Вода є ідеальним середовищем для таких процесів, як транспорт поживних речовин у клітини і вимивання мінералів з гірських порід, внаслідок чого сформувалося багато із знайомих нам деталей ландшафту Землі. Вода необхідна для життя, оскільки вона створює всередині клітини таке середовище, яке сприяє міграції інших молекул. Вода може переносити молекули у клітини і забезпечувати їх рухомість всередині і транспортувати молекули з клітин до їх оточення. Вода може переносити необхідін для функціонування живих організмів речовини, наприклад, глюкозу. Більш цього, це відбувається при температурах живого організму, оскільки за даних умов вона є рідиною. На щастя, вона не розчиняє кальцій фосфат-, речовину, яка входить до складу кісток людини; тому скелет людини не розчиняється у рідинах свого ж організму і ми достатньо твердо тримаємося на ногах. Колір чистої води (на білому фоні шар товщиною 2м здається світло-блакитним) також обумовлений водневими зв’язками. Коли одна з молекул починає коливатися, починають коливатися і сусідні з нею молекули води, зв’язані водневими зв’язками. Такий самий світло-блакитний колір можна спостерігати і у товстому шарі криги.

Крім того, вода знаходиться у надрах Землі, насичує грунт і різні гірські породи, входить до складу багатьох мінералів, в особливості глини. Вона міститься в усіх живих організмах. Нормальний вміст води в тілі людини – 65% (кров містить 83% води, серце і мозок – 80%). При втраті 10-12% вологи людині загрожує загибель. Кожного дня людина споживає ? 2,5 л. води, що за 70 років складає ? 65 тонн. У великих містах на кожну людину приходиться по 300 л. води на добу. Воду використовують у різних галузях промисловості (для виплавки 1 т. сталі необхідно 25 т. води, для очищення 1 т. нафти треба витратити 18т. води) і сільського господарства.

Для знезаражування води застосовують гази – хлор і озон. У деяких випадках використовують хіміко-біологічний захист. Відстійники заселяють хлорелою – це одноклітинна водорість, що швидко розмножується і поглинає з води вуглекислий газ і деякі шкідливі речовини. Внаслідок цього вода очищується, а хлорену використовують для годівлі худоби. 25000 років тому давні перси користувалися срібним посудом для зберігання води під час військових походів (срібло вбиває мікроби).

Хімічні властивості води

Молекули води дуже стійкі проти нагрівання. Однак при температурах, вищих за 1000 С, водяна пара починає розкладатися на водень і кисень.

2Н2О 2Н2 + О2

Процес розкладання речовини в результаті її нагрівання називається термічною дисоціацією. Термічна дисоціація води відбувається з поглинанням теплоти. Тому, згідно з принципом Ле Шателье, чим вища температура, тим більшою мірою розкладається вода. Проте навіть при 2000С ступінь термічної дисоціації води не перевищує 2%, тобто рівновага між водяною парою і продуктами її дисоціації – воднем і киснем – все ще лишається зміщеною у бік водяної пари. При охолодженні не нижче за 10000С рівновага практично повністю зміщується у цьому напрямі.

Вода – дуже реакційно здатна речовина. Оксиди багатьох металів і неметалів сполучаються з водою, утворюючи основи і кислоти; деякі солі утворюють з водою кристалогідрати; найактивніші метали взаємодіють з водою з виділенням водню.

Вода також має каталітичну здатність. Якщо немає слідів вологи, то практично не відбуваються деякі звичайні реакції, наприклад Cl не взаємодіє з металами, фтороводень не роз’їдає скло, натрій не окислюється в атмосфері повітря.

Вода здатна утворювати сполуки з рядом речовин, що перебувають за звичайних умов у газоподібному стані і звичайно не мають великої хімічної активності. Прикладом можуть бути гідрати Xe * 6H2O, CH4 * 6H2O, C2H5Cl * 15H2O. Такі сполуки утворюються в результаті заповнення молекулами газу міжмолекулярних порожнин, які є в структурі води, і називаються сполуками включення або клатратами. Клатрати – нестійкі сполуки, можуть існувати при порівняно низьких температурах.

1. Визначення тимчасової твердості води.

Тимчасову твердість води, яка характеризується присутністю в ній гідрокарбонатів Са і Мg, визначають методом нейтралізації. В колбочку для тестування вносять 50 мл. досліджуваної води, додають 2 краплі індикатора метил – оранту і титрують із бюретки 0,1 с. Розчином НCl до зміни забарвлення від жовтого до рожевого.

Титрування повторюють три рази. Результати заносять у табл. № 1

№

п/п | V (H2O) | V (HCl) | C (HCl) | Т. тимч., мг + скв/л

1 | 50 | 0,1

2 | 50 | 0,1

3 | 50 | 0,1

Сер.знач | 50 | 0,1

Обчислення тимчасової твердості води досліджуваної в (мг – екв/л) ведуть за формулою:

Т тимч = V (HCl) * C (HCl) * 1000/ V (H2O)

2. Відношення загальної твердості води.

Загальну твердість води, яка характеризується сумарним вмістом розчинених солей Са і Мg не залежно від природи аніону, визначають комплексанометрично.

В колбочку для титрування вносять 5 мл. досліджуваної води, 1 мл. амонійного буферу, 2-3 краплі індикатора хлорогену чорного і титрують 0,01с. Розчином тилону Б до зміни забарвлення від червоно-фіолетового до зеленуванто-синього. Титрування повторюють три рази. Результати заносять у табл. № 2.

№

п/п | V (H2O) | V (Тр.Б) | C (Тр.Бl) | Т. тимч., мг + скв/л

1 | 5 | 0,01

2 | 5 | 0,01

3 | 5 | 0,01

Сер.знач | 5 | 0,01

Обчислення загальної твердості води досліджуваної в (мг – екв/л) ведуть за формулою:

Т заг. = V (Тр.Б) * C (Тр.Б) * 1000/ V (H2O)

3. Визначення постійної твердості води.

Постійну твердість води, яка обумовлена присутністю в ній солей CaCl3, MgCl2,