Вода. вода. Реферат по дисциплине Химия теория и методика преподавания в образовательной организации
 Скачать 46.3 Kb.
|
|
ООО Учебный центр «ПРОФЕССИОНАЛ» Реферат по дисциплине: «Химия: теория и методика преподавания в образовательной организации» По теме: «Вода и её биологическое значение» Исполнитель: Филиппова Марина Ивановна Москва 2018 год Содержание Введение (с. 3-4) Состав воды и физические свойства (с. 5-8) Удивительные свойства воды (8-12 с.) Загрязнение воды (12-14с. ) Биологическая роль воды (14-17с.) Заключение (с. 17) Список литературы (с. 18) Введение Вода — такая привычная и, на первый взгляд, понятная, и вместе с тем, загадочная, но так до конца и не разгаданная — притягивает и завораживает нас своими сокровенными тайнами. Слово «вода», по словарю Владимира Даля, — стихийная жидкость, ниспадающая в виде дождя и снега, образующая на земле родники, ручьи, реки и озера, а в смеси с солями — моря. Таящая в себе нескончаемый потенциал, она дарует жизнь, и, по-матерински заботясь, очищает и врачует. Ее нежность безмерна, но и сила, таящаяся в ней, огромна. Главное — просто любить ее. Любить, как часть себя, ибо все мы, в зависимости от возраста, на 70-90% состоим из воды. Вода – это не просто обычная жидкость. Это самое распространенное вещество в природе и главная составная часть всех живых организмов. Сколько воды на Земле? Много или мало? Землю иногда называют «Голубой планетой». Оказывается, вода покрывает 70% поверхности Земли. Это много. Ученые подсчитали, что 97% всех запасов воды на планете Земля приходится на соленые воды морей и океанов. И только 3% водных запасов – пресная вода. А это очень мало. В природе ею заполнены чаши океанов, моря, озера, реки, болота. Есть и искусственные водоемы – пруды, водохранилища и каналы. Она есть также и в глубине Земли, и в ее атмосфере. Она постоянно совершает круговорот в природе. Когда солнце нагревает поверхность Земли, вода превращается в пары и попадает в атмосферу. Когда вода в атмосфере охлаждается, она образует облака. Затем некоторое количество этой воды вновь выпадает на Землю в виде дождя. Вода главный компонент жизни. Она необходима для жизнедеятельности окружающего мира, животных и людей. Поэтому, необходимо ее изучение. Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода важна для живых организмов по двум причинам. Во-первых, она является необходимым компонентом живых клеток, и, во-вторых, для многих организмов она служит еще и средой обитания. Рассказанное на этих страницах является лишь незначительной частью того, что можно было бы сказать о воде. Цель моей работы – расширить знания о воде, её свойствах, показать значимость воды в природе и жизни человека Состав воды и физические свойства Формула воды - Н2О. Такая короткая запись, а сколько трудов положено учеными разных стран, чтобы установить состав воды. Очень долгое время считалось, что вода - это элемент, пока однажды французский ученый Антуан Лоран Лавуазье не пропустил водяные пары через раскаленный ружейный ствол и не разложил воду на составные элементы - водород и кислород, тем самым доказав, что вода - это сложное вещество. А английские ученые Генри Кавендиш и Джозеф Пристли синтезировали воду, сжигая водород в кислороде, тем самым подтвердив состав воды.
В молекуле воды на один атом кислорода приходиться два атома водорода. Массовые отношения в молекуле 2:16 или 1:8. Относительная молекулярная масса =18. Молярная масса =18 г/Моль. Молекулы воды чрезвычайно просты в своем строении, но вместе с тем необычайны. Благодаря силам межмолекулярного притяжения атом кислорода одной молекулы воды притягивает атом водорода другой молекулы воды. Между соседними молекулами образуется связь, которая называется водородной. За счет водородной связи образуются группы таких молекул. Наличие водородных связей обуславливает жидкое состояние воды. Когда вода закипает, водородная связь между ее молекулами разрушается, и вода из жидкого состояния, переходит в газообразное. Чтобы разрушить водородные связи, необходимо приложить большую энергию, поэтому жидкая вода имеет высокую температуру кипения. С понижением температуры между молекулами воды увеличивается число водородных связей. Молекулы воды располагаются таким образом, что между ними образуются пустоты, поэтому при замерзании вода расширяется и лед "легче" воды. Вещество, которое имеет молекулярное, строение является водой. Молекулы воды имеют между собой прочную связь, не зависимо от того в твердом или жидком состоянии она находится. Благодаря этому вода и обладает довольно большим количеством физических свойств. Давайте рассмотрим, какими удивительными физическими свойствами обладает вода. В условиях комнатной температуры вода находится в жидком состоянии без запаха и прозрачного цвета. Вода не имеет цвета в тонком слое, но если толщина водяного слоя составляет несколько метров, она приобретает голубой оттенок. Чистая вода обладает плохой проводимостью тока. Поэтому по проходимости тока можно определять чистоту воды – чем ниже будет уровень электропроводности, тем чище будет вода. Большинство веществ, которые находятся в твердом состоянии, наблюдается более высокая плотность, чем в жидком состоянии. Но в отличии от всех этих веществ, вода, которая находится в твердом состоянии (лед) обладает более низкой плотностью, чем в жидком состоянии. Вода медленно нагревается благодаря высокой теплоемкости, но, тем не менее, процесс остывания происходит намного медленнее. Это дает возможность в летнее время года накапливать тепло океанам и морям, а высвобождение тепла происходит в зимний период, именно поэтому нет резкого перепада температуры воздуха на территории нашей планеты на протяжении всего года. Океаны и моря – это оригинальный и природный аккумулятор тепла на территории нашей планеты. Основные физические свойства воды: запах, цвет, прозрачность, вкус, плотность, температура, вязкость, сжимаемость, электропроводность, а также радиоактивность. Цвет подземных вод будет напрямую зависеть от ее химического состава, а также от механических примесей, которые находятся в воде. Чаще всего подземные воды не имеют цвета. Воды болотного происхождения обладают желтоватым оттенком, а также в их состав входят гуминовые вещества. Изумрудный оттенок присутствует в сероводородных водах. Оценку цвета воды необходимо проводить с помощью стандартной платино-кобальтовой шкале в градусах. В подземных водах, в большинстве случаев, отсутствует запах. Если в воде присутствует запах, это говорит о том, что в воде присутствует наличие газов биохимического происхождения, а также может являться признаком того, что в воде находятся гниющие органические вещества. Характер запаха определяется описательно – сероводородный, без запаха, гнилостный, болотный, плесневелый и др. По шкале в балах происходит оценка интенсивности запахов. От состава растворенных в воде веществ будет зависеть ее вкус. Из-за присутствия в воде хлористого натрия преобладает соленый вкус, из-за сульфата магния – горький, а благодаря солям железа – ржавый вкус. Воды, в которых находится большое количество органических веществ, имеют сладковатый вкус, а освежающий вкус получается благодаря наличию свободной углекислоты. По специальной таблице в баллах происходит оценка вкуса воды. От количества растворенных в воде минеральных веществ, коллоидов, органических веществ, а также содержания механических примесей будет зависеть ее прозрачность. Для определения степени прозрачности подземных вод используется следующая номенклатура – слабопалесцирующая, прозрачная, слегка мутная, опалесцирующая, сильно мутная, мутная. Чаще всего подземные воды бывают прозрачными. По стандартной шкале в мг/л происходит оценка мутности воды. В зависимости от геотермических особенностей района происходит изменение температуры воды. Она является отражателем тектонических, возрастных, гидродинамических, а также литологических особенностей водовмещающих толщ. Температура воды оказывает непосредственное влияние на вязкость, коэффициент фильтрации, а также на химический состав. Подземные воды, которые находятся в естественных условиях могут переохлаждаться, быть холодными, термальными, а также перегретыми. Отношением массы к объему определяется плотность воды при определенной температуре. Единицей плотности воды является плотность дистиллированной воды, температура которой составляет четыре градуса. От температуры, газов, растворенных в ней солей, а также от взвешенных частиц зависит плотность воды. Практически нет сжимаемости воды, и определяется с помощью коэффициента сжимаемости. Благодаря внутреннему сопротивлению частиц жидкости к ее движение происходит определение вязкости воды, она выражается кинематической вязкостью и коэффициентами динамической вязкости. От количества растворенных в воде солей будет зависеть электропроводность вод. Незначительная электропроводность наблюдается в пресных водах. Изолятором является дистиллированная вода. Благодаря удельному электрическому сопротивлению, происходит оценка электропроводности воды. По количеству содержания в воде радона определяется радиоактивность воды. Довольно редко встречаются радиоактивные подземные воды. Чистое вещество вода обладает и другими особенностями физических свойств, которые делают это соединение поистине уникальным. Удивительные свойства воды Вода — такая привычная и, на первый взгляд, понятная, и вместе с тем, загадочная, но так до конца и не разгаданная — притягивает и завораживает нас своими сокровенными тайнами. До сих пор неизвестно, как вода появилась на Земле, но она несомненно стала величайшим даром природы. Вода обладает множеством уникальных свойств, природу которых мы не всегда можем понять. А память воды и присутствие в ней золотого свечения – наверняка не самые удивительные свойства, а лишь одни из многих нам ещё не известных. Уникальные свойства имеет святая вода. По мнению российского профессора Константина Короткова, наиболее сильными способностями воздействия на воду обладают эмоции человека: как положительные, так и отрицательные. Любовь повышает энергетику воды, а агрессия ее резко понижает. Также на структуру воды огромное положительное влияние оказывают молитвы. Вода всё помнит (мистические свойства воды). Существует удивительная гипотеза о том, что у воды есть память. Воспринимая любое воздействие, вода запоминает все, что происходит в окружающем пространстве. Запечатлевая информацию и тем самым приобретая новые свойства, вода изменяет свою структуру. При этом ее химический состав остается прежним — H2O. Структура воды — это то, как организованы ее молекулы. Ученые предполагают, что именно молекулы воды, образующие устойчивые группы жидких кристаллов, являются своеобразными ячейками памяти, в которые вода записывает все, что видит, слышит, ощущает. Примером является вода, освященная в храме. Такая вода считается целебной, отличается повышенным содержанием серебра и имеет огромные очищающие возможности. Она обладает сильной устойчивой структурой и способна передавать свои свойства. Если всего 10 миллилитров Святой воды развести в 60 литрах обычной, то вся вода приобретает свойства Святой. В этой связи необходимо упомянуть известное поверье о том, что дважды в году в открытых водоемах у воды появляются свойства Святой. Первая дата — ночь на Крещение Господне: с 18 на 19 января, с 24.00 до 4.00 утра. Вторая дата — ночь на Ивана Купала: с 6 на 7 июля, с 24.00 до 4.00 утра. На воду можно воздействовать. Мистические свойства воды Австрийский исследователь Аллоис Груббер отмечает, что если обращаться к воде с хорошими добрыми мыслями, благословлять ее, говорить ей «спасибо», качество этой воды будет улучшаться. В продолжение этой мысли японский исследователь Эмото Масару подчеркивает, что, употребляя воду, которая несет в себе определенную информацию, человек может существенно менять свое состояние. Поэтому прежде чем выпить стакан воды, Эмото советует улыбнуться и произнести слова благодарности. А тот факт, что вода может нести в себе определенную информацию, Эмото Масару смог не только теоретически обосновать, но и практически представить в виде необыкновенных по своей красоте фотографий, на которых отражено разнообразие вариантов структуры воды (в зависимости от ее «впечатлений»). В своей лаборатории он исследовал образцы воды, которые были подвержены различным видам воздействия. «Впечатления» воды были зафиксированы путем ее стремительного замораживания в криогенной камере, а затем рассмотрены под микроскопом. Результаты, которые были получены, поражают воображение. Вода лечит тело и душу. Если вода из разных источников имеет такую разнообразную структуру и столь изумительным образом реагирует на различные воздействия, то можно предположить, что, используя определенную и специальным образом запрограммированную воду, человек имеет возможность существенно улучшить состояние своего здоровья. Китайский философ Лао Дзы писал, что вода, являясь мягкой и слабой, в преодолении, твердого и крепкого — непобедима и нет ей по силе равных. Поэтому до тех пор, пока чистейшие родники будут пробиваться из чрева земли, бурные реки будут мчаться по живописным склонам гор, а животворящие дожди будут проливаться на нашу прекрасную Землю, мы будем жить. Ибо, как говорил французский писатель Антуан де Сент-Экзюпери: «Вода и есть жизнь». Интересные факты: В среднем в организме растений и животных содержится более 50 % воды. В составе мантии Земли воды содержится в 10-12 раз больше, чем количество воды в Мировом океане. При средней глубине в 4 км Мировой океан покрывает около 71 % поверхности планеты и содержит 97,6 % известных мировых запасов свободной воды. Если бы на Земле не было впадин и выпуклостей, вода покрыла бы всю Землю, и её толщина была бы 3 км . Если бы все ледники растаяли, то уровень воды на Земле поднялся бы на 64 м и около 1/8 поверхности суши было бы затоплено водой. Морская вода при обычной её солёности 35 ‰ замерзает при температуре −1,91 °C. Иногда вода замерзает при положительной температуре. При определённых условиях (внутри нанотрубок) молекулы воды образуют новое состояние, при котором они сохраняют способность течь даже при температурах, близких к абсолютному нулю. Среди существующих в природе жидкостей поверхностное натяжение воды уступает только ртути. Вода отражает 5 % солнечных лучей, в то время как снег — около 85 %. Под лёд океана проникает только 2 % солнечного света. Синий цвет чистой океанской воды объясняется избирательным поглощением и рассеянием света в воде. С помощью капель воды из кранов можно создать напряжение до 10 киловольт, опыт называется «Капельница Кельвина». Существует следующая поговорка с использованием формулы воды — H2O: «Сапоги мои того — пропускают H2O». Вместо сапог в поговорке может участвовать и другая дырявая обувь. Вода — это одно из немногих веществ на Земле, которые расширяются при переходе из жидкой фазы, в твёрдую (кроме воды, таким свойством обладают висмут, галлий, свинец и некоторые соединения и смеси). Вода может гореть, если ее поместить в атмосферу с фтором, иногда, даже со взрывом. При этом выделяется кислород. Загрязнение воды Вода – основа жизни всех живых организмов на Земле, одно из главных богатств на Земле. Издавна человек селился рядом с водоёмом. Там, где есть вода – есть жизнь. Трудно представить, что стало бы с нашей планетой, если бы исчезла пресная вода. Человеку нужно выпивать в день около 2-х литров воды. И примерно в 20 раз больше ежедневно требуется каждому из нас для мытья, приготовления пищи и так далее. В последние годы экологи всех стран бьют тревогу. Из-за небрежного отношения человека к водным ресурсам на Земле происходят большие изменения вредные для здоровья человека, приводящие к гибели животных и растений. Наше государство старается охранять водные ресурсы. Действуют законы, которые предписывают гражданам нашей страны правила обращения с водными ресурсами и использования воды в технических целях, чтобы сохранить её в чистом виде для будущих поколений людей, для растений и животных. Но встречаются нарушители законов, которые не думают не только о других людях, даже и о собственном здоровье. Вода должна быть чистой! К сожалению, мало делается для того, чтобы их не загрязняли заводы, фабрики, фермы. Часто встречаются случаи, когда большие заводы и фабрики выбрасывают свои отходы прямо в реку или озеро, когда в воду попадают различные продукты химии, яды, нефть, бытовой мусор. Берега рек часто превращаются в свалку. В загрязнённой воде погибает всё живое: рыба, раки, растения. Река болеет, и её воды не могут быть использованы человеком. В сельском хозяйстве люди применяют удобрения и ядохимикаты. Дождевая вода переносит часть их в водоёмы. Вот и опасное загрязнение воды! Работники сельского хозяйства всегда должны правильно хранить и использовать эти вещества! Теперь представим такой случай. Водитель помыл свой автомобиль или мотоцикл в реке или озере. В воду попали бензин, смазочное масло. Нам неприятно будет купаться в такой воде. А как будут чувствовать себя в ней мальки рыб и другие обитатели водоёма? Многие из них погибнут. Нужно помнить: нельзя мыть в водоёмах машины, мотоциклы и даже велосипеды. Очень часто люди бросают в водоёмы мусор, не понимая, что совершают страшное зло. Под водой оказываются разбитые бутылки, консервные банки с острыми краями и многое-многое другое. Представьте, как это опасно для людей, купающихся в водоёме, а особенно для тех, кто ныряет. В больницы нередко доставляют людей, получивших тяжёлые травмы. Учёные подсчитали, что каждый год во всём мире в водоёмы попадает столько вредных веществ, что ими можно было бы заполнить 10 тысяч товарных поездов. Однажды ученые исследовали участок речного дна, длиной 5 км и обнаружили:14 крупных железобетонных плит,16 больших труб, 34 куска рельсов, 9 мотков колючей проволоки, 27 изогнутых железных листов,43 огнетушителя, 18 пил, 31 топор, 112 санок, 36 сковородок, 108 котелков, чайников и кастрюль, 27 утюгов, 2486 разбитых бутылок, 814 разбитых стеклянных банок, 2214 консервных банок и много другого мусора. 5 июня Международный День очистки водоемов. В этот день дайверы из России, Украины, Белоруссии и Казахстана, а также русскоговорящие любители подводного плавания из Египта и Индонезии, убирают сотни тонн мусора из водоёмов, в акции принимают участие много тысяч человек. Никогда не выбрасывайте в воду мусора! Не оставляйте его и на берегу, потому что он с берега может легко попасть в воду. Необходимо каждому из нас – людей – изменить своё отношение к воде, иначе через несколько десятков лет мы можем остаться без чистой пресной воды. Надо бережно относиться к имеющимся водоёмам, охранять их, содержать в чистоте берега, сажать деревья для укрепления берегов, строить очистные станции. Ведь мы –люди– можем участвовать в этом важном деле: принимать участие в субботниках по уборке, благоустройству берегов, пляжей, мест отдыха, бережно и экономно. Это надо понять и запомнить каждому человеку. Беречь воду – это значит беречь жизнь, здоровье, красоту окружающей природы. Воды на Земле одновременно и много и мало. Если взглянуть на глобус, то можно увидеть, что синего цвета больше. А если быстро раскрутить глобус, покажется, будто он одного цвета – голубого. А вы знаете, насколько глубоки моря и океаны? Если бы на дно можно было спуститься на лифте, то пришлось бы ехать 5 часов, а с 10-этажного дома – всего за 1 минуту! Но оказывается, морская солёная вода непригодна для питья и для многих технических производств и сельского хозяйства. А пресной воды существует мало. Многие государства мира испытывают недостаток в питьевой воде. Учёные подсчитали, что её количество настолько мало, что на каждые сто литров солёной воды приходится всего лишь один литр пресной. Представьте себе сразу 500 литровых банок, наполненных водой. Вот столько воды пропадает зря, если из плохо закрытого крана в течение суток будет течь струйка толщиной всего лишь со спичку. Таким образом, главная жидкость нашей планеты - вода Мирового океана загрязняется и меняет свои свойства. А это означает нарушение круговорота воды в природе, а нарушение круговорота воды приводит к гибели жизни на Земле. Загрязнение водоемов опасно для всего живого. Биологическая роль воды. «Вода стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с нею, по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества – минерала, горной породы, живого тела, которое её не заключало бы. Всё земное вещество ею проникнуто и охвачено» (В.И. Вернадский ) Вода является самым распространенным неорганическим соединением в живых организмах. Ее функции во многом определяются дипольным характером строения ее молекул. 1. Вода — универсальный полярный растворитель; многие химические вещества в присутствии воды диссоциируют на ионы — катионы и анионы. 2. Вода является средой, где протекают различные химические реакции между веществами, находящимися в клетке. 3. Вода выполняет транспортную функцию. Большинство веществ способно проникнуть через клеточную мембрану только в растворенном в воде виде. 4. Вода является важным реагентом реакций гидратации и конечным продуктом многих биохимических реакций, в том числе окисления. 5. Вода выступает как терморегулятор, что обеспечивается ее хорошей теплопроводностью и теплоемкостью и позволяет поддерживать температуру внутри клетки при колебаниях температуры в окружающей среде. 6. Вода является средой для жизни многих живых организмов. Во всех процессах связанных с жизнью, размножением и передачей информации огромную роль играет структура воды и постоянство ее в организме. Жизнь обусловлена биохимическими и генетическими процессами с водой и с помощью воды в организме. Вода входит как основной компонент во все клетки, ткани и органы живых организмов. Биологическая функция воды в природе состоит в том, что она: 1. Обеспечивает поддержание структуры организмов. 2. Служит растворителем и средой для диффузии. 3. Участвует в реакциях гидролиза. 4. Среда для оплодотворения. 5. Обеспечивает распространение семян, гамет, личиночных стадий водных животных. Главными биологическими функциями воды для растительных организмов являются следующие: 1. Поддержание осмотического и тургорного давления. 2. Участвует в процессе фотосинтеза. 3. Обеспечивает транспирацию. 4. Обеспечивает прорастание семян. Не менее важны биологические функции воды для животных и человека. Наиболее значимые из них такие: 1. Обеспечивают транспорт веществ. 2. Способствуют охлаждению тела. 3. Обеспечивают осморегуляцию. 4. Выполняет защитную функцию (слезы). 5. Способствует миграции (морские течения). Можно сказать, что все живое состоит из воды и органических веществ. Она - активнейший участник формирования физической и химической среды, климата и погоды. При этом она влияет и на экономику, промышленность, сельское хозяйство, транспорт и энергетику. Без пищи мы можем прожить несколько недель, а без воды - лишь 2-3 дня. Для обеспечения нормального существования человек должен вводить в организм воды примерно в 2 раза больше по весу, чем питательных веществ. Потеря организмом человека более 10% воды может привести к смерти. В среднем в организме растений иживотных содержится более 50% воды, в теле медузы ее до 96%, в водорослях 95-99%, в спорах и семенах от 7 до 15%. В почве находится не менее 20% воды, в организме же человека вода составляет около 65%. Разные части человеческого организма содержат неодинаковое количество воды: стекловидное тело глаза состоит из воды на 99%, в крови ее содержится 83, в жировой ткани 29, в скелете 22 и даже в зубной эмали 0,2%. В течение всей своей жизни человек теряет воду из организма, и его биоэнергетический потенциал уменьшается. В шестинедельном человеческом эмбрионе содержание воды составляет до 97%, у новорождённого - 80%, у взрослого - 60-70%, а в организме пожилого человека - лишь 50-60%.Вода абсолютна необходима для всех ключевых систем жизнеобеспечения человека. Вода и содержащиеся в ней вещества становятся средой питания и поставляют живым организмам необходимые для жизни микроэлементы. Она содержится в крови (79%) и способствует переносом по кровеносной системе в растворённом состоянии тысяч необходимых веществ и элементов (геохимический состав воды близок к составу крови животных и человека.).В лимфе, которая осуществляет обмен веществ между кровью и тканями живого организма вода составляет 98%.Вода сильнее других жидкостей проявляет свойства универсального растворителя. Через определённое время она может растворить почти любое твёрдое вещество. Такая всеобъемлющая роль воды обусловлена её уникальными свойствами. Заключение. «Что такое вода?» - вопрос далеко не простой. Всё, что было рассказано о ней в данной работе, не является исчерпывающим ответом на этот вопрос, а во многих случаях дать ясный ответ на него и совсем нельзя. Например, пока остаётся открытым вопрос о структуре воды, причинах многочисленных аномалий воды и, вероятно, ещё о многих свойствах и разновидностях воды, о которых мы даже не подозреваем. Более того, вода играет огромную роль не только в нашей повседневной жизни, но и во всей Вселенной. Без воды на Земле нет деятельной жизни. Однако вода – самая большая загадка природы. Исключением из исключений назвал её Л.Полинг, и надо полагать, он был прав. Список литературы. Антонченко В. Я., Ильин В. В. Проблемные вопросы физики воды и гомеопатии. Вестник биофизической медицины, 1992 №1, с.11-13. Большая энциклопедия «Кирилла и Мефодия» 2004 г. Буцкус П.Ф. Книга для чтения по неорганической химии.М.:Просвещение, 1993 г. Дерпгольц В. Ф. Вода во вселенной. - Л.: "Недра", 2000. – 287 с. Касаткин В.Д. Природа и человек. Вода источник жизни. Коробкин В. И., Передельский Л. В. Экология. Учебное пособие для вузов. - Ростов /на/Дону. Феникс, 2005. – 423 с. О некоторых вопросах поддержания качества воды и её самоочищения // Водные ресурсы. 2005. т. 32. № 3. С. 337—347. http://www.studfiles.ru/preview/5694910/page:6/ |