DOPOLEDNE. Vede. — M. : LLC "Feoriya", 2017. — S. 496-520 . — ISBN 978-5-91796-061-6 .
Doporučení pro mezistátní standardizaci RMG 75-2014. Státní systém pro zajištění jednotnosti měření. Měření vlhkosti látek. Termíny a definice . - M. : Standartinform, 2015. - iv + 16 s.
Encrenaz, Therese. ISO pozorování obřích planet a Titanu: co jsme se naučili? (anglicky) // Planetary and Space Science : journal. - 2003. - únor ( roč. 51 , č. 2 ). - S. 89-103 . - doi : 10.1016/S0032-0633(02)00145-9 . - .

Odkazy

Binární sloučeniny vodíku

Hydridy alkalických kovů

Hydridy kovů alkalických zemin

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

Hydridy podskupiny boru

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

Hydridy uhlíkové podskupiny

C	Alkany CH 4 C2H6 _ _ _ C32H8 _ _ _ C4H10 _ _ _ C5H12 _ _ _ C6H14 _ _ _ alkeny C2H4 _ _ _ C3H6 _ _ _ alkyny C2H2 _ _ _ C3H4 _ _ _ C4H6 _ _ _
Si	Silany SiH4 _ Si2H6 _ _ _ Si3H8 _ _ _ Silenes Si2H4 _ _ _
Ge	GeH 4 Ge 2 H 6
sn	S&H 4
Pb	PbH4 _

Pniktogenní vodíky

N	Azans NH3 _ N2H4 _ _ _ Azene N2H2 _ _ _ N3H3 _ _ _ N4H4 _ _ _
P	PH 3
Tak jako	popel 3
Sb	SbH 3
Bi	Bosna a Hercegovina 3

Chalkogenní vodíky

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

Halogenidy vodíku

Hydridy přechodných kovů

viz také:

anorganické kyseliny
uhlovodíky

Tematické stránky

Slovníky a encyklopedie

V bibliografických katalozích
BNF : 11931913j GND : 4064689-0 J9U : 987007551108905171 LCCN : sh85145447 NDL : 00567741 NKC : ph116596