Главная | Случайная
Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Термодинамика растворения




Растворение газа в воде, как правило, экзотермический процесс. Энтальпия растворения обычно меньше нуля (ΔН<0). Энтропия при растворении газа уменьшается, так как газ менее упорядоченная система. (ΔS<0). ΔG = ΔH – TΔS, если ΔS<0, то (– TΔS)>0. то есть с ростом температуры ΔG возрастает. Согласно второму закону термодинамики, растворимость газов в жидкости с ростом температуры уменьшается.

На растворимость газа в жидкости влияет наличие в растворе электролитов. Влияние электролитов оценивают по величине ионной силы (μ).

μ =1/2 Σ zi2 Ci

где zi2 заряд иона в квадрате, C- молярная концентрация иона. В присутствии электролитов растворимость газов уменьшается.

Растворение твердых веществ в жидкости – сложный процесс.

При растворении происходит разрушение кристаллической решетки твердого вещества, распределение вещества по всему объему раствора и гидратация молекул (взаимодействие с водой).

ΔН раств. =ΔН разр. кристалл. решетки +ΔНраспред. в-ва по объему раств.+ ΔНгидратации.

В зависимости от вида твердого вещества ΔНраств. может быть как положительной, так и отрицательной, то есть растворение может быть как экзотермическим, так и эндотермическим процессом.

При переходе от твердого кристаллического вещества к раствору упорядоченность уменьшается, и энтропия возрастает (ΔS>0), тогда (– TΔS)<0. Таким образом, с ростом температуры свободная энергия Гиббса будет уменьшаться, то есть растворимость твердого вещества при повышении температуры увеличится.

Растворимость жидкостей в жидкостях с ростом температуры также обычно увеличивается.

Вода

Три четверти поверхности земного шара покрыты водой. Водную оболочку земли называют гидросферой. Большую ее часть составляет соленая вода морей и океанов, а меньше - пресная вода озер, рек, ледников, грунтовые воды и водяной пар. В атмосфере нашей планеты вода находится в виде капель малого размера, в облаках и тумане, а также в виде пара. При конденсации выводится из атмосферы в виде атмосферных осадков (дождь, снег, град, роса). Ученые подсчитали, что 97.5% всех запасов воды на планете Земля приходится на соленые воды морей и океанов. Иными словами, пресная вода составляет только 2.5% мировых запасов.

Если учесть, что 75% пресной воды "заморожено" в горных ледниках и полярных шапках, еще 24% находится под землей в виде грунтовых вод, а еще 0.5% "рассредоточено" в почве в виде влаги, то получается, что на наиболее доступный и дешевый источники воды — реки, озера и прочие наземные водоемы приходится чуть больше 0.01% мировых запасов воды. Принимая во внимание то значение, которое вода имеет для жизнедеятельности человека и всего живого на Земле, приведенные цифры наглядно подтверждают сакраментальный тезис о том, что вода — одно из самых драгоценных сокровищ нашей планеты.

Вода является важнейшим веществом всех живых организмов на Земле. Без воды невозможно существование живых организмов. В любом организме вода является средой, в которой происходят химические реакции, без которых не могут жить живые организмы. Фундаментальна роль воды в жизни клетки. Предположительно, зарождение жизни на Земле произошло в водной среде.

Круговорот воды

Круговорот воды в природе (гидрологический цикл) - процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Состоит из испарения, конденсации и осадков. Моря теряют из-за испарения больше воды, чем получают с осадками, на суше - положение обратное. Вода непрерывно циркулирует на земном шаре, при этом её общее количество остаётся неизменным.

Тепловое расширение воды имеет интересную и важную для жизни на Земле аномалию. При температуре ниже 4°С вода расширяется при понижении температуры (β < 0). Максимум плотности ρ = 1,03 г/мл вода имеет при температуре 4°С. При замерзании вода расширяется, поэтому лед остается плавать на поверхности замерзающего водоема. Температура замерзающей воды подо льдом равна 0°С. В более плотных слоях воды у дна водоема температура оказывается порядка 4 °С. Благодаря этому может существовать жизнь в воде замерзающих водоемов.

Структура воды

Вода составляет в нашем организме около 60% массы тела у мужчин и 55% у женщин. При массе 70 кг на воду приходится около 40 кг. У новорожденных вода составляет ~ 75 % . С возрастом количество воды в организме несколько снижается.

Вода в организме человека распределена неравномерно.

головной мозг — 90 процентов.

в крови ее —81 процента,

в мышцах — 75.

кожа и печень 70 процентов.

в костях ее — 20 процентов.

 

Вода – полярное соединение. Длина связей О-Н в молекуле воды составляет 0, 0965 нм, угол между связями - 104,5о. На атомах водорода имеется некоторый небольшой положительный заряд, на атоме кислорода – отрицательный. Из-за взаимодействия этих зарядов, между атомом водорода одной молекулы воды и атомом кислорода другой молекулы воды возникает слабая межмолекулярная связь, получившая названия водородная связь.

Длина водородной связи почти в два раза больше, чем длина ковалентной связи О-Н и составляет 0, 177 нм. Энергия водородной связи (4,5 ккал/моль), что значительно меньше, чем энергия ковалентной связи в молекуле воды (110 ккал/моль). Каждая молекула воды может образовывать

. 4 водородных связи. В среднем вода образует ~ 3,7 водородные связи с соседними молекулами воды, формируя большие агрегаты. Водородные связи легко разрываются и образуются вновь, что и объясняет высокую текучесть воды. Водородные связи играют важную роль в формировании пространственной структуры белков, нуклеиновых кислот и многих других биоорганических соединений.

Водородные связи с соседними молекулами воды, формируют большие агрегаты. Элементарной ячейкой воды являются тетраэдры, содержащие связанные между собой водородными связями четыре (простой тетраэдр) или пять молекул Н2О. Согласно гипотезе С.В. Зенина, вода представляет собой иерархию правильных объемных структур кластеров, в основе которых лежит кристаллоподобный "квант воды", состоящий из 57 ее молекул, которые взаимодействуют друг с другом за счет свободных водородных связей.

При этом 57 молекул воды (квантов), образуют структуру, напоминающую тетраэдр. Тетраэдры объединяются в додекаэдры (правильные 12-гранники 912 молекул воды). Вода на 80% состоит из додекаэдров, на 5% - из тетраэдров и только на 3% - классические молекулы воды.

Если рассматривать воду как простую совокупность молекул Н2О, то оказывается, что её удельный вес должен составлять 1,84 г/см3, а температура её кипения будет равна 63,5°С. Но, как известно, при нормальной температуре и давлении удельный вес воды равен 1 г/см3, а кипит вода при 100°С. Исходя из этого, следует предположить, что подтверждает более сложную структуру воды.

vikidalka.ru - 2015-2018 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных