Vand

Vandets rolle i den globale cirkulation af stof og energi [9] , oprindelsen og opretholdelsen af liv på Jorden, i den kemiske struktur af levende organismer, i dannelsen af klima og vejr er ekstrem vigtig . Vand er det vigtigste stof for alle levende væsener på Jorden [10] . I gennemsnit indeholder planter og dyr mere end 50 % vand [11] .

I alt er der omkring 1400 millioner km³ vand på Jorden. Vand dækker 71% af klodens overflade ( have , hav , søer , floder , is - 361,13 millioner km² [12] [13] ). Det meste af jordens vand (97,54%) tilhører havene - dette er saltvand, uegnet til landbrug og drikke. Ferskvand findes hovedsageligt i gletsjere (1,81%) og grundvand (ca. 0,63%), og kun en lille del (0,009%) i floder og søer. Kontinentalt saltvand udgør 0,007 %, atmosfæren indeholder 0,001 % af alt vand på vores planet [14] [15] . Sammensætningen af Jordens kappe indeholder 10-12 gange mere vand end i Verdenshavet [16] .

Vand er et af de få stoffer i naturen, der udvider sig under overgangen fra en flydende fase til en fast fase (udover vand har antimon [17] , bismuth , gallium , germanium og nogle forbindelser og blandinger denne egenskab).

Navnets historie

Ordet kommer fra andet russisk. vand , længere - fra den protoslaviske * voda [18] (jf. gammelt slavisk vand , bulgarsk vand , serbo- chorvisk vand , slovensk vóda , tjekkisk voda , slavisk voda , polsk woda , V.-luzh. , n.- puddle woda ), derefter - fra proto-indo-europæisk * wed -, beslægtet lit. vanduõ , gem. unduo , d.h.h.-n. waʒʒar "vand", Goth. watō , engl. vand , græsk ὕδωρ , ὕδατος , Arm. գետ "flod", Frig. βέδυ , anden ind. udakám , uda -, udán - "vand", unátti "sprøjt", "vande", ṓdman - "strøm", Alb. uj "vand" [19] [20] . De russiske ord "spand", "odder" har samme rod.

Inden for rammerne af den ikke almindeligt accepterede hypotese om eksistensen af et engang pranostratisk sprog, kan ordet sammenlignes med det hypotetiske proto- uraliske * wete (jf. f.eks. Fin. vesi , Est. vesi , Komi va , Hung . víz ), såvel som med de påståede proto-altaiske , proto- dravidiske og andre ord, og rekonstrueret som * wetV for modersproget [21] .

Kemiske navne

Fra et formelt synspunkt har vand flere forskellige korrekte kemiske navne:

Hydrogenoxid : En binær forbindelse af brint med et oxygenatom i −2 oxidationstilstanden, også kendt som det forældede navn hydrogenoxid.
Hydrogenhydroxid : forbindelse af hydroxylgruppen OH- og kationen ( H + )
Hydroxysyre : Vand kan opfattes som en kombination af en H + -kation , som kan erstattes af et metal, og en "hydroxylrest" OH -
Dihydrogenmonoxid
Dihydromonoxid

Egenskaber

Fysiske egenskaber

Vand er under normale forhold i flydende tilstand, mens lignende brintforbindelser af andre grundstoffer er gasser ( H 2 S , CH 4 , HF ). Hydrogenatomerne er bundet til oxygenatomet og danner en vinkel på 104,45° (104°27'). På grund af den store forskel i elektronegativiteten af brint- og oxygenatomer er elektronskyer stærkt forskudt mod oxygen . Af denne grund har vandmolekylet et stort dipolmoment (p \u003d 1,84 D , kun næst efter blåsyre og dimethylsulfoxid ). Hvert vandmolekyle danner op til fire brintbindinger - to af dem danner et oxygenatom og to hydrogenatomer [22] . Antallet af hydrogenbindinger og deres forgrenede struktur bestemmer vandets høje kogepunkt og dets specifikke fordampningsvarme [22] . Hvis der ikke var brintbindinger , ville vand, baseret på iltens plads i det periodiske system og kogepunkterne for hydrider af grundstoffer svarende til oxygen ( svovl , selen , tellur ), koge ved -80 °C og fryse ved -100 °C [23] .

Ved overgang til en fast tilstand ordnes vandmolekyler, mens volumen af hulrum mellem molekyler øges, og den totale tæthed af vand falder, hvilket forklarer den lavere densitet (større volumen) af vand i isfasen. På den anden side brydes alle hydrogenbindinger ved fordampning . At bryde bindinger kræver meget energi, hvorfor vand har den højeste specifikke varmekapacitet blandt andre væsker og faste stoffer. Det kræver 4,1868 kJ energi at opvarme én liter vand med én grad. På grund af denne egenskab bruges vand ofte som kølemiddel .

Ud over høj specifik varme har vand også høje værdier af specifik fusionsvarme (333,55 kJ/kg ved 0 °C) og fordampning (2250 kJ/kg).

Temperatur, °С	Specifik varmekapacitet for vand, kJ/(kg*K)
-60 (is)	1,64
-20 (is)	2.01
-10 (is)	2.22
0 (is)	2.11
0 (rent vand)	4,218
ti	4,192
tyve	4,182
40	4,178
60	4,184
80	4.196
100	4,216

Fysiske egenskaber ved forskellige isotopmodifikationer af vand ved forskellige temperaturer [24] :

Vandmodifikation	Maksimal massefylde ved temperatur, °C	Trippelpunkt ved temperatur, °C
H2O _ _	3,9834	0,01
D2O _ _	11.2	3,82
T2O _ _	13.4	4,49
H 2 18 O	4.3	0,31

Vandets relativt høje viskositet skyldes, at brintbindinger forhindrer vandmolekyler i at bevæge sig med forskellig hastighed. .

Vand er et godt opløsningsmiddel for stoffer med molekyler, der har et elektrisk dipolmoment . Under opløsning er det opløste molekyle omgivet af vandmolekyler, og de positivt ladede områder af det opløste molekyle tiltrækker oxygenatomer, og de negativt ladede områder tiltrækker brintatomer. Fordi vandmolekylet er lille, kan mange vandmolekyler omgive hvert opløst stof molekyle.

Denne egenskab ved vand er vigtig for levende væsener. I en levende celle og i det intercellulære rum interagerer opløsninger af forskellige stoffer i vand [25] . Vand er afgørende for livet for alle levende væsener på Jorden uden undtagelse.

Vand har et negativt elektrisk potentiale på overfladen[ angiv ] .

Rent vand er en god isolator . Under normale forhold er vand svagt dissocieret til ioner, og koncentrationen af protoner (mere præcist, hydroniumioner H 3 O + ) og hydroxidioner OH - er 10 -7 mol/l. Men da vand er et godt opløsningsmiddel, er visse stoffer, for eksempel salte, næsten altid opløst i det, det vil sige, at andre positive og negative ioner er til stede i opløsningen. Derfor er almindeligt vand en god leder af elektricitet. Vandets elektriske ledningsevne kan bruges til at bestemme dets renhed.

Vand har et brydningsindeks n=1,33 i det optiske område. På grund af molekylernes store dipolmoment absorberer vand også mikrobølgestråling, hvilket er årsagen til opvarmning af mad i en mikrobølgeovn .

Samlede tilstande

Ifølge staten skelner de mellem:

"fast" - is
"væske" - vand
"gasformig" - vanddamp

Ved normalt atmosfærisk tryk (760 mmHg , 101325 Pa ) størkner vand ved 0 °C og koger (bliver til vanddamp) ved 100 °C (værdier på 0 °C og 100 °C blev valgt som svarende til temperaturerne på smeltende is og kogende vand, når Celsius-temperaturskalaen oprettes ). Når trykket falder, stiger isens smeltetemperatur langsomt, mens vands kogepunkt falder. Ved et tryk på 611,73 Pa (ca. 0,006 atm ) falder koge- og smeltepunkterne sammen og bliver lig med 0,01 °C. Dette tryk og temperatur kaldes vandets tredobbelte punkt . Ved lavere tryk kan vand ikke være i flydende tilstand, og is bliver direkte til damp. Temperaturen ved sublimering (sublimation) af is falder med faldende tryk. Ved højt tryk er der modifikationer af is med smeltepunkter over stuetemperatur.

Med stigende tryk stiger vands kogepunkt [26] :

Tryk, atm.	Kogepunkt ( Tbp ), °C
0,987 (10 5 Pa - normale forhold)	99,63
en	100
2	120
6	158
218,5	374,1

Når trykket stiger, stiger densiteten af mættet vanddamp ved kogepunktet også, mens den af flydende vand falder. Ved en temperatur på 374 °C (647 K ) og et tryk på 22.064 MPa (218 atm ) passerer vandet det kritiske punkt . På dette tidspunkt er densiteten og andre egenskaber af flydende og gasformigt vand de samme. Ved højere tryk og/eller temperatur forsvinder forskellen mellem flydende vand og vanddamp. Denne aggregeringstilstand kaldes " superkritisk væske ".

Vand kan være i metastabile tilstande - overmættet damp , overophedet væske , underafkølet væske . Disse tilstande kan eksistere i lang tid, men de er ustabile, og der sker en overgang ved kontakt med en mere stabil fase. For eksempel kan du få en superafkølet væske ved at afkøle rent vand i en ren beholder under 0 ° C, men når et krystallisationscenter dukker op, bliver flydende vand hurtigt til is.

Vand kan også eksistere i form af to forskellige væsker (“anden vand” forekommer ved en temperatur på omkring -70 ° C og et tryk på tusindvis af atmosfærer), som under visse forhold ikke engang blandes med hinanden; hypotesen om, at vand kan eksistere i to forskellige flydende tilstande blev foreslået for omkring 30 år siden baseret på resultaterne af computersimulering og eksperimentelt verificeret først i 2020 [27]

Specifik varme Isobarisk varmekapacitet af vand ved normalt atmosfærisk tryk [28]

t, °С	0	ti	femten	tyve	25	tredive	35	40	45	halvtreds	55	60	65	70	75	80	85	90	95	100
Cp, J/(kg grader)	4217	4191	4187	4183	4179	4174	4174	4174	4177	4181	4182	4182	4185	4187	4191	4195	4202	4208	4214	4220

Disse data kan tilnærmes ved ligningen

$C_{p}\left(t\right)=4219.7+0.009356\cdot t^{2}-9.2788\cdot {\sqrt {t))\ \ \left\{0\leq t\leq 100^ {o}C\right\}$ [29]

Vandets dielektriske konstant

Den statiske (for et konstant elektrostatisk felt ) dielektrisk permittivitet af vand ved forskellige absolutte temperaturer ved et tryk på 1 bar i temperaturområdet -13…100 °C er udtrykt ved den empiriske formel [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.

Resultaterne af beregninger ved hjælp af denne formel [32] :

T, K	260	273	283	293	298	303	313	323	333	343	353	363	373
$t^{\circ }C$	-13	0	ti	tyve	25	tredive	40	halvtreds	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

Optiske egenskaber

De vurderes efter vandets gennemsigtighed, som igen afhænger af bølgelængden af den stråling, der passerer gennem vandet. På grund af absorptionen af de orange og røde lyskomponenter får vandet en blålig farve. Vand er kun gennemsigtigt for synligt lys og absorberer kraftigt infrarød stråling , så på infrarøde fotografier bliver vandoverfladen altid sort. Ultraviolette stråler passerer let gennem vandet, så planteorganismer er i stand til at udvikle sig i vandsøjlen og i bunden af reservoirer trænger infrarøde stråler kun ind i overfladelaget. Vand reflekterer 5 % af solens stråler, mens sne reflekterer omkring 85 %. Kun 2% af sollys trænger ind under isen.

Isotopiske ændringer

Både ilt og brint har naturlige og kunstige isotoper. Afhængigt af typen af brintisotoper , der er inkluderet i molekylet, skelnes følgende typer vand:

let vand (den vigtigste komponent i vand, som folk kender) $H_{2}O$
tungt vand (deuterium) $D_{2}O$
supertungt vand (tritium) $T_{2}O$
tritium-deuterium vand $TDO$
tritium-protium vand $THO$
deuterium-protium vand $DHO$

De sidste tre typer er mulige, fordi vandmolekylet indeholder to brintatomer. Protium er den letteste isotop af brint; deuterium har en atommasse på 2,0141017778 amu. m., tritium - den tungeste, atommasse 3,0160492777 a.u. m. Postevandet af tungt iltvand (H 2 O 17 og H 2 O 18 ) indeholder mere end vand D 2 O 16 : deres indhold er henholdsvis 1,8 kg og 0,15 kg pr. ton [23] .

Selvom tungt vand ofte betragtes som dødt vand, da levende organismer ikke kan leve i det, kan nogle mikroorganismer vænnes til at eksistere i det [23] .

Ifølge de stabile iltisotoper 16 O, 17 O og 18 O er der tre typer vandmolekyler. Ifølge isotopsammensætningen er der således 18 forskellige vandmolekyler. Faktisk indeholder ethvert vand alle slags molekyler.

Kemiske egenskaber

Vand er det mest almindelige opløsningsmiddel på planeten Jorden , som i vid udstrækning bestemmer karakteren af terrestrisk kemi som en videnskab. Det meste af kemi, ved sin begyndelse som en videnskab, begyndte netop som kemien af vandige opløsninger af stoffer.

Vand betragtes nogle gange som en amfolyt - både en syre og en base på samme tid ( kation H + anion OH − ). I mangel af fremmede stoffer i vand er koncentrationen af hydroxidioner og hydrogenioner (eller hydroniumioner ) den samme, pK a = p(1,8⋅10 −16 ) ≈ 15,74. Vand er et kemisk aktivt stof. Stærkt polære vandmolekyler opløser ioner og molekyler, danner hydrater og krystallinske hydrater . Solvolyse, og især hydrolyse , forekommer i levende og ikke-levende ting, og er meget udbredt i den kemiske industri .

Vand kan fås:

Under reaktionerne

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

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

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

Under neutraliseringsreaktionerne _

{\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}\højrepil Ba(CH_{3}COO)_{2}+2H_{2}O))

Brintreduktion af metaloxider -

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

Under påvirkning af meget høje temperaturer eller elektrisk strøm (under elektrolyse ) [33] såvel som under påvirkning af ioniserende stråling , som Friedrich Gisel konstaterede i 1902 [34 ] da han studerede en vandig opløsning af radiumbromid [35 ] , nedbrydes vand til molekylært oxygen og molekylært hydrogen :

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

Vand reagerer ved stuetemperatur:

med aktive metaller ( natrium , kalium , calcium , barium osv.)

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

med fluor- og interhalogenforbindelser

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

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

(ved lave temperaturer)

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

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

med salte dannet af svage syrer og svage baser, hvilket forårsager deres fuldstændige hydrolyse

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

med anhydrider og halogenider af carboxylsyrer og uorganiske syrer
med aktive organometalliske forbindelser (diethylzink, Grignard-reagenser, methylnatrium osv.)
med carbider , nitrider , phosphider , silicider , hydrider af aktive metaller (calcium, natrium, lithium osv.)
med mange salte, der danner hydrater
med boraner, silaner
med ketener, kulstofsuboxid
med ædelgasfluorider

Vand reagerer ved opvarmning:

med jern , magnesium

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

med kul, metan

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

med nogle alkylhalogenider

Vand reagerer i nærvær af en katalysator :

med amider, estere af carboxylsyrer
med acetylen og andre alkyner
med alkener
med nitriler

Bølgefunktion af vandets grundtilstand

I valenstilnærmelsen er den elektroniske konfiguration af et molekyle i grundtilstanden: Molekylet har en lukket skal, der er ingen uparrede elektroner. Fire molekylære orbitaler (MO) er optaget af elektroner - to elektroner i hver MO , en med spin , den anden med spin , eller 8 spin orbitaler . Molekylets bølgefunktion , repræsenteret ved den eneste Slater-determinant Ф, har formen ${\ce {H2O))$ $(1a_{1})^{1}(1b_{2})^{2}(1b_{1})^{2}(2b_{2})^{0}(3a_{1})^ {0}.$ ${\displaystyle \phi _{i))$ $\alfa$ $\beta$ $\psi$ $\psi$

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

Symmetrien af denne bølgefunktion er bestemt af det direkte produkt af IR'erne, over hvilke alle besatte spin-orbitaler transformeres

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

Når man tager i betragtning, at det direkte produkt af en ikke-degenereret IR med sig selv er en fuldstændig symmetrisk IR, og det direkte produkt af enhver ikke-degenereret repræsentation Γ med en fuldstændig symmetrisk er Γ, får vi: $\underbrace {\underbrace {a_{1}\otimes a_{1}\otimes } _{A_{1}}\underbrace {b_{2}\otimes b_{2}} _{A_{1}} \otimes \underbrace {a_{1}\otimes a_{1}} _{A_{1}}\otimes \underbrace {b_{1}\otimes b_{1}} _{A_{1}}} _{A_ {en}}$

Arter

Vand på Jorden kan eksistere i tre hovedtilstande:

solid
væske
gasformig

Vand kan antage forskellige former, der samtidigt kan eksistere side om side og interagere med hinanden:

vanddamp og skyer på himlen ; _
havvand og isbjerge ;
gletsjere og floder på jordens overflade;
grundvandsmagasiner i jorden.

Vand er i stand til at opløse mange organiske og uorganiske stoffer. På grund af vigtigheden af vand som en kilde til liv, klassificeres det ofte i typer efter forskellige principper.

Vandtyper efter oprindelse, sammensætning eller anvendelse:

alt efter indholdet af calcium- og magnesiumkationer

af brintisotoper i molekylet

let vand (næsten det samme som almindeligt vand)
tungt vand (deuterium)
supertungt vand (tritium)

andre typer

ferskvand
regnvand
havvand
Grundvandet
mineralvand
brakvand
drikkevand og postevand
destilleret vand og deioniseret vand
spildevand
regnvand eller overfladevand
pyrogenfrit vand
polyvand
struktureret vand - et begreb, der bruges i ikke-akademiske teorier
smeltevand
dødt vand og levende vand - vandtyper med fantastiske egenskaber

Vand, som er en del af et andet stof og forbundet med det ved fysiske bindinger, kaldes fugt . Afhængigt af typen af forbindelse er der:

sorption, kapillær og osmotisk fugt i faste stoffer,
opløst og emulsionsfugt i væsker,
vanddamp eller tåge i gasser .

Et stof , der indeholder fugt, kaldes et vådt stof . Et vådt stof, der ikke længere er i stand til at optage (optage) fugt, er et fugtmættet stof .

Et stof, hvori fugtindholdet er ubetydeligt til en given anvendelse, kaldes tørstof . Et hypotetisk stof, der slet ikke indeholder fugt, er et absolut tørt stof . Det tørre stof, der danner grundlaget for dette våde stof, kaldes den tørre del af det våde stof .

En blanding af gas med vanddamp kaldes vådgas ( damp-gasblanding er et forældet navn) [36] .

I naturen

I atmosfæren på vores planet er vand i form af små dråber, i skyer og tåge , og også i form af damp . Under kondensering fjernes det fra atmosfæren i form af nedbør ( regn , sne , hagl , dug ). Samlet kaldes Jordens flydende vandskal for hydrosfæren , og den faste skal kaldes kryosfæren . Vand er det vigtigste stof af alle levende organismer på Jorden. Formentlig fandt livets oprindelse på Jorden sted i vandmiljøet.

Havene indeholder mere end 97,54% af jordens vand, gletsjere - 1,81%, grundvand - omkring 0,63%, floder og søer - 0,009%, kontinentalt saltvand - 0,007%, atmosfære - 0,001% [13] .

Atmosfærisk nedbør

Vand hinsides Jorden

Vand er et ekstremt almindeligt stof i rummet , men på grund af det høje intra-væske tryk kan vand ikke eksistere i flydende tilstand i rummets vakuum, hvorfor det kun præsenteres i form af damp eller is.

Et af de vigtigste spørgsmål relateret til menneskelig udforskning af rummet og muligheden for fremkomsten af liv på andre planeter er spørgsmålet om tilstedeværelsen af vand uden for Jorden i en tilstrækkelig stor koncentration. Det er kendt, at nogle kometer er mere end 50 % vandis. Man skal dog ikke glemme, at ikke ethvert vandmiljø er egnet til liv.

Som et resultat af bombardementet af månekrateret , udført den 9. oktober 2009 af NASA ved hjælp af rumfartøjet LCROSS , blev der for første gang opnået pålidelige beviser for tilstedeværelsen af store mængder vandis på jordens satellit [38] .

Vand er bredt fordelt i solsystemet . Tilstedeværelsen af vand (hovedsageligt i form af is) er blevet bekræftet på mange måner af Jupiter og Saturn: Enceladus [39] [40] , Tethys , Europa , Ganymedes osv. Vand er til stede i alle kometer og mange asteroider. Forskere antager, at mange trans-neptunske objekter indeholder vand.

Vand i form af dampe er indeholdt i Solens atmosfære (spor) [41] , Merkurs atmosfærer (3,4 %, også store mængder vand blev fundet i Merkurs eksosfære ) [42] , Venus (0,002 % ) [43] , Månen [44] , Mars (0,03 %) [45] , Jupiter (0,0004 %) [46] , Europa [47] , Saturn , Uranus (spor) [48] og Neptun [49] (fundet i den lavere atmosfære).

Indholdet af vanddamp i Jordens atmosfære nær overfladen varierer fra 3-4 % i troperne til 2· 10-5 % i Antarktis [50] .

Derudover er der fundet vand på exoplaneter som HD 189733 A b [51] , HD 209458 b [52] og GJ 1214 b [53] .

Flydende vand menes at eksistere under overfladen af nogle af planetens måner - højst sandsynligt på Jupiters måne Europa .

Biologisk rolle

Vand spiller en unik rolle som et stof , der bestemmer muligheden for eksistens og selve livet for alle skabninger på Jorden . Det fungerer som et universelt opløsningsmiddel , hvori de vigtigste biokemiske processer i levende organismer finder sted . Det unikke ved vand ligger i det faktum, at det opløser både organiske og uorganiske stoffer ganske godt, hvilket giver en høj hastighed af kemiske reaktioner og samtidig tilstrækkelig kompleksitet af de resulterende komplekse forbindelser.

Takket være hydrogenbinding forbliver vand flydende over en lang række temperaturer, og det er netop i den, der er bredt repræsenteret på planeten Jorden på nuværende tidspunkt.

Da is har en lavere densitet end flydende vand, fryser vand i vandmasser fra oven i stedet for nedefra. Det resulterende lag af is forhindrer yderligere frysning af reservoiret, hvilket giver dets indbyggere mulighed for at overleve. Der er et andet synspunkt: Hvis vand ikke udvidede sig ved frysning, ville cellulære strukturer ikke kollapse, henholdsvis frysning ville ikke forårsage skade på levende organismer. Nogle væsner ( salamander ) tåler frysning / optøning - det menes, at dette lettes af den særlige sammensætning af celleplasmaet, som ikke udvider sig, når det fryses.

Ansøgning

I landbruget

At dyrke nok afgrøder i åbne tørre områder kræver en betydelig mængde vand til kunstvanding .

Til at drikke og lave mad

En levende menneskekrop indeholder mellem 50 % og 75 % vand [54] , afhængig af vægt og alder. Tab af mere end 10% vand i menneskekroppen kan føre til døden. Afhængigt af miljøets temperatur og luftfugtighed, fysisk aktivitet osv., skal en person drikke forskellige mængder vand. Der er en del debat om, hvor meget vand du skal indtage for optimal funktion af kroppen.

Drikkevand er vand fra enhver kilde, renset for mikroorganismer og skadelige urenheder. Drikkevandets egnethed, når det desinficeres inden det tilføres vandforsyningssystemet, vurderes ud fra antallet af E. coli pr. liter vand, da E. coli er almindelige og ret resistente over for antibakterielle midler, og hvis der er få. E. coli, så vil der være få andre mikrober . Hvis der ikke er mere end 3 E. coli pr. liter, anses vandet for at være drikkeligt [55] [56] .

I sport

Mange sportsgrene dyrkes på vandoverflader, på is, på sne og endda under vandet. Disse er dykning , hockey , bådsport, skiskydning , short track osv.

Til smøring

Vand bruges som smøremiddel til smøring af lejer af træ, plast, tekstolit, lejer med gummibeklædning osv. Vand bruges også i emulsionssmøremidler [57] .

Forskning

Oprindelsen af vand på planeten

Vandets oprindelse på Jorden er genstand for videnskabelig debat. Nogle videnskabsmænd[ hvem? ] mener, at vand blev bragt af asteroider eller kometer på et tidligt stadium af Jordens dannelse, for omkring fire milliarder år siden, da planeten allerede var dannet i form af en kugle. I 2010'erne fandt man ud af, at vand dukkede op i Jordens kappe senest for 2,7 milliarder år siden [58] .

Hydrologi

Hydrologi er en videnskab , der studerer naturlige farvande, deres interaktion med atmosfæren og lithosfæren , samt de fænomener og processer, der opstår i dem (fordampning, frysning osv.).

Emnet for studiet af hydrologi er alle typer af vand i hydrosfæren i havene , havene , floder , søer , reservoirer , sumpe , jord og grundvand .

Hydrologi udforsker vandets kredsløb i naturen , indvirkningen af menneskelig aktivitet på den og forvaltningen af regimet af vandområder og vandregimet i individuelle territorier; udfører en analyse af hydrologiske elementer for individuelle territorier og Jorden som helhed; giver en vurdering og prognose for tilstanden og rationel brug af vandressourcerne; bruger metoder, der anvendes inden for geografi , fysik og andre videnskaber. Marine hydrologidata bruges i navigation og krigsførelse af overfladeskibe og ubåde .

Hydrologi er underopdelt i oceanologi , landhydrologi og hydrogeologi .

Oceanologi er underopdelt i havbiologi , havkemi , oceangeologi , fysisk oceanologi og hav-atmosfære-interaktioner.

Landhydrologi er underopdelt i flodhydrologi ( flodhydrologi, potamologi ) , søvidenskab (limnologi) , sumpvidenskab og glaciologi .

Hydrogeologi

Hydrogeologi (fra andet græsk ὕδωρ "vandindhold" + geologi) er en videnskab, der studerer grundvandets oprindelse, forekomstbetingelser, sammensætning og bevægelsesmønstre. Grundvandets interaktion med klipper, overfladevand og atmosfæren undersøges også.

Omfanget af denne videnskab omfatter emner som grundvandsdynamik, hydrogeokemi, søgning og udforskning af grundvand samt indvinding og regional hydrogeologi. Hydrogeologi er tæt forbundet med hydrologi og geologi, herunder ingeniørgeologi, meteorologi, geokemi, geofysik og andre geovidenskaber. Den er afhængig af data fra matematik, fysik, kemi og gør udstrakt brug af deres forskningsmetoder.

Hydrogeologiske data bruges især til at løse problemer med vandforsyning, landvinding og udnyttelse af aflejringer.

Se også

Noter

↑ Engelsk. International Union of Pure and Applied Chemistry. Nomenklatur for uorganisk kemi. IUPAC-ANBEFALINGER 2005. RSC Publishing, 2005. - s. 306.
↑ Riddick, John (1970). Organiske opløsningsmidler Fysiske egenskaber og metoder til oprensning. Kemiens teknikker. Wiley Interscience. ISBN 0471927260 .
↑ Atmospheric Thermodynamics: Elementary Physics and Chemistry - Cambridge University Press , 2009. - S. 64. - ISBN 9780521899635
↑ PubChem _
↑ 1 2 Malenkov G. G. Vand // Physical Encyclopedia . - M. : Soviet Encyclopedia , 1988. - T. I. Aaronova - Bohm-effekt - Lange linjer . - S. 294-297 .
↑ Petrushevsky F.F. , Gershun A.L. Led, i fysik // Encyclopedic Dictionary - St. Petersburg. : Brockhaus - Efron , 1896. - T. XVII. - S. 471-473.
↑ Henniker, JC The Depth of the Surface Zone of a Liquid // Anmeldelser af moderne fysik : tidsskrift . - Anmeldelser af Modern Physics, 1949. - Vol. 21 , nr. 2 . - s. 322-341 . - doi : 10.1103/RevModPhys.21.322 .
↑ Pollack, Gerald. vandvidenskab . University of Washington, Pollack Laboratory. - "Vand har tre faser - gas, væske og fast stof; men de seneste resultater fra vores laboratorium antyder tilstedeværelsen af en overraskende omfattende fjerde fase, der forekommer ved grænseflader." Hentet 5. februar 2011. Arkiveret fra originalen 15. februar 2013. (ubestemt)
↑ Krivolutsky A.E. Blå planet. Jorden blandt planeter. geografiske aspekt. - M .: Tanke, 1985. - S. 212.
↑ De Forenede Nationer . Un.org (22. marts 2005). Dato for adgang: 25. juli 2010. Arkiveret fra originalen 15. februar 2013. (ubestemt)
↑ Videnskab og teknologi. Bøger. Gåder af almindeligt vand. . Hentet 27. august 2008. Arkiveret fra originalen 22. januar 2009. (ubestemt)
↑ CIA- The world fact book (downlink) . Central Intelligence Agency . Dato for adgang: 20. december 2008. Arkiveret fra originalen 5. januar 2010. (ubestemt)
↑ 1 2 Marine Science: An Illustrated Guide to Science
↑ Gleick, P. H. Water in Crisis: A Guide to the World's Freshwater Resources . — Oxford University Press , 1993. Arkiveret 5. marts 2016 på Wayback Machine
↑ Vanddamp i klimasystemet . American Geophysical Union . Hentet 13. februar 2013. Arkiveret fra originalen 15. februar 2013.
↑ Sammensætning og beskaffenhed af Jordens kappe . Hentet 6. april 2011. Arkiveret fra originalen 2. november 2011. (ubestemt)
↑ Antimon // En ung kemikers encyklopædiske ordbog . 2. udg. / Komp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pædagogik , 1990. - S. 235 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
↑ Derksen, Rick. Etymologisk ordbog over det slaviske nedarvede leksikon
↑ M. Vasmer. Etymologisk ordbog for det russiske sprog. Vand
↑ Online etymologiordbog. vand . Hentet 9. november 2019. Arkiveret fra originalen 9. juli 2019. (ubestemt)
↑ "Nostratisk etymologi" (database) . Hentet 8. september 2020. Arkiveret fra originalen 18. januar 2021. (ubestemt)
↑ 1 2 Larionov A.K. Underholdende hydrogeologi. - Moskva: Nedra , 1979. - S. 5-12. — 157 s.
↑ 1 2 3 Petryanov I.V. Det mest usædvanlige stof // Kemi og liv . - 1965. - Nr. 3 . - S. 2-14 .
↑ Isens fysik (side 15)
↑ Molekylære energiomformere i en levende celle (Tikhonov A.N., 1997) . Hentet 24. november 2007. Arkiveret fra originalen 23. januar 2009. (ubestemt)
↑ Voskresensky P.I. Laboratoriearbejde. 9. udg. - L .: " Chemistry ", 1970. - S. 696-697
↑ Utroligt: vand har to flydende tilstande Arkiveret 27. november 2020 på Wayback Machine // Vesti.ru , 21. november 2020
↑ Thermalinfo enAuthor11 11 2016 kl. 15:06. Specifik varmekapacitet af vand: borde ved forskellige temperaturer og tryk . Thermalinfo.ru . Hentet 30. maj 2022. Arkiveret fra originalen 23. november 2021. (Russisk)
↑ Varmekapacitet af vand desmos . Desmos . Hentet: 30. maj 2022. (Russisk)
↑ Graf for varmekapacitet online . Desmos . Hentet 3. juni 2022. Arkiveret fra originalen 6. juni 2022. (Russisk)
↑ Approksimation af permittivitet . Hentet 16. november 2021. Arkiveret fra originalen 16. november 2021. (ubestemt)
↑ se side 1162 . Hentet 16. november 2021. Arkiveret fra originalen 16. november 2021. (ubestemt)
↑ Khodakov Yu . _ _ - 18. udg. - M . : Uddannelse , 1987. - S. 15 -18. - 240 sek. — 1.630.000 eksemplarer.
↑ Strålingskemi // En ung kemikers encyklopædiske ordbog . 2. udg. / Komp. V. A. Kritsman, V. V. Stanzo. - M . : Pædagogik , 1990. - S. 200 . — ISBN 5-7155-0292-6 .
↑ Le Caër S. Vandradiolyse: Indflydelse af oxidoverflader på H 2 - produktion under ioniserende stråling // Vand: journal. - 2011. - Bd. 3 . — S. 236 .
↑ rmg, 2015 , s. 2.
↑ Oversættelsen her er tæt på den første: The Land of Men (Oversat af Horace Velle). VII. I hjertet af ørkenen // Antoine de Saint-Exupery. Folkets land / Pr. fra fr. udg. E. Zonina. - M . : Statens skønlitterære forlag , 1957. - S. 181. - (Udenlandsk roman fra det XX århundrede). - 165.000 eksemplarer.
↑ Vand på månen: men hvor? . Hentet 8. september 2020. Arkiveret fra originalen 20. september 2020. (ubestemt)
↑ Jane Platt, Brian Bell. NASA Space Assets registrerer hav inde i Saturn Moon . NASA (3. april 2014). Hentet 3. april 2014. Arkiveret fra originalen 3. april 2014. (ubestemt)
↑ Iess, L.; Stevenson, DJ; Parisi, M.; Hemingway, D.; Jacobson, R.A.; Lunin, JI; Nimmo, F.; Armstrong, Jw; Asmar, SW; Ducci, M.; Tortora, P. Enceladus' tyngdefelt og indre struktur (engelsk) // Science : journal. - 2014. - 4. april ( bind 344 ). - S. 78-80 . - doi : 10.1126/science.1250551 .
↑ Solanki, SK; Livingston, W.; Ayres, T. New Light on the Heart of Darkness of the Solar Chromosphere (engelsk) // Science : journal. - 1994. - Bd. 263 , nr. 5143 . - S. 64-66 . - doi : 10.1126/science.263.5143.64 . - . — PMID 17748350 .
↑ MESSENGER Videnskabsmænd 'overrasket' over at finde vand i Merkurs tynde atmosfære . Planetarisk samfund (3. juli 2008). Hentet 5. juli 2008. Arkiveret fra originalen 17. januar 2010. (ubestemt)
↑ Bertaux, Jean-Loup; Vandaele, Ann-Carine; Korablev, Oleg; Willard, E.; Fedorova, A.; Fussen, D.; Quemerais, E.; Belyaev, D.; Mahieux, A. Et varmt lag i Venus' kryosfære og højhøjdemålinger af HF, HCl, H 2 O og HDO // Nature : journal. - 2007. - Bd. 450 , nr. 7170 . - S. 646-649 . - doi : 10.1038/nature05974 . — . — PMID 18046397 .
↑ Sridharan, R.; SM Ahmed, Tirtha Pratim Dasa, P. Sreelathaa, P. Pradeepkumara, Neha Naika og Gogulapati Supriya. 'Direkte' beviser for vand i den solbeskinnede månestemning fra CHACE på MIP af Chandrayaan I // Planetary and Space Science : journal . - 2010. - Bd. 58 , nr. 6 . — S. 947 . - doi : 10.1016/j.pss.2010.02.013 . - .
↑ Donald Rapp. Brug af udenjordiske ressourcer til menneskelige rummissioner til månen eller Mars . — Springer, 28. november 2012. — S. 78–. - ISBN 978-3-642-32762-9 . Arkiveret 15. juli 2016 på Wayback Machine
↑ Atreya, Sushil K.; Wong, Ah-san. Koblede skyer og kemi af de gigantiske planeter - en sag for multiprober // Space Science Reviews : tidsskrift . - Springer , 2005. - Vol. 116 . - S. 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 ser bevis for vanddamp ved Jupiter Moon (utilgængeligt link) . NASA (12. december 2013). Dato for adgang: 12. december 2013. Arkiveret fra originalen 15. december 2013. (ubestemt)
↑ Encrenaz, 2003 , s. 92.
↑ Hubbard, WB Neptuns dybe kemi // Videnskab . - 1997. - Bd. 275 , nr. 5304 . - S. 1279-1280 . - doi : 10.1126/science.275.5304.1279 . — PMID 9064785 .
↑ Jorden (planet) - artikel fra Great Soviet Encyclopedia .
↑ Vand fundet på den fjerne planet Arkiveret 24. august 2013 ved Wayback Machine 12. juli 2007 af Laura Blue, Time
↑ Vand fundet i den ekstrasolare planets atmosfære . Hentet 12. april 2014. Arkiveret fra originalen 8. marts 2014. (ubestemt)
↑ Atmosfæren på exoplaneten GJ 1214b er fyldt med vand . Compulenta (24. februar 2012). "Nye observationer af transitterne af GJ 1214 b, 40 lysår væk fra Jorden, har vist, at vand bør udgøre mindst halvdelen af den samlede masse af atmosfæren i denne "superjord". Hentet 21. juli 2013. Arkiveret fra originalen 29. august 2013. (ubestemt)
↑ Watson, P. E. et al. (1980) Samlede kropsvandvolumener for voksne mænd og kvinder estimeret ud fra simple antropometriske målinger, The American Journal for Clinical Nutrition, Vol. 33, nr. 1, s. 27-39.
↑ Morgunova G.S. Vandet vi drikker // Kemi og liv . - 1965. - Nr. 3 . - S. 15-17 .
↑ Sharma BK Vandforurening . - 1994. - S. 408-409. Arkiveret 10. juli 2014 på Wayback Machine
↑ Voskresensky V. A., Dyakov V. I. Kapitel 2. Smøremidler og deres fysiske og kemiske egenskaber // Beregning og design af glidelejer (væskesmøring): Håndbog. - M . : Mashinostroenie , 1980. - S. 15. - (Konstruktørens bibliotek). - ISBN BBK 34.42, UDC 621.81.001.2 (031).
↑ Forskere: vand dukkede op i jordens kappe for 2,7 milliarder år siden . TASS . Hentet 26. april 2016. Arkiveret fra originalen 4. maj 2016. (Russisk)

Litteratur

Yakovlev V.A. Water // Encyclopedic Dictionary of Brockhaus and Efron : i 86 bind (82 bind og 4 yderligere). - Sankt Petersborg. , 1890-1907.
Losev K. S. Vand . - L .: Gidrometeoizdat , 1989. - 272 s. - 113.000 eksemplarer. - ISBN 5-286-00161-0 .
Hydrobionter i selvrensning af vand og biogen migration af grundstoffer. — M.: MAKS-Press. 2008. - 200 s. - ISBN 978-5-317-02625-7 .
Om nogle spørgsmål om opretholdelse af vandkvalitet og dets selvrensning // Vandressourcer . - 2005. - T. 32. - Nr. 3. - S. 337-347.
Andreev VG Påvirkningen af protonudvekslingsinteraktion på strukturen af vandmolekylet og styrken af hydrogenbindingen // Proceedings of the V International Conference "Actual Problems of Science in Russia". - 2008. - T. 3. - S. 58-62.
Arabadzhi V. I. Mysterier med almindeligt vand: i en verden af vand og is . - M .: Viden , 1973. - 96 s.
Kulsky L. A. , Dal V. V., Lenchina L. G. Vand er velkendt og mystisk . - Kiev: Radianska skole, 1982. - 120 s.
Melnik A. G. Vand i de kristne hellige skikke i det gamle Rusland i slutningen af det 10.-17. århundrede // Helligt vand i den kristne verdens hierotopi og ikonografi / ed.-comp. ER. Leder. — M. : LLC "Feoriya", 2017. — S. 496-520 . — ISBN 978-5-91796-061-6 .
Anbefalinger for mellemstatslig standardisering RMG 75-2014. Statssystem til sikring af ensartethed af målinger. Fugtmålinger af stoffer. Begreber og definitioner . - M. : Standartinform, 2015. - iv + 16 s.
Encrenaz, Therese. ISO-observationer af de gigantiske planeter og Titan: hvad har vi lært? (engelsk) // Planetary and Space Science : journal. - 2003. - Februar ( bind 51 , nr. 2 ). - S. 89-103 . - doi : 10.1016/S0032-0633(02)00145-9 . - .

Links

Binære forbindelser af brint

Alkali metalhydrider

Jordalkalimetalhydrider
_

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

Bor undergruppe hydrider

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

Hydrider af kulstofundergruppen

C	Alkaner CH 4 C2H6 _ _ _ C32H8 _ _ _ C4H10 _ _ _ C5H12 _ _ _ C6H 14 _ _ Alkenes C2H4 _ _ _ C3H6 _ _ _ Alkyner C2H2 _ _ _ C3H4 _ _ _ C4H6 _ _ _
Si	Silaner SiH4 _ Si2H6 _ _ _ Si3H8 _ _ _ Silenes Si2H4 _ _ _
Ge	GeH 4 Ge 2H 6 _
sn	S&H 4
Pb	PbH4 _

Pnictogen hydrogener

N	Azans NH3 _ N2H4 _ _ _ Azene N2H2 _ _ _ N3H3 _ _ _ N4H4 _ _ _
P	PH 3
Som	Ask 3
Sb	SbH 3
Bi	BiH 3

Chalcogen hydrogener

O	H2O _ _ H2O2 _ _ _ H2O3 _ _ _
S	H2S _ _ H2S2 _ _ _ H2S3 _ _ _
Se	H2Se _ _
Te	H2Te _ _
Po	H 2 Po

Hydrogenhalogenider

Overgangsmetalhydrider

se også:

uorganiske syrer
kulbrinter

Tematiske steder

Ordbøger og encyklopædier

I bibliografiske kataloger
BNF : 11931913j GND : 4064689-0 J9U : 987007551108905171 LCCN : sh85145447 NDL : 00567741 NKC : ph116596