Ознакомьтесь с нашей политикой обработки персональных данных
  • ↓
  • ↑
  • ⇑
 
Записи пользователя: YGK (список заголовков)
17:03 

Дыхание водой

YGK


Зарождение жизни

Жизнь на нашей планете зародилась, по-видимому, в воде — в среде, где запасы кислорода весьма скудны. При атмосферном давлении содержание кислорода в воздухе на уровне моря составляет 200 миллилитров на литр, а в литре поверхностного слоя воды растворено меньше семи миллилитров кислорода.

Первые обитатели нашей планеты, приспособившись к водной среде, дышали жабрами, назначение которых — экстрагировать максимальное количество кислорода из воды.

В ходе эволюции животные освоили богатую кислородом атмосферу суши и начали дышать легкими. Функции дыхательных органов остались прежними.

Как в легких, так и в жабрах кислород через тонкие мембраны проникает из окружающей среды в кровеносные сосуды, а углекислый газ выбрасывается из крови в окружающую среду. Итак, и в жабрах и в легких протекают одни и те же процессы. Отсюда возникает вопрос: смогло бы животное с легкими дышать в водной среде, если бы в ней содержалось достаточное количество кислорода?

Ответ на этот вопрос заслуживает внимания по нескольким причинам. Во-первых, мы смогли бы узнать, почему дыхательные органы сухопутных животных так отличаются по строению от соответствующих органов водных животных.

Кроме того, ответ на этот вопрос имеет и чисто практический интерес. Если бы специально подготовленный человек смог дышать в водной среде, то это облегчило бы и освоение глубин океана и путешествия к далеким планетам. Все это и послужило основанием к постановке ряда экспериментов по изучению возможности дыхания сухопутных млекопитающих водой.

читать дальше

@темы: Статьи

16:54 

YGK




Окись водорода, она же гидрид кислорода…
Самое распространенное, самое важное, самое обычное вещество. Вода.

Казалось бы, что может быть проще и обыденнее?

Мы не будем здесь говорить, где встречается вода, как и для чего она используется, - такие вещи знакомы даже людям, далеким от химии, даже малым детям.
Но вот что удивительно: вода по своим свойствам — сплошное исключение из правил.


Удивительные свойства воды

Более ста лет назад Д. И. Менделеев навел порядок в мире элементов, расположив их в единую систему.
У каждого элемента оказалось несколько родственников, «живущих» с ним в одной группе. Свойства элементов-родственников и их соединений похожи и изменяются очень закономерно.

Именно эти наблюдения позволили Менделееву не только предсказать существование новых элементов (например, скандия, германия, галлия), но и довольно точно вычислить некоторые их физические константы — удельный вес, температуры плавления.

Кислород находится в одной группе с серой, селеном и теллуром. Располагаются они в своей группе в том же порядке, в котором перечислены здесь.
Предположим, что мы ничего не знаем о кислороде и его соединениях. Попытаемся вычислить температуру кипения гидрида кислорода, имеющего формулу Н2О.

Исходные данные: температуры кипения гидрида теллура Н2Те — 2°, гидрида селена Н2Sе — 41°, гидрида серы (сероводорода) Н2S — 60°. Отсюда вывод: температура кипения гидрида кислорода должна быть еще ниже, чем для сероводорода, где-то около — 80°.

А между тем все мы прекрасно знаем, что вода кипит при + 100°С. Мы ошиблись в расчетах на 180°! Стоит ли говорить, что также аномальна и температура плавления воды,то есть льда? Вместо 0°С расчет,подобный только что проведенному, дает что-то около -100°С. Все дело в том, что в жидком состоянии молекулы воды в отличие от других веществ соединяются между собой при помощи так называемых водородных связей и образуют полимерные ассоциаты.


Далее. Все «нормальные» жидкости, затвердевая, сжимаются. Вода — наоборот. Плотность льда всего 0,92 г/см3, он легче воды.
Убедиться в этой аномалии проще простого. Зимой налейте в бутылку воду и поставьте ее за окно.
Через некоторое время, собирая осколки бутылки, вы наглядно убедитесь, что при переходе в лед вода расширяется.

Значение этого факта огромно: лед плавает по поверхности воды, предохраняет весь водоем от полного промерзания, спасает тем самым жизнь многочисленным его обитателям.
Еще одно удивительное свойство воды — очень большая теплоемкость. Это тоже полезное для живности свойство — водоемы медленно охлаждаются и медленно прогреваются, температура в них всегда примерно одинакова.
Весьма неохотно вода испаряется (у нее очень высокая теплота испарения). Если бы не это обстоятельство, многие озера, да и реки, летом испарялись бы досуха.
Мы уже говорили, что при переходе в твердое состояние вода расширяется. Но непоследовательно ведет себя при нагревании и охлаждении и жидкая вода.
Если охлаждать комнатную воду, она сжимается плавно, постепенно и лишь до тех пор, пока температура не упадет до +4°С. При дальнейшем охлаждении вода начинает расширяться.
Что это значит? А то, что четырех-градусная вода самая тяжелая. И зимой в водоемах такая вода опускается на дно.
Но +4° для рыб и прочей живности — вполне теплая «погода», им лишь бы не вмерзнуть в лед.


Вода как растворитель

Можно рассказать еще о многих удивительных свойствах воды, но мы посвятим весь остаток нашей беседы лишь одному из ее достоинств, быть может, самому важному с точки зрения химика.
Речь пойдет о воде как растворителе. С этой точки зрения она удивительна хотя бы тем, что спектр растворимых в ней веществ чрезвычайно широк.
Не случайно очень многие процессы химической технологии идут в водной среде.
Не случайно и то, что человек примерно на две трети состоит из воды: она служит средой для биохимических процессов, протекающих в живой клетке.
Поговорим о видах водных растворов и их свойствах. Большинство веществ растворяется в воде не беспредельно.
Вот мы налили в стакан воды и, перемешивая ее ложечкой, присыпаем поваренную соль.
Первые порции соли исчезают мгновенно, затем растворение замедляется.
И наконец, наступает момент, когда новые порции соли «не желают» растворяться, они так и лежат кристалликами на дне стакана.
Такой раствор называется насыщенным.

Сколько же вещества надо насыпать в воду, чтобы получить насыщенный раствор?
Оказывается, это зависит от того, какое вещество мы растворяем, и от температуры раствора — обычно, чем выше температура, тем больше вещества растворяется.
Естественно задаться вопросом: что будет, если насыщенный раствор охладить или выпарить из него часть воды? В нем окажется больше растворенного вещества, чем это соответствует новым условиям. Избыток, как правило, выпадает в осадок, но может и не выпасть: тогда раствор называется пересыщенным. Пересыщенный раствор — система неустойчивая, так что выпадение осадка вызвать нетрудно. Но об этом далее.


Скопипастил здесь http://xroniki-nauki.ru/fakty-nauki/udivitelnoe-veshhestvo, там же продолжение

@темы: Статьи

Чистая магия воды

главная