Роль воды в химии. Вода: ее состав, строение молекулы, физические свойства. Химические свойства воды. Тройная точка воды

Вода является одним из основных веществ, которые обеспечивают существование планеты и человечества. Это совершенно уникальный элемент, без которого невозможна жизнь любого живого существа. Некоторые химические и физические свойства воды уникальны.

Важность этого вещества трудно переоценить. Вода занимает большую часть планеты, образует океаны, моря, реки и прочие водоемы. Она непосредственно участвует в формировании климата и погоды, обеспечивая тем самым определенные условия существования в том или ином уголке планеты.

Для многих организмов она служит средой обитания. Кроме того, практически каждое живое существо в той или иной мере состоит именно из воды. Например, содержание ее в организме человека составляет от 70 до 90 процентов.

Физические свойства воды: краткая характеристика

Молекула воды уникальна. Формула ее наверняка известна всем: H2O. Но вот некоторые физические свойства воды напрямую зависят от строения ее молекулы.

В природе вода существует сразу в трех При нормальных условиях это без цвета, запаха и вкуса. При падении температуры вода кристаллизируется и превращается в лед. При повышении температуры жидкость переходит в газообразное состояние - водяной пар.

Вода характеризируется высокой плотностью, которая составляет примерно 1 грамм на кубический сантиметр. Кипение воды наступает при повышении температуры до ста градусов по Цельсию. А вот при падении температуры до 0 градусов жидкость превращается в лед.

Интересно, что снижение атмосферного давления вызывает изменение данных показателей - вода закипает при меньшей температуре.

Теплопроводность воды составляет примерно 0,58 Вт/(м*К). Еще один важный показатель - это ее высокое которое практически равно соответствующему показателю у ртути.

Уникальные физические свойства воды

Как уже упоминалось, именно вода обеспечивает нормальное существование планеты, влияя на климат и жизнедеятельность организмов. Но это вещество на самом деле является уникальным. Именно эти удивительные свойства воды обеспечивают жизнь.

Взять, к примеру, плотность льда и воды. В большинстве случаев при замерзании молекулы веществ располагаются ближе друг к другу, структура их становится компактнее и плотнее. Но с водой эта схема не работает. Впервые это удивительное свойство было описано еще Галилеем.

Если медленно понижать температуру и следить за то сначала схема будет вполне стандартной - вещество будет становиться все плотнее и компактнее. Изменения произойдут после того, как температура достигнет +4 градусов. При этом показателе вода неожиданно становится легче. Именно поэтому лед плавает по поверхности воды, но не тонет. Кстати, эта особенность обеспечивает выживание водной флоры и фауны - вода редко промерзает полностью, сохраняя жизнь своим обитателям.

Кстати, при замерзании вещество расширяется примерно на 9%. Такая особенность воды вызывает естественную коррозию горных пород. С другой стороны, трубы водопровода именно поэтому разрываются при неожиданном похолодании.

Но это далеко не все Еще одна ее уникальная особенность - это аномально высокая теплоемкость. Например, того количество тепла, которое необходимо для нагревания одного грамма воды на один градус, хватит, чтобы разогреть примерно 10 г меди или 9 г железа.

Весь мировой океан - это глобальный термостат, который сглаживает колебания температуры, причем как суточные, так и годовые. Кстати, этими же свойствами наделен и который содержится в атмосфере. Ни для кого не секрет, что для пустыни характерны резкие температурные изменения - днем слишком жарко, а в ночное время очень холодно. Это связано как раз с сухим воздухом и отсутствием необходимого количества водяного пара.

Всем известна фраза «Вода – это жизнь». Вода до сих пор остается наиболее малоизученным веществом Природы. Очевидно, это произошло потому, что ее очень много, она вездесуща, она вокруг нас, над нами, под нами, в нас.

Воду считают самым трудным из всех веществ, изучаемых физиками и химиками. Химический состав вод может быть одинаков, а их воздействие на организм разным, потому что каждая вода формировалась в конкретных условиях. И если жизнь – это одушевленная вода, то, также как и жизнь, вода многолика и характеристики ее бесконечны.

Вода – это, на первый взгляд, простое химическое соединение водорода и кислорода, ее химическая формула H2O. Но на самом деле, вода – основа жизни на Земле.

Вода сама по себе не имеет питательной ценности, но она – непременная составляющая часть всего живого. В растениях – до 90% воды, а в теле взрослого человека – около 65 %.

Определенное и постоянное содержание воды - одно из необходимых условий существования живого организма. Ни одна другая жидкость не имеет такого значения для организма, как вода: в воде протекают биохимические процессы, вода и сама является активным участником многих реакций обмена веществ.

При изменении количества потребляемой воды и ее солевого состава нарушаются процессы пищеварения и усвоения пищи, кроветворения. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание постоянной температуры тела.

Вода с научной точки зрения – это самая необычная, самая загадочная жидкость. Этим и объясняется актуальность выбранной темы. Трудно назвать какое-либо свойство воды, которое бы не было аномальным. В своей работе мы опишем только некоторые необычные свойства воды.

Гипотеза исследования состоит в предположении, что вода по своим физическим и химическим свойствам является уникальным природным веществом; способна испаряться и конденсироваться; воспринимать и сохранять информацию; обладает целебными свойствами.

Целью данной работы является: теоретическое изучение, анализ и экспериментальное исследование уникальных свойств воды.

1) Изучить литературу по теме исследования.

2) Проанализировать полученные данные и описать уникальные свойства воды.

3) Провести экспериментальное исследование таких свойств воды, как: способность растворять поваренную соль; испаряться; в газообразном состоянии конденсироваться.

4) На основании данных, полученных экспериментальным путем, а также в результате теоретического анализа научной литературы сделать выводы.

1. Химические и физические свойства воды

Чистая вода - бесцветная жидкость без вкуса, цвета и запаха. Это единственное в природе вещество, которое в земных условиях существует в трех агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном.

Температуры, при которых происходят плавление и кипение воды, еще в середине XVIII века были выбраны за опорные точки температурной шкалы, которой мы пользуемся в настоящее время - шкалы Цельсия. Им были прописаны значения 00 (плавление льда) и 1000 (кипение воды), а 1 градус по Цельсию, соответственно равен одной сотой части этого интервала температур.

Одним из свойств, подтверждающих уникальность воды, является ее аномально высокая теплоёмкость (4,1868 кДж/кг). Это имеет большое значение в жизни природы. В ночное время, а также при переходе от лета к зиме вода остывает медленно, а днем или при переходе от зимы к лету так же медленно нагревается, являясь, таким образом, регулятором температуры на земном шаре.

Следующим уникальным свойством воды является плотность: при переходе ее из твердого состояния в жидкое плотность воды не уменьшается, как почти у всех других веществ, а возрастает При +4˚С вода имеет максимальную плотность, и лишь при дальнейшем нагревании её плотность уменьшается.

Если бы при понижении температуры и при переходе из жидкого состояния в твердое плотность воды изменялась так же, как это происходит у подавляющего большинства веществ, то при приближении зимы поверхностные слои природных вод охлаждались бы до 0°С и опускались на дно, освобождая место более тёплым слоям, и так продолжалось бы до тех пор, пока вся масса водоёма не приобрела бы температуру 0°С. Далее вода начинала бы замерзать, образующиеся льдины погружались бы на дно и водоём промерзал бы на всю его глубину. При этом многие формы жизни в воде были бы невозможны. Но так как наибольшей плотности вода достигает при +4°С, то перемещение ее слоёв, вызываемое охлаждением, заканчивается при достижении этой температуры. При дальнейшем понижении температуры охлаждённый слой, обладающий меньшей плотностью, остается на поверхности, замерзает и тем самым защищает лежащие ниже слои от дальнейшего охлаждения и замерзания.

Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000 °С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород. Процесс разложения вещества в результате его нагревания называется термической диссоциацией.

Но самое, пожалуй, удивительное свойство воды – это свойство практически универсального растворителя. Вода способна растворять многие вещества, как неорганические (минеральные кислоты, щелочи, соли), так и органические (органические кислоты, спирты, фенолы, альдегиды и многие другие).

Кроме того, что в воде протекают биохимические процессы, вода сама активно участвует во многих реакциях обмена веществ. В жидкой среде происходит переваривание пищи, жидкие среды транспортируют вещества по организму, с водой из организма выводятся конечные продукты обмена, вода необходима для осуществления терморегуляции путем испарения. Иными словами, вода для организма – первое главное вещество (наряду с кислородом).

2. Целебные свойства воды

Вода - самое распространенное на нашей планете и самое загадочное вещество. Она существует в самых разных состояниях, обладая множеством жизненно важных свойств. Она способна вести себя в организме и как эликсир жизни, и как ее враг.

Таким образом, качество воды исключительно важно для жизни живого организма, качество воды определяет качество здоровья человека, в связи с чем невозможно переоценить роль воды в нашей жизни. Все физиологические процессы, происходящие в организме, в той или иной степени связаны с водой. Без нее невозможно пищеварение, синтез необходимых веществ в клетках организма, выделение большинства вредных продуктов обмена.

Суточная потребность человека в воде определяется из расчета 40 мл на 1 кг веса, то есть 2,5-2,8 л. В среднем с питанием и питьем мы потребляем 1,5-2 л (учитывая воду во фруктах и овощах). Вода, выделяющаяся в результате внутренних процессов, составляет около 400 мл. Общее количество воды, необходимое для жизнедеятельности - 2 -2,5 л в сутки.

Вода – как вещество, без которого совершенно невозможно представить живую природу, обладает целым рядом целебных свойств. У народов всех стран существуют сказания о чудодейственных свойствах воды: о «живой» и «мертвой» воде, омолаживающей воде горных источников, целительных силах морской воды.

Известный целитель XIX века Себастьян Кнейп из Баварии написал книгу «Мое водолечение», в которой он изложил 35-летний опыт применения воды в излечении многих болезней.

Научные исследования, которые проводятся и в наше время, дают объяснение многим целебным свойствам воды. Несколько слов о том, какая вода обладает целебными свойствами и какими.

1. Морская вода

Поскольку в морской воде растворено много примесей: калий и магний, марганец и мышьяк, определенное количество драгоценных металлов, а также радий и уран и многие другие компоненты, то во время купания все эти вещества благотворно влияют на организм человека, действуя на нервные окончания через поры в коже.

Имеют значение и температура морской воды, ее плотность, сила удара волны, осуществляющей своеобразный массаж тела. Поэтому любые передвижения в воде: игра в мяч, плавание или ныряние хорошо тренируют мышцы, сердце и легкие. К тому же купание в морской воде способствует закаливанию организма человека, повышению его сопротивляемости простудным заболеваниям.

Можно принимать морские ванны или обтираться морской водой. Такие процедуры можно делать не только летом, но и зимой. Они способствуют лечению бронхитов, подагр, радикулитов, нервной и сердечно-сосудистой систем, ожирения, болезни желудка, печени, почек и мочевого пузыря.

Купание в морской воде при температуре не ниже 17 градусов может стать превосходной возможностью для начала занятий по закаливанию организма.

После курса лечения (10-12 ванн) восстанавливается сон, уменьшаются боли в суставах и мышцах, прекращаются головные боли. Если болит горло, то купание в ванной можно дополнить полосканием горла стаканом «морской воды», добавив в него 3-5 капель йода.

2. Серебряная вода

Современное изучение целебных свойств серебряной («волшебной») воды началось в конце XIX века, когда всемирно известный врач Бенье Креде доложил о хороших результатах лечения септической инфекции ионами серебра. Эффект уничтожения бактерий препаратами серебра чрезвычайно велик. Серебро - микроэлемент, необходимый для нормальной деятельности желез внутренней секреции, мозга, печени и костной ткани.

Способ обеззараживания воды электролитическим серебром был разработан известным ученым, академиком Украинской АН Л. А. Кульским еще в 1930 году. Он описал целебные свойства серебряной воды и методы ее использования в медицинской практике. Ученый доказал, что серебро в концентрации 0,1 - 0,2 мг/л подавляет и обеззараживает в течение часа микроорганизмы, вызывающие острые кишечные инфекции: возбудителей дизентерии, сальмонеллеза и энтеропатогенную кишечную палочку. Сейчас этот метод применяют в США, Франции, Чехии, Германии и других странах.

Врачи рекомендуют использовать серебряную воду для профилактики гриппа, ОРЗ, заболеваний желудочно-кишечного тракта, стоматитов, инфекционных заболеваний уха, горла, носа, цистита, воспаления глаз, трофических язвах, а также обработки ран и ожогов. Она дает хороший эффект при лечении бруцеллеза, бронхиальной астмы и ревматоидного артрита.

Самое интересное, что при употреблении серебра можно не бояться его передозировки. Этот металл абсолютно безвреден для печени и почек. Единственное, что отмечают медики у больных при повышенных концентрациях серебра в организме - это некоторое «посмугление» кожи, которая приобретает временами черноморский загар. При этом установлено, что этот феномен совершенно безвреден для человека и не оказывает токсического воздействия на организм.

2. 3 Талая вода

Целебные свойства талой воды были замечены еще в глубокой древности. Ученые ведут постоянные наблюдения над свойствами талой воды. Московский ученый Драгомирецкий Ю. А. в своей книге «Акватерапия – целебные свойства воды» приводит такие сведения: «Замечено, что талая вода является сильным биостимулятором. Семена растений, замоченные в талой, а не в водопроводной воде, дают лучшие всходы. А если талую воду использовать для полива растений, то урожай будет вдвое большим, чем при использовании обычной воды». У сердечно-сосудистых больных в результате приема талой воды значительно снижается количество холестерина в крови и улучшается обмен веществ. К тому же талая вода - эффективное средство против патологической тучности. Она полезна также для спортсменов, особенно перенесших травмы, поскольку сокращает время для вхождения в форму.

Снеговая вода может иметь иногда преимущества перед талой водой, приготовленной изо льда. Такая вода содержит особенно мелкодисперсные примеси - мельчайшие пузырьки газов, она лишена солей и поэтому быстрее всасывается в организм.

У талой воды есть еще одно прекрасное свойство: она обладает значительной внутренней энергией. Как показывают исследования, колебания равновеликих молекул в ней совершаются на одной и той же волне, а не идут на самопогашение, как при ситуации разновеликих молекул. Получается так, что вместе с потреблением талой воды, мы потребляем ощутимую энергетическую поддержку.

4. Магнитная вода

Попытки применить магнит в лечебных целях уходят в седую старину. Древние врачеватели прикладывали магнитные бруски или пластинки к телу больного. Первые сведения о влиянии магнитных полей на биологические свойства воды были получены еще в 18 веке в ходе опытов, проведенных женевским физиком де Герсю. Затем французский врач Дюрвиль описал лечебное действие омагниченной воды на раны и язвы. В ходе опытов выяснилось, что воздействие на организм омагниченной воды оказывает такое же влияние, как и приложенный к нему магнит.

Оказалось, что при питье омагниченной воды увеличивается мочеотделение, снижается артериальное давление, изменяется фармакологическое действие ряда лекарств.

В настоящее время в клинике медицинского института г. Перми успешно используют магнитное поле как обезболивающий фактор и как средство, ускоряющее рубцевание ран и язв.

В то же время, сами того не замечая, мы все время ощущаем на себе воздействие омагниченной воды. Например, искупавшись в море или реке, мы чувствуем себя так, будто заново родились. Это оттого, что вода в открытых водоемах впитывает в себя магнетизм.

Влияние магнитного поля на состояние человека уже ни у кого не вызывает сомнений. В Японии, например, изобрели искусственные источники магнитного поля - приборы для магнитотерапии и омагничивания воды. Современными исследованиями установлено много общих свойств между талой (структурированной) и омагниченной водой.

Отсюда вывод напрашивается сам собой: слабоомагниченная вода - это ничто иное, как живая природная вода, хранящая энергию Солнца и Земли.

2. 5 Минеральная вода

В древнейших книгах есть сведения, что еще четыре тысячи лет назад больных лечили в купелях при храмах. Греческие жрецы строго охраняли свои тайны от непосвященных, оберегая целебную силу минеральной воды. Вблизи источников под их руководством трудом рабов возводились храмы Эскулапа, приобретавшие славу священных мест. О целебных свойствах минеральной воды знали также галлы.

В воде, взятой из любого природного источника, всегда содержатся растворенные вещества. Путешествуя в подземных лабиринтах и встречая на своем пути различные горные породы и минералы, вода растворяет их, формируя свой химический состав. Обогатившись различными элементами или их соединениями, она превращается иногда в настоящий «эликсир здоровья». Например, известные ессентукские источники богаты содой и минеральными солями, подземные воды в Цхалтубо - радиоактивным газом радоном, а пятигорские и мацестинские - сероводородом.

Из минеральных вод наиболее ценные с биологической точки зрения - углекислые. Под их воздействием расширяются капилляры кожного покрова, и кровь равномерно перераспределяется в организме, не требуя дополнительных усилий со стороны сердца. Благодаря углекислоте нормализуется кровообращение, улучшаются обменные процессы в мышце сердца, повышается ее работоспособность. Таким образом, становится понятным, почему врачи рекомендуют углекислые ванны при некоторых сердечно-сосудистых заболеваниях. Действие углекислоты положительно сказывается на всех показателях кровообращения и дыхания.

Некоторые специалисты полагали, что целительные свойства минеральной воды определяются ее химическим составом, т. е. теми солями, которые в ней растворены. Такой подход предполагает возможность искусственного приготовления целебной минеральной воды. Пользуясь современной аппаратурой, ученые установили точный химический состав воды и путем синтеза приготовили искусственную минеральную воду. Воду то получили, но без целебных свойств. Очевидно, дело не только и не столько в растворенных веществах, сколько в способности воды накапливать информацию, т. е. запоминать. Вырываясь с больших глубин (800 метров и глубже), подвергаясь воздействию высоких температур и высоких давлений, вода прошла пока еще неведомую нам физико-химическую и информационную обработку. Вот ее то пока и не удается восстановить ученым в своих лабораториях.

По структурному содержанию конкуренцию минеральной воде может составить, пожалуй, лишь талая вода. Но у минеральной воды энергетический уровень значительно выше, чем у талой воды. Если талая вода довольно быстро утрачивает приобретенную энергетическую добавку, то в минеральной воде сохранить ее, по-видимому, помогают растворенные соли.

Минеральную воду можно разделить на три категории: столовую, столово-лечебную и лечебную. Степень минерализации столовой воды может быть от 0,3 до 1,2 г на литр (она указана на бутылке).

Целебные свойства минеральной воде обеспечивают присутствующие в ней минеральные соли, биологически активные вещества и газ.

Такие воды как нарзан и боржоми, обладая щелочной реакцией, нормализуют моторную и секреторную функции желудочно-кишечного тракта, уменьшают диспепсические расстройства, нормализуют работу мочеполовых органов. При пониженной кислотности желудочного сока и застое желчи в желчном пузыре полезна минеральная вода с содержанием иона хлора, если в воде есть кремниевая кислота, то она оказывает болеутоляющий, антитоксический и противовоспалительный эффекты.

Для лечения атеросклероза наиболее эффективны йодистые минеральные воды. При малокровии и заболеваниях крови полезно принимать железистые минеральные воды, которые стимулируют образование крови.

2. удивительная Способность воды воспринимать информацию

С древности люди пытались проникнуть в секрет уникальных свойств воды. И хотя вода оставалась необъяснимой, непредсказуемой, загадочной, человек всегда ощущал неразрывную связь с этой стихией, интуитивно чувствуя, что может вступить с нею в контакт, быть выслушанным и понятым. Однако только в последнее время некоторым ученым стали очевидны причины, по которым люди стремятся общаться с водой, она, как живое существо, обладает памятью. Вода воспринимает, запоминает и как будто понимает любое оказываемое на нее воздействие физическое или мысленное.

В нескольких странах были одновременно проведены интересные эксперименты, подтвердившие, что вода как находящаяся в реках, озерах, морях, так и содержащаяся во всех живых организмах, действительно способна воспринимать, копировать, сохранять и передавать информацию, даже такую тонкую, как человеческая мысль, слово и эмоция.

Убедительные доказательства информационных свойств воды были найдены японским исследователем Масару Емото, который посвятил этой теме более двадцати лет. Изучая кристаллы воды, которые он получает в своей лаборатории, фотографирует, а затем анализирует снимки под микроскопом с увеличением в несколько сотен раз, Емото пришел к сенсационному открытию.

Суть своих экспериментов и сделанного на их основе открытия японский ученый раскрыл на встрече с польскими исследователями и журналистами, состоявшейся 16 марта 2004 года в конференц-зале Института геологии в Варшаве.

Исследуя обычную дистиллированную воду, Масару Емото обнаружил, что форма образующихся из нее кристаллов может отличаться большим разнообразием, а их внешний вид зависит от характера информационного воздействия, оказанного на воду до начала ее кристаллизации.

Основой структуры кристаллов воды - хорошо известных снежинок - является шестиугольник, именно с его формирования и начинается кристаллизация. А вокруг этого шестиугольника могут возникать украшающие его орнаменты. Вид этих украшений, так же, как и цвет кристалла, определяется информацией, предварительно воспринятой водой. Оптимальной для образования кристаллов воды оказалась температура, равная -5ºС. Именно такой «легкий морозец» и поддерживает в своей лаборатории японский исследователь, по крайней мере, в период проведения экспериментов.

Отправным моментом для исследований Масару Емото стали работы американского биохимика доктора Ли Лорензена, который в конце 80-х годов XX века впервые в мире доказал, что вода накапливает и сохраняет сообщаемую ей информацию. Емото стал сотрудничать с Лорензеном, но пошел еще дальше и решил попытаться получить визуальное подтверждение неожиданного свойства воды, обнаруженного американским ученым.

Его поиски увенчались успехом, а результаты превзошли все ожидания. Оказалось, что кристаллы воды, к которой до начала кристаллизации «обратились» с такими словами, как «доброта», «любовь», «ангел», «благодарность», имели правильную структуру, симметричную форму и были украшены сложным, красивым орнаментом.

Но если воде были сообщенные слова: «зло», «ненависть», «злоба», то кристаллы получались мелкими, деформированными, уродливыми на вид. При этом не имело значения, произносились ли слова вслух или записывались на бумажку, приклеенную к емкости с водой. Если же воде не сказать ничего, образуются кристаллы правильной формы, практически без всяких украшений. Причем такая зависимость подтверждена многочисленными экспериментами и тысячами фотоснимков.

Воде не важно, на каком языке с ней общаются, она понимает любую речь. Более того, опыты показали, что не играет роли и расстояние. Так, Масару Емото посылал «чистые мысли» воде, находящейся в его лаборатории в Токио, а сам был в это время в Мельбурне. Вода эти мысли восприняла мгновенно и отреагировала арией великолепных кристаллов.

Таким образом, в очередной раз подтвердилась гипотеза о том, что пространство и время не являются преградой для передачи информации.

В ходе дальнейших экспериментов выяснилось, что вода способна воспринимать и отображать такие человеческие эмоции, как страх, боль, страдание. Об этом убедительно свидетельствуют фотографии кристаллов, сделанные после катастрофического землетрясения 1995 года в городе Кобе. Когда сразу же после этой трагедии сфотографировали кристаллы, образовавшиеся из воды, взятой из местного водопровода, они были деформированными и уродливыми, словно их исказили воспринятые водой страх, паника и страдания, испытываемые людьми сразу после землетрясения. А когда получили кристаллы из воды, взятой из того же водопровода, но три месяца спустя, они уже имели правильную форму и выглядели гораздо привлекательнее. Дело в том, что в течение этого времени в Кобе поступала помощь из многих стран мира, жители ощущали сочувствие и симпатию большинства населения Земли, и их моральное состояние заметно улучшилось.

Реагирует вода и на музыку. «Прослушав» сочинения Бетховена, «Аве Марию» Шуберта или «Свадебный марш» Мендельсона, она образует кристаллы фантастической красоты. Кристаллы воды, которой сыграли «Танец маленьких лебедей» из балета Чайковского «Лебединое озеро», напоминали, по словам Емото, силуэты этих грациозных и величественных птиц.

А когда воде сообщили, названия пяти основных мировых религий - христианство, буддизм, индуизм, ислам, и иудаизм, из нее образовался пятиугольный кристалл и в нем просматривались контуры человеческого лица.

Результаты своих исследований Масару Емото изложил в книге «Послания, исходящие от воды», опубликованной в 2002 году, которая за прошедшее с тех пор время буквально покорила мир и была переведена на десятки языков.

В России исследованиями влияния мыслей человека на протекание процессов, изменяющих информационные свойства воды, начали заниматься в 90-х годах прошлого столетия в московском НИИ традиционных методов лечения Минздрава России. Ими руководил доктор биологических наук Зенин С. В. В ходе многочисленных экспериментов группы Зенина оказалось, что огромное значение для свойств воды имеет ее структура, способ организации молекул, образующих устойчивые группы жидких кристаллов. Они являются своеобразными ячейками памяти воды. Именно поэтому ее структура ответственна за запоминание и передачу биологической информации.

В 1996 году возглавляемая им группа создала и запатентовала устройство по регистрации изменения электрической проводимости водной среды в зависимости от вида воздействующих мысленных установок. С его помощью удалось выяснить, что при мысленных установках на «излечение» проводимость воды возрастала, а при смене установок на «подавление» - уменьшалась.

Не менее любопытные результаты были получены в Санкт-Петербурге в лаборатории, руководимой доктором технических наук, президентом Международного союза медицинской и прикладной биоэлектроники Коротковым К. С. В последние годы там проводились эксперименты по воздействию на воду человеческих эмоций.

В одном из опытов группу людей попросили спроецировать на колбы с водой поочередно сначала положительные эмоции любви, нежности, заботы, а затем отрицательные чувства страха, боли, горечи, ненависти. Затем были произведены измерения с помощью специально разработанного прибора, действие которого основано на эффекте Кирлиана: все, что помещается в сильное электромагнитное поле, начинает испускать свет.

Таким образом, в различных образцах стали видны структурные изменения воды, соответствующие характеру воздействий позитивных или негативных. Ругань и проклятия действовали на воду подобно ядам.

Юрий Исаевич Наберухин, доктор химических наук, профессор Новосибирского государственного университета, специалист в области спектроскопии воды и водных растворов в настоящее время занимается компьютерным моделированием неупорядоченных конденсированных сред (жидкостей и аморфных твердых тел, в частности воды). Автор более 100 научных работ и четырех монографий, в своей книге «Загадки воды» Наберухин Ю. И. говорит о том, что чистая по своему химическому составу вода может обладать громадной биологической активностью. При многократных разведениях память о химической структуре растворенного вещества сохраняется. Передача биологической информации осуществляется за счет того, что она «запечатлевается» в структуре воды.

Практическое значение исследований, проведенных в Москве, Санкт-Петербурге, Новосибирске и Японии, трудно переоценить, если вспомнить, что человек более чем наполовину состоит из воды. И, следовательно, вода, находящаяся в организме, запоминает все наши повседневные мысли, чувства, эмоции. И если они положительны - мы не болеем, у нас отличное самочувствие, тогда как отрицательные мысли и эмоции, являющиеся, в сущности, вибрациями с определенными параметрами, передаются «нашей» воде и отрицательно влияют на все протекающие в организме процессы. Из этого следует, как много в нашей судьбе зависит от нас самих, от наших мыслей.

заключение

Вода - уникальное соединение, которое присутствует в солнечной системе только на нашей планете. Чистая вода - бесцветная жидкость без вкуса, цвета и запаха. Это единственное в природе вещество, которое в земных условиях существует в трех агрегатных состояниях - твердом, жидком и газообразном. Как и сама жизнь, вода многолика, и влияние её разнообразно.

Определенное и постоянное содержание воды - одно из необходимых условий существования живого организма. Ни одна другая жидкость не имеет такого значения для организма, как вода: в воде протекают биохимические процессы, вода и сама является активным участником многих реакций обмена веществ. При изменении количества потребляемой воды и ее солевого состава нарушаются процессы пищеварения и усвоения пищи, кроветворения. Без воды невозможна регуляция теплообмена организма с окружающей средой и поддержание постоянной температуры тела.

В своем исследовании мы постарались описать некоторые необычные свойства воды: ее физико-химические свойства; способность воды воспринимать и сохранять информацию; исцелять некоторые заболевания.

Были проведены экспериментальное исследование таких свойств воды, как: способность растворять поваренную соль; испаряться; в газообразном состоянии конденсироваться.

На основании данных, полученных экспериментальным путем, а также в результате теоретического анализа научной и научно-популярной литературы можно сделать вывод, подтверждающий гипотезу исследования.

Вода действительно является уникальным природным веществом по своим физическо-химическим свойствам: в отличие от большинства веществ, плотность воды в твердом состоянии меньше, чем в жидком. Поэтому лед всплывает на поверхность воды, благодаря чему водоемы холодного и умеренного климатических поясов не промерзают до дна.

Низкая испаряемость также является особенным и важным свойством воды, поэтому озера и реки не пересыхают. Вода обладает аномально высокой теплоёмкостью, являясь регулятором температуры на земном шаре.

Вода – универсальный растворитель значительного количества веществ. Молекулы воды отличаются большой устойчивостью к нагреванию. Однако при температурах выше 1000 °С водяной пар начинает разлагаться на водород и кислород.

Вода - весьма реакционноспособное вещество. Оксиды многих металлов и неметаллов соединяются с водой, образуя основания и кислоты; некоторые соли образуют с водой кристаллогидраты; наиболее активные металлы взаимодействуют с водой с выделением водорода. Вода обладает также каталитической способностью.

Научные исследования Масару Емото, С. В. Зенина, К. С. Короткова, Ю. И.

Наберухина подтверждают нашу гипотезу о том, что вода обладает способностью накапливать и сохранять сообщаемую ей информацию. Причем, воде не важно, на каком языке с ней общаются, она понимает любую речь. Более того, опыты показали, что не играет роли и расстояние. Вода способна реагировать на музыку, воспринимать и отображать такие человеческие эмоции, как страх, боль, страдание.

Ряд научных работ свидетельствует, что вода как вещество, без которого совершенно невозможно представить живую природу, обладает целым рядом целебных свойств. Например, Никитина Т. Н. в своей книге «Вода, которая исцеляет», приводит сведения о том, что вода, обработанная магнитным полем, значительно меняет свою биологическую активность и в некоторых случаях способствует лечению болезней, ран и т. д.

Особыми свойствами обладает вода в «переходных» состояниях, например, при таянии льда (талая вода), а также минеральная вода, которая, путешествуя в подземных лабиринтах и встречая на своем пути различные горные породы и минералы, растворяет их, формируя свой химический состав. Обогатившись различными элементами или их соединениями, она превращается иногда в настоящий «эликсир здоровья».

Драгомирецкий Ю. А. в своей книге «Акватерапия – целебные свойства воды» описывает более 200 различных гидротерапевтических и очистительных процедур, помогающих сохранить и укрепить здоровье с помощью морской воды.

Серебряную воду врачи рекомендуют использовать для профилактики гриппа, ОРЗ, заболеваний желудочно-кишечного тракта, стоматитов, инфекционных заболеваний уха, горла, носа, цистита, воспаления глаз, трофических язвах, а также обработки ран и ожогов. Она дает хороший эффект при лечении бруцеллеза, бронхиальной астмы и ревматоидного артрита.

Нами была проведена серия опытов, наглядно доказывающих такие удивительные свойства воды, как: способность растворять, испаряться и в газообразном состоянии конденсироваться. Описание и результаты опытов приведены в Приложении.

Результаты опытов также подтверждают нашу гипотезу: вода – действительно уникальное соединение и мы с полной уверенностью можем сказать: «Вода – это жизнь»!

ВОДА

Молекула воды состоит из атома кислорода и двух атомов водорода, присоединившихся к нему под углом 104,5°.

Угол 104,5° между связями в молекуле воды обусловливает рыхлость льда и жидкой воды и как следствие аномальную зависи­мость плотности от температуры. Именно поэтому крупные водоемы не промерзают до дна, что делает возможным существование в них жизни.

Физические свойства

ВОДА, ЛЁД И ПАР, соответственно жидкое, твердое и газообразное состояния химического соединения молекулярной формулы Н 2 О.

Благодаря сильному притяжению между молекулами у воды высокие температуры плавления (0С) и кипения (100С). Толстый слой воды имеет голубой цвет, что обусловливается не только ее физическими свойствами, но и присутствием взвешенных частиц примесей. Вода горных рек зеленоватая из-за содержащихся в ней взвешенных частиц карбоната кальция. Чистая вода – плохой проводник электричества. Плотность воды максимальна при 4С она равна 1 г/см 3 . Лёд имеет меньшую плотность, чем жидкая вода и всплывает на её поверхность, что очень важно для обитателей водоёмов зимой.

Вода обладает исключительно большой теплоёмкостью, поэтому она медленно нагревается и медленно остывает. Благодаря этому водные бассейны регулируют температуру на нашей планете.

Химические свойства воды

Вода - весьма реакционноспособное вещество. При обычных условиях она взаимодействует со многими основными и кислотными оксидами, а также со щелочными и щелочно-земельными металлами. Вода образует многочисленные соединения - кристаллогидраты.

Под действием электрического тока вода разлагается на водород и кислород:

2 H 2 O электрический ток = 2 H 2 + O 2

Видео "Электролиз воды"

• Магний с горячей водой реагирует с образованием нерастворимого основания:

Mg + 2H 2 O = Mg(OH) 2 + H 2

• Бериллий с водой образует амфотерный оксид: Be + H 2 O = BeO + H 2

1. Активные металлы - это:

Li , Na , K , Rb , Cs , Fr – 1 группа «А»

Ca , Sr , Ba , Ra – 2 группа «А»

2. Ряд активности металлов

3. Щёлочь – это растворимое в воде основание, сложное вещество в состав которого входит активный металл и гидроксильная группа ОН ( I ).

4. Металлы средней активности в ряду напряжений стоят от Mg до Pb (алюминий на особом положении)

Видео "Взаимодействие натрия с водой"

Помните!!!

Алюминий реагирует с водой подобно активным металлам, образуя основание:

2Al + 6H 2 O = 2Al ( OH ) 3 + 3H 2

Видео "Взаимодействие кислотных оксидов с водой"

Используя образец, запишите уравнения реакций взаимодействия:

С O 2 + H 2 O =

SO 3 + H 2 O =

Cl 2 O 7 + H 2 O =

P 2 O 5 + H 2 O ( горячая ) =

N 2 O 5 + H 2 O =

Помните! С водой реагируют только оксиды активных металлов. Оксиды металлов средней активности и металлов, стоящих после водорода в ряду активности в воде не растворяются, например, CuO + H 2 O = реакция не возможна.

Видео "Взаимодействие оксидов металлов с водой"

Li + H 2 O =

Cu + H 2 O =

ZnO + H 2 O =

Al + H 2 O =

Ba + H 2 O =

K 2 O + H 2 O =

Mg + H 2 O =

N 2 O 5 + H 2 O =

Тема 3.1. Вода, растворы.

Периодическая печать

Журнал «Вестник образования России» http:/www.vestniknews.ru или http:/www.informika.ru

Журнал «Аутизм и нарушения развития» E-mail: [email protected]

Журнал «Профильная школа»

Журнал «Дефектология» [email protected]

Журнал «Практическая психология и логопедия» [email protected]

Журнал «Психология» ig-socin@ mail.ru

Журнал «Профессиональное образование» [email protected]@FIRO.RU

Журнал «Психическое здоровье»

Журнал «Коррекционная педагогика»

Журнал «Вопросы психологии»

Журнал «Специальная психология»

Журнал «Обучение и воспитание детей с проблемами в развитии»

Журнал «Вестник Московского Университета. Психология»

Журнал «Психологическая наука и образование»

Журнал «Психология обучения»

Журнал «Вестник психосоциальной и коррекционно-реабилитационной работы»

Журнал «Дошкольное воспитание»

Введение

Вода – самое удивительное и самое распространённое природное соединение – источник жизни и условие её формирования на Земле. Ограниченность водных ресурсов создаёт исключительно сложные проблемы для человечества.

Вся практическая деятельность человека с самой глубокой древности связана
с использованием воды и водных растворов.

В течение последних полутора-двух столетий учёные достигли значительных успехов в изучении строения и свойств воды, по существу, предопределяющих структуру и облик окружающего нас биологического мира. Вода оказалась весьма неординарной жидкостью, трудно поддающейся не только непосредственным экспериментальным исследованиям, но и моделированию.

Многие хорошо знакомые свойства воды исключительны в природе. И поэтому вода занимает особое положение по сравнению с другими веществами, известными
на Земле. Чем глубже учёные постигали природу воды, тем больше убеждались
в оригинальности её поведения, в неочевидности её свойств, в новых, ещё не до конца раскрытых её структурных особенностях.

Во все времена естествоиспытатели не обходили своим вниманием воду, пытаясь постичь секрет её удивительных свойств. И каждый раз отступали, признаваясь в своём бессилии.

Вода, можно сказать, – самая популярная и самая загадочная жидкость из всех существующих на Земле. Её издавна воспевали, поэты посвятили ей удивительные строки. А учёные по сей день, как и сотни лет назад, не могут дать точного ответа на, казалось бы, несложный вопрос: что такое вода?

1. Вода в природе

Вода – самое распространенное вещество, на Земле она распределена неравномерно.

Поверхность земного шара на 3/4 покрыта водой – это океаны, моря, озёра, ледники. Количество воды на поверхности воды оценивается в 1,39 . 10 21 кг. В довольно больших количествах вода находится в морях и океанах (1,34 . 10 21 кг). Общие запасы свободной воды на земле составляют 1,4 млрд. км 3 . В совокупности жидкая водная оболочка Земли называется гидросферой, а твёрдая криосферой.

Самым вместительным хранилищем воды являются недра Земли. В коре Земли воды столько же, сколько и в Мировом океане, а в мантии в 10-12 раз больше.

Основное количество воды содержится в океанах (около 97,6%). В виде льда
на нашей планете воды имеется 2,14%. Вода рек и озёр составляет всего лишь 0,29%
и атмосферная вода – 0,0005%.

Природная вода всегда содержит растворённые соли, газы и органические вещества, а также микроорганизмы. Состав примесей зависит от происхождения воды. По минерализации различают следующие виды воды: атмосферные осадки (10-20 мг/кг), ультрапресные (до 200 мг/кг), пресные (200-500 мг/кг), слабоминерализованные
(0,5-1,0 г/кг), солоноватые (1-3 г/кг), с повышенной солёностью (10-35 г/кг), переходные к рассолам (35-50 г/кг), рассолы (более 50 мг/кг); максимальные концентрации солей содержат воды соляных озёр (до 300 г/кг) и глубокозалегающие подземные воды
(до 600 г/кг). В пресных водах преобладают ионы Ca 2+ , Mg 2+ , CI - , Na + , K + .
К микрокомпонентам природной воды относятся B, Li, Rb, Cu, Zn, Al, Be, W, U, Br, I
и др. Из растворённых газов в природных водах присутствуют N 2 , O 2 , CO 2 , благородные газы и углеводороды. Концентрация органических веществ в воде рек около 20 мг/кг,
в водах океана – около 4 мг/кг, причём их состав чрезвычайно разнообразен.

2. Биологическая роль воды

Биологическая роль воды обусловлена её уникальной химической структурой.
В водной среде возникла жизнь. Недостаток воды вызывает нарушение жизнедеятельности всех организмов, а её длительное отсутствие могут переносить лишь покоящиеся формы жизни (споры, семена растений). В большинстве случаев вода является неотъемлемым компонентом живых организмов. Функции воды многообразны: она служит растворителем для различных соединений, средой для реакций обмена веществ, определяет объём клеток и внеклеточных жидкостей, обеспечивает транспорт веществ в организме, участвует в терморегуляции. Содержание воды в разных организмах различается: например, у водорослей на долю воды приходится 90-98%,
в листьях наземных растений – 75-86%, в семенах злаков – 12-14%, у мхов и лишайников – 5-7%, у кишечнополостных – 95-98%, у насекомых – 45-65%, у млекопитающих –
60-70%. Неодинаково оно и в различных органах и тканях: самая богатая водой ткань
в теле человека – стекловидное тело глаза, содержащее 99% воды. Самая же бедная – эмаль зуба. В ней воды всего лишь 0,2%.

Вода также образуется в организме вследствие окисления жиров, углеводов
и белков, принятых с пищей. Такую воду называют метаболической. В медицине
и биологической науке метаболизмом называют процессы превращения веществ
и энергии, лежащие в основе жизнедеятельности организмов. Белки жиры и углеводы окисляются в организме с образованием воды (H 2 O) и углекислого газа (диоксида углерода CO 2): при окислении 100 г жира образуется 107 г воды, а при окислении 100 г углеводов – 55,5 г воды. Некоторые организмы обходятся лишь метаболической водой
и не потребляют ее извне.

Общий объём воды, потребляемый человеком в сутки при питье и с пищей, составляет 2–2,5 л. Благодаря водному балансу столько же воды и выводится
из организма. Через почки и мочевыводящие пути удаляется около 50-60% воды.

При потере организмом человека 6-8% влаги повышается температура тела, краснеет кожа, учащается сердцебиение и дыхание, появляется мышечная слабость
и головокружение, начинается головная боль. Потеря 10% воды может привести
к необратимым изменениям в организме, а потеря 15-20% приводит к смерти, поскольку кровь настолько густеет, что с её перекачкой не справляется сердце.

Поэтому вода так важна для человека и живых организмов в целом.

3. Строение молекулы воды

Вода (оксид водорода, химическая формула H 2 O), простейшее химическое соединение. Молекула воды состоит из двух атомов водорода и одного атома кислорода. Связи между тремя атомами очень прочные. Молекулярная масса воды 18,016.

Оба элемента – водород и кислород – заметно выделяются из всех химических элементов, представленных в периодической системе Менделеева.

Водород как «горючий воздух» был известен ещё в 16 веке. За способность, сгорая, производить воду, «горючий воздух» впоследствии переименовали в «гидрогениум», т.е. рождающий воду.

Молекула воды

Молекула воды состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода (H 2 O). Схематично строение молекулы воды можно изобразить так:

Молекула воды является так называемой полярной молекулой, потому что ее положительный и отрицательный заряды не распределены равномерно вокруг какого-то центра, а размещены асимметрично, образуя положительный и отрицательный полюсы. Рисунок показывает в чрезвычайно упрощенном виде, как присоединены два атома водорода к одному атому кислорода, образуя молекулу воды.

Угол, отмеченный на рисунке, и расстояние между атомами зависят от агрегатного состояния воды (подразумеваются равновесные параметры, т.к. имеют место постоянные колебания). Так, в парообразном состоянии угол равен 104°40", расстояние O-H – 0,096 нм; во льду угол – 109°30", расстояние O-H – 0,099 нм. Различие параметров молекулы
в парообразном (свободном) состоянии и во льду вызвано влиянием соседних молекул. Также влиянию подвержены и молекулы в жидкой фазе, в которой помимо влияния соседних молекул воды существует сильное влияние растворенных ионов других веществ.

История определения состава молекулы воды

Начиная с истоков химии, учёные в продолжение довольно большого периода времени считали воду простым веществом, так как она не могла быть разложена в результате тех реакций, которые были известны в то время. Кроме того, постоянство свойств воды как бы подтверждало это положение.

Весной 1783 г., Кавендиш в своей кембриджской лаборатории работал с недавно открытым "жизненным воздухом" - так в то время называли кислород, и "горючим воздухом" (так называли водород). Он смешивал один объем "жизненного воздуха"
с двумя объемами "горючего воздуха" и пропускал через смесь электрический разряд. Смесь вспыхивала, и стенки колбы покрывались капельками жидкости. Исследуя жидкость, ученый пришел к выводу, что это чистая вода. Ранее подобное явление описал французский химик Пьер Макер: он ввел в пламя "горючего воздуха" фарфоровое блюдце, на котором образовались капельки жидкости. Каково же было удивление Макера, когда он исследовал образовавшуюся жидкость, и обнаружил что это вода. Получался какой-то парадокс: вода, гасящая огонь, сама образуется при горении. Как мы теперь понимаем, происходил синтез воды из кислорода и водорода:

H 2 + O 2 → 2H 2 O + 136,74 ккал.

В обычных условиях эта реакция не идет, и чтобы водород стал активен, нужно повысить температуру смеси, например с помощью электрической искры, как в опытах Кавендиша. Генри Кавендиш располагал достаточными данными, чтобы установить,
в каких пропорциях входит кислород и водород в состав воды. Но он этого не сделал. Возможно, ему помешала глубокая вера в теорию флогистона, в рамках которой он пытался интерпретировать свои эксперименты.

Весть об опытах Кавендиша достигла Парижа в июне того же года. Лавуазье сразу же повторил эти опыты, затем провел целую серию подобных экспериментов и через несколько месяцев 12 ноября 1783 г. в день святого Мартина доложил результаты исследований на традиционном собрании Французской академии наук. Любопытно название его доклада, характерное для всей той несуетливой педантичной эпохи великих открытий естествознания: "О природе воды и экспериментах, по-видимому, подтверждающих, что это вещество не является, строго говоря, элементом, а может быть разложено и образовано вновь". Доклад был встречен горячими возражениями – данные Лавуазье явно противоречили уважаемой и популярной в то время теории флогистона. Лавуазье сделал правильный вывод, что вода образуется при соединении "горючего газа" с кислородом и содержит (по массе) 15% первого и 85% второго (современные данные – 11,19% и 88,81%).

Через два года Лавуазье вновь вернулся к опытам с водой. Академия наук поставила перед Лавуазье практическую задачу – найти дешевый способ получения водорода как самого легкого газа для нужд нарождающегося воздухоплавания. Лавуазье привлек к работе военного инженера, математика и химика Жана Мёнье. В качестве исходного вещества они выбрали воду – вряд ли можно было отыскать сырье дешевле. Зная, что вода – это соединение водорода с кислородом, они пытались найти способ отнять от нее кислород. Для этой цели годились различные восстановители, наиболее же доступным было металлическое железо. Из реторты-кипятильника водяные пары поступали в раскаленный докрасна на жаровне ружейный ствол с железными опилками. При температуре красного каления (800 °С) железо вступает в реакцию с водяным паром, и выделяется водород:

3Fe + 4H 2 O → Fe 3 O 4 + 4H 2

Образовавшийся при этом водород собирался, а не прореагировавшие водяные пары конденсировались в холодильнике и отделялись в виде конденсата от водорода. Из каждых 100 гран воды получалось 15 гран водорода и 85 гран кислорода (1 гран = 62,2 мг). Эта работа имела и важное теоретическое значение. Она подтвердила ранее сделанные выводы (из опыта по сжиганию водорода в кислороде под колоколом), что вода содержит 15% водорода и 85% кислорода (современные данные – 11,19% и 88,81%).

Исходя из того, что "горючий воздух" участвует в образовании воды, французский химик Гитон де Морво в 1787 г. предложил назвать его hydrogene (от слов гидро – вода и геннао – рождаю). Русское слово "водород", т.е. "рождающий воду", является точным переводом латинского названия.

Жозеф Луи Гей-Люссак и Александр Гумбольдт, проведя совместные опыты в 1805 году, впервые установили, что для образования воды необходимы два объема водорода и один объем кислорода. Подобные мысли были высказаны и итальянским ученым Амедео Авогадро. В 1842 г. Жан Батист Дюма установил весовое соотношение водород и кислорода в воде как 2:16.

Однако в силу того что с атомными массами элементов в первой половине XIX века было много неразберихи и эта обстановка еще больше осложнилась в связи с введением понятия "эквивалентный вес", то долгое время формула воды записывалась в самых различных вариантах: то как HO, то как H 2 O и даже H 2 O 2 . Об этом писал Д.И. Менделеев: "В 50-х годах одни принимали O=8, другие O=16, если H=1. Вода для первых была HO, перекись водорода HO 2 , для вторых, как ныне, вода H 2 O, перекись водорода H 2 O 2 или HO. Смута, сбивчивость господствовали...".

После Международного конгресса химиков в Карлсруэ, состоявшегося в 1860 году, удалось внести ясность в некоторые вопросы, сыгравшие заметную роль в дальнейшем развитии атомно-молекулярной теории, а, следовательно, и в правильном толковании атомарного состава воды. Была установлена единая химическая символика.

Экспериментальные исследования, выполненные в XIX веке весовыми и объемными методами, в конце концов, убедительно показали, что вода как химическое соединение может быть выражена формулой H 2 O.

Как уже известно, молекула воды довольно "однобока" - оба атома водорода примыкают к кислороду с одной стороны. Интересно, что эта чрезвычайно важная особенность молекулы воды была установлена чисто умозрительно задолго до эпохи спектроскопических исследований английским профессором Д. Берналом. Он исходил из того, что вода обладает весьма сильным электрическим моментом (в то время, в 1932 г., это было известно). Проще всего, конечно, молекулу воды "сконструировать", расположив все входящие в нее атомы по прямой линии, т.е. H–O–H. "Однако, – пишет Бернал, – водяная молекула подобным образом построена быть не может, ибо при такой структуре молекула, содержащая два положительных атома водорода и отрицательный атом кислорода, была бы электрически нейтральной, не обладала бы определенной направленностью… электрический момент может быть только, если оба атома водорода примыкают к кислороду с одной и той же стороны".

Водород – единственный элемент, не имеющий полностью заполненной электронной оболочки – 1s 1 . Из-за исключительной простоты его строения (один протон и один электрон) ему присущи совершенно особые свойства. Между молекулами, образованными водородом с другими элементами, возникают единственные в своём роде водородные связи, сила взаимного притяжения которых по величине совершенно несравнима с взаимодействием всех прочих молекул.

В настоящее время известно 5 изотопов атома водорода с атомными массами
1 (протий), 2 (дейтерий), 3 (тритий), 4 и 5 (названия пока не даны). Наиболее распространённое соединение водорода – вода, в основе которой находится протий.

Недавно обнаружены изотопы водорода с атомными массами 4 и 5, но физические и химические свойства обоих изотопов пока не изучены. Известно только, что время их существования ничтожно мало.

Кислород открыт в 1774 г. английским химиком Джозеф Пристли. Он занимает восьмое место в периодической системе Менделеева. Его внутренняя электронная оболочка укомплектована полностью (два электрона), на внешней имеется 6 электронов – 1s 2 2s 2 2p 4 . Кислород – элемент с резко выраженными электроположительными свойствами. Он атакует все атомы, отдающие электроны (к каковым, прежде всего, относится водород),
и представляет собой один из наиболее агрессивных элементов в природе.

Известно 3 изотопа кислорода с атомными массами 16, 17 и 18. Но никаких данных о физико-химических свойствах изотопов 17 О и 18 О нет, наукой они не изучены.

При нормальных условиях вода – жидкость без запаха, вкуса и цвета.

Атомы H и O в молекуле воды расположены в вершинах равнобедренного треугольника с длиной связи O-H 0,0957 нм: угол H-O-H = 104,5 о.

Вода существует в твёрдом, жидком и газообразном состоянии. Молекулы воды взаимодействуют друг с другом и с полярными молекулами других веществ (атомы водорода могут образовывать водородные связи с атомами O, N, F, CI, S и др.).

Каждая молекула воды способна образовывать 4 водородные связи: две – как донор протонов, две – как акцептор. Средняя длина таких связей около 0,28 нм.

Трёхмерная сетка водородных связей сохраняется в жидкой воде. Установлено объединение молекул воды в обширные кластеры (130 молекул H 2 O при 0 о С, 90 – при
20 о С, 60 – при 72 о С, время жизни 10 -11 - 10 -10 с)

Изотопный состав. Существует 9 разновидностей молекул воды, включающих только стабильные изотопы. Их содержание в природной воде в среднем составляет (моль, %): 1 H 2 16 O – 99,73; 1 H 2 18 O – 0,2; 1 H 2 17 O – 0,04; 1 H 2 H 16 O - 0,03; остальные присутствуют в ничтожных количествах.

И кислород, и водород имеют природные и искусственные изотопы. В зависимости от типа изотопов, входящих в молекулу, выделяют следующие виды воды: лёгкая вода (просто вода), тяжёлая вода (дейтериевая), сверхтяжёлая вода (тритиевая). Исследователи раскрывают всё более тонкие и сложные механизмы «внутренней организации» водной массы. Изучение структуры жидкой воды ещё не закончено; оно даёт всё новые факты, углубляя и усложняя наши представления об окружающем мире.

4. Свойства воды

4.1. Химические свойства воды

Вода является наиболее распространённым растворителем на земле, во многом определяющим характер химии, как науки. Большая часть химии, при её зарождении как науки, начиналась именно как химия водных растворов веществ.

Воду иногда рассматривают, как кислоту и основание одновременно (катион H + анион OH -). В отсутствие посторонних веществ в воде одинакова концентрация гидроксид-ионов и ионов водорода. Сама по себе вода относительно инертна в обычных условиях, но её сильно полярные молекулы образуют гидраты и кристаллогидраты. Сольволиз и в частности гидролиз, происходит в живой и неживой природе, и широко используется в химической промышленности.

Почти шарообразная молекула воды имеет заметно выраженную полярность, так как электрические заряды в ней расположены асимметрично.

Вода имеет высокую диэлектрическую проницаемость, самую высокую из всех известных соединений. Благодаря этому, вода проявляет себя как универсальный растворитель. Нет такого вещества, следы которого нельзя было бы обнаружить в воде. Обычно растворимость возрастает с увеличением температуры. Растворимость в воде малополярных веществ (газов) сравнительно мала. С ростом давления и при понижении температуры растворимость газов возрастает. Между растворёнными в воде ионами, атомами, молекулами, не вступающими с ней в химические реакции, и молекулами воды существуют межмолекулярные взаимодействия.

Вследствие высокой растворяющей способности воды, получить её в чистом виде трудно. Для научных исследований, в медицине и пр. применяют дистиллированную воду; абсолютно чистую воду синтезируют из H 2 и O 2 .

Вода – слабый электролит, диссоциирующий по уравнению: H 2 O = H + + OH - . Степень диссоциации воды возрастает при повышении температуры. Диссоциация воды – причина гидролиза солей слабых кислот и оснований. Концентрация ионов H + – важная характеристика водных растворов.

Вода окисляется кислородом до H 2 O 2 . При взаимодействии воды с F 2 образуются HF и другие соединения. С остальными галогенами при низких температурах вода образует смеси кислот (например, HCI и HCIO). При пропускании паров воды через раскалённый уголь разлагается на водяной газ (CO и H 2). При повышенной температуре в присутствии катализатора реагирует с CO и углеводородами с образованием H 2 ; вода взаимодействует с наиболее активными металлами с образованием H 2 и соответствующего гидроксида. При взаимодействии воды со многими оксидами образуются кислоты или основания. С солями образует кристаллогидраты, со многими газами при низких температурах (инертные газы, углеводороды) – соединения включения, газовые гидраты. Присоединение воды к молекулам непредельных углеводородов лежит в основе промышленного способа получения спиртов, альдегидов и кетонов.

4.2. Физические свойства воды

Вода обладает рядом аномальных физических свойств.

· Вода – единственное вещество на Земле, способное существовать одновременно
в трёх состояниях: твёрдом, жидком и газообразном.

· При таянии льда его плотность уменьшается, при замерзании вода расширяется. Другие вещества при замерзании наоборот уменьшаются.

· Высокая температура и удельная теплота плавления 0 °C и 333,55 кДж/кг, температура кипения 100 °C и удельная теплота парообразования 2250 кДж/кг.

· Вода обладает высокой теплоёмкостью. Теплоёмкость воды в 10 раз больше теплоёмкости стали и в 30 раз больше теплоёмкости ртути.

· Вода обладает низкой вязкостью.

· Вода имеет высокое поверхностное натяжение. Ни одно вещество не имеет такого сильного поверхностного натяжения.

· Отрицательный электрический потенциал поверхности воды.

Все эти аномальные особенности воды связаны с наличием водородных связей. Из-за большой разности электроотрицательностей атомов водорода и кислорода электронные облака сильно смещены в сторону кислорода. По причине этого, а также того, что ион водорода (протон) не имеет внутренних электронных слоев и обладает малыми размерами, он может проникать в электронную оболочку атома соседней молекулы. Благодаря этому, каждый атом кислорода притягивается к атомам водорода других молекул и наоборот. Определенную роль играет протонное обменное взаимодействие между молекулами и внутри молекул воды.

При таянии льда часть связей рвётся, что позволяет уложить молекулы воды плотнее; при нагревании воды связи продолжают рваться, и плотность её растёт, но при температуре выше 4 °C этот эффект становится слабее, чем тепловое расширение. При испарении рвутся все оставшиеся связи. Разрыв связей требует много энергии, отсюда высокая температура и удельная теплота плавления и кипения и высокая теплоёмкость.

Вязкость воды обусловлена тем, что водородные связи мешают молекулам воды двигаться с разными скоростями.

По сходным причинам вода является хорошим растворителем. Каждая молекула растворяемого вещества окружается молекулами воды, причём положительно заряженные участки молекулы растворяемого вещества притягивают атомы кислорода,
а отрицательно заряженные – атомы водорода. Поскольку молекула воды мала
по размерам, много молекул воды могут окружить каждую молекулу растворяемого вещества.

Вода проводит электричество. По электропроводности воды можно определить её чистоту.

При нормальном атмосферном давлении (760 мм рт. ст., 101 325 Па), вода (лёд) тает (плавится) при температуре в 0 °C и кипит (превращается в водяной пар) при температуре 100 °C (температура 0 °C и 100 °C были специально выбраны как температура таяния и кипения воды при создании температурной шкалы "по Цельсию"). При снижении давления температура таяния (плавления) воды медленно растёт,
а температура кипения падает. При давлении в 611,73 Па (около 0,006 атм.) температура кипения и плавления совпадает и становится равной 0,01 °C. Такое давление и температура называются тройной точкой воды. При более низком давлении вода
не может находиться в жидком состоянии, и лёд превращается непосредственно в пар.

При росте давления температура кипения воды растёт, плотность водяного пара
в точке кипения тоже растёт, а жидкой воды – падает. При температуре 374 °C (647 K) и давлении 22,064 МПа (218 атм.) вода проходит критическую точку. В этой точке плотность и другие свойства жидкой и газообразной воды совпадают. При более высоком давлении нет разницы между жидкой водой и водяным паром, следовательно, нет и кипения или испарения.

Вода сильно поглощает инфракрасное излучение, и поэтому водяной пар является основным естественным парниковым газом, отвечающим более чем за 60% парникового эффекта. Благодаря большому дипольному моменту молекул, вода также поглощает микроволновое излучение, на чём основан принцип действия микроволновой печи.

В периодической системе элементов Д.И. Менделеева кислород образует отдельную подгруппу. Она так и называется: подгруппа кислорода.

Входящие в нее кислород, сера, селен и теллур имеют много общего в физических и химических свойствах. Общность свойств прослеживается, как правило, и для однотипных соединений, образованных членами подгруппы. Однако для воды характерно отклонение от правил.

Из самых легких соединений подгруппы кислорода (а ими являются гидриды) вода – легчайшее. Физические характеристики гидридов, как и других типов химических соединений, определяются положением в таблице элементов соответствующей подгруппы. Так, чем легче элемент подгруппы, тем выше летучесть его гидрида. Поэтому в подгруппе кислорода самой высокой должна быть летучесть воды – гидрида кислорода.

Это же свойство очень явственно проявляется и в способности воды «прилипать» ко многим предметам, то есть смачивать их. При изучении этого явления установили, что все вещества, которые легко смачиваются водой (глина, песок, стекло, бумага и др.), непременно имеют в своем составе атомы кислорода. Для объяснения природы смачивания этот факт оказался ключевым: энергетически неуравновешенные молекулы поверхностного слоя воды получают возможность образовывать дополнительные водородные связи с «посторонними» атомами кислорода. Благодаря поверхностному натяжению и способности к смачиванию, вода может подниматься в узких вертикальных каналах на высоту большую чем та, которая допускается силой тяжести, то есть вода обладает свойством капиллярности.

Капиллярность играет важную роль во многих природных процессах, происходящих на Земле. Благодаря этому вода смачивает толщу почвы, лежащую значительно выше зеркала грунтовых вод и доставляет корням растений растворы питательных веществ. Капиллярностью обусловлено движение крови и тканевых жидкостей в живых организмах.

Самыми высокими оказываются у воды как раз те характеристики, которые должны были бы быть самыми низкими: температуры кипения и замерзания, теплоты парообразования и плавления.

Температуры кипения и замерзания гидридов элементов кислородной подгруппы графически представлены на рис. 1.7. У самого тяжелого из гидридов H 2 Te они отрицательны: выше 0°С это соединение газообразно. По мере перехода к гидридам более легким (H 2 Se, H 2 S) температуры кипения и замерзания все более снижаются. Сохранись и далее эта закономерность, можно было бы ожидать, что вода должна кипеть при -70°С и замерзать при -90°C. В таком случае в земных условиях она никогда
не могла бы существовать ни в твердом, ни в жидком состояниях. Единственно возможным было бы газообразное (парообразное) состояние. Но на графике зависимости температуры неожиданно резкий подъем – температура кипения воды +100°С, замерзания – 0°C. Это наглядное преимущество ассоциативности – широкий температурный интервал существования, возможность осуществить все фазовые состояния в условиях нашей планеты. Ассоциативность воды сказывается и на очень высокой удельной теплоте ее парообразования. Чтобы испарить воду, уже нагретую
до 100°С, требуется вшестеро больше количества теплоты, чем для нагрева этой же массы воды на 80°С (от 20 до 100°С).

Кипение заключается в том, что пузыри пара образуются внутри кипящей жидкости. При нормальном давлении чистая вода кипит при 100 "С. В случае подведения тепла через свободную поверхность будет ускоряться процесс поверхностного испарения, но объёмного парообразования, характерного для кипения, не возникает. Кипение может быть осуществлено и понижением внешнего давления, так как в этом случае давление пара, равное внешнему давлению, достигается при более низкой температуре. На вершине очень высокой горы давление и соответственно точка кипения настолько понижаются, что вода становится непригодной для варки пищи - не достигается требуемая температуры воды. При достаточно высоком давлении воду можно нагреть настолько, что в ней может расплавиться свинец (327 °С), и все же она не будет кипеть.

Помимо сверхбольших температур кипения плавления (причем последний процесс требует слишком большой для такой простой жидкости теплоты плавления), аномален сам диапазон существования воды - сто градусов, на которые разнятся эти температуры, - довольно большой диапазон для такой низкомолекулярной жидкости, как вода. Необычайно велики пределы допустимых значении переохлаждения и перегрева воды - при аккуратном нагревании или охлаждении вода остается жидкой от -40 °C до +200 °C. Тем самым температурный диапазон, в котором вода может оставаться жидкой, расширяется до 240 °C.

Каждую минуту миллион тонн воды гидросферы испаряется от солнечного нагрева. В результате в атмосферу постоянно поступает колоссальное количество теплоты, эквивалентное тому, которое бы вырабатывали 40 тысяч электростанций мощностью 1 млрд. киловатт каждая.

При плавлении льда немало энергии уходит на преодоление ассоциативных связей ледяных кристаллов, хотя и вшестеро меньше, чем при испарении воды. Молекулы Н 2 O фактически остаются в той же среде, меняется лишь фазовое состояние воды.

Удельная теплота плавления льда более высокая, чем у многих веществ, она эквивалентна расходу количества теплоты при нагреве 1 г воды на 80°С (от 20 до 100°С).

При замерзании воды соответствующее количество теплоты поступает
в окружающую среду, при таянии льда поглощается. Поэтому ледяные массы,
в отличие от масс парообразной воды, являются своего рода поглотителями тепла в среде с плюсовой температурой.

Аномально высокие значения удельной теплоты парообразования воды и удельной теплоты плавления льда используются человеком в производственной деятельности. Знание природных особенностей этих физических характеристик иногда подсказывает смелые и эффективные технические решения. Так, воду широко применяют
в производстве как удобный и доступный охладитель в самых разнообразных технологических процессах. После использования воду можно возвратить в природный водоем и заменить свежей порцией, а можно снова направить на производство, предварительно охладив в специальных устройствах – градирнях.

На многих металлургических производствах Донбасса в качестве охладителя используют не холодную воду, а кипяток. Охлаждение идет за счет использования теплоты парообразования – эффективность процесса повышается в несколько раз, к тому же отпадает надобность в сооружении громоздких градирен. Конечно, кипяток-охладитель используют там, где нужно охладить объекты, нагретые выше 100°C. А вот пример совсем из другой области человеческой деятельности – сельского хозяйства, садоводства. Когда поздней весной внезапные ночные заморозки угрожают цветущим плодовым деревьям, опытные садоводы находят выход, кажущийся совершенно неожиданным: они проводят дождевание сада. Пелена мельчайших водных брызг окутывает замерзающие деревья. Капельки воды покрывают лепестки цветов. Превращаясь в лед, вода надевает на цветы ледяную шубу, отдавая при этом им свое тепло (335 Дж от 1 г замерзающей воды).

Широкое применение воды в качестве охладителя объясняется не только и не столько ее доступностью и дешевизной. Настоящую причину нужно тоже искать в ее физических особенностях. Оказывается, вода обладает еще одной замечательной способностью – высокой теплоемкостью. Поглощая огромное количество теплоты, сама вода существенно не нагревается. Удельная теплоемкость воды в пять раз выше, чем у песка, и почти в десять раз выше, чем у железа.

Способность воды накапливать большие запасы тепловой энергии позволяет сглаживать резкие температурные колебания на земной поверхности в различные времена года и в разное время суток. Благодаря этому вода является основным регулятором теплового режима нашей планеты.

Интересно, что теплоемкость воды аномальна не только по своему значению. Удельная теплоемкость разная при различных температурах, причем характер температурного изменения удельной теплоемкости своеобразен: она снижается по мере увеличения температуры в интервале от 0 до 37°С, а при дальнейшем увеличении температуры – возрастает. Минимальное значение удельной теплоемкости воды обнаружено при температуре 36,79°С, а ведь это нормальная температура человеческого тела! Нормальная температура почти всех теплокровных живых организмов также находится вблизи этой точки.

Оказалось, что при этой температуре осуществляются и микрофазовые превращения в системе «жидкость – кристалл», то есть «вода – лед». Установлено, что при изменении температуры от 0 до 100°С вода последовательно проходит пять таких превращений. Назвали их микрофазовыми, так как протяженность кристаллов микроскопична, не более 0,2...0,3 нм. Температурные границы переходов – 0, 15, 30, 45, 60 и 100°С.

Температурная область жизни теплокровных животных находится в границах третьей фазы (30...45°С). Другие виды организмов приспособились к иным температурным интервалам. Например, рыбы, насекомые, почвенные бактерии размножаются при температурах, близких к середине второй фазы (23...25°С), эффективная температура весеннего пробуждения семян приходится на середину первой фазы (5...10°С).

Характерно, что явление прохождения удельной теплоемкости воды через минимум при температурном изменении обладает своеобразной симметрией: при отрицательных температурах также обнаружен минимум этой характеристики. Он приходится на -20°С.

Если вода ниже 0°С сохраняет не замерзшее состояние, например, будучи мелкодисперсной, то около -20°С резко увеличивается ее теплоемкость. Это установили американские ученые, исследуя свойство водных эмульсий, образованных капельками воды диаметром около 5 микрон.

Углублённое изучение физического смысла и направлений практического применения данного явления еще ждут своих исследователей. Но уже и теперь ясно, что эти открытия представляют очень интересный и ценный познавательный материал.

Теплоемкость воды. Количество тепла, необходимого для нагревания 1 г воды на 1°, достаточно, чтобы нагреть на 1° 9,25 г железа, 10,3 г меди. Аномально высокая теплоемкость воды превращает моря и океаны в гигантский термостат, сглаживающий суточные колебания температуры воздуха. Причем не только большие массы воды, как моря, способы сглаживать эти колебания, но и обычный водяной пар атмосферы. Резкие суточные колебания температуры в районах великих пустынь связаны с отсутствием водяного пара в воздухе. Сухой воздух пустыни почти лишен водяного пара, который мог бы сдержать быстрое ночное охлаждение накалившегося за день песка, поэтому температура воздуха может оказаться не больше 5 °C.

Теплоёмкостью воды объясняется явление различного нагревания воды и суши: так как теплоёмкость твёрдых пород, составляющих поверхность суши, и теплоёмкость воды резко отличаются, то для нагревания до одной и той же температуры воды и песка потребуется различное количество тепла, поэтому днём температура песка выше, чем воды. Вода охлаждается медленнее, чем твёрдые породы, поэтому ночью песок холоднее, чем вода. Как известно, нагревание воздуха происходит не непосредственно лучами солнца, а путём отдачи тепла от нагреваемой поверхности суши и воды. В летнее время создаётся значительная разница температур между поверхностью суши и воды, в силу чего происходит перемещение воздуха в направлении, определяемом разницей температур воды морей и океанов и прилегающей к ним суши.

Теплоемкость воды (1 кал), кстати, в 2 раза больше теплоемкости льда (0,5 кал), а для всех других веществ плавление почти не сказывается на этой величине.

Почему в случае воды эта величина демонстрирует столь большое значение? Удельная теплоемкость – это количество тепла, которое надо сообщить одному грамму вещества, чтобы увеличить его температуру на один градус Цельсия. Следовательно, вода требует для своего нагревания аномально большое количество тепла. Так как возрастание температуры означает увеличение средней скорости движения молекул, то на молекулярном языке большая теплоемкость воды означает, что ее молекулы очень инертны. Чтобы увеличить среднюю скорость молекул H 2 O, им нужно почему-то сообщить довольно много энергии, хотя сами молекулы по молекулярным масштабам сравнительно невелики. Все объясняется существованием водородных связей. Так как большая часть молекул связана в довольно большие комплексы, то отдельная "среднестатистическая" молекула H 2 O может увеличить свою кинетическую энергию одним из двух способов. Она может, во-первых, освободившись от всех своих водородных связей, начать двигаться самостоятельно. И во-вторых, ускорение всего комплекса молекул приведет, разумеется, к увеличению скорости каждой молекулы H 2 O, входящей в этот комплекс. Очевидно, что оба эти способа требуют значительных энергетических затрат, что и приводит к большому значению удельной теплоемкости воды.

5. Память воды

5.1. Вода, которую мы не знали

Молекула воды – кристалл (структурированный).

Наука физика учит: вода не образует долгоживущих структур (если только в дело не вмешивается постороннее вещество). Конечно, существует водородная связь, за счёт которой молекулы воды могут соединяться в цепочки, но такие образования живут ничтожно малое время – 10 -16 секунд. В теории это означает, что невозможно структурировать воду.

Однако вот уже несколько лет исследователи изучают способность воды организовывать долгоживущие структуры.

В 2003 году была защищена диссертация на тему памяти воды. Автор – Станислав Зенин. С.В. Зениным на основании данных, полученных тремя физико-химическими методами, построена и доказана геометрическая модель основного стабильного структурного образования из молекул воды (структурированная вода), а затем получено изображение этих структур с помощью контрастно-фазового микроскопа. Структурной единицей такой воды является кластер, состоящий из клартатов – устойчивых (со сроком жизни до нескольких часов) соединений из 912 молекул воды размером от полумикрона до микрона.

В дистиллированной воде клартаты практически электронейтральны. Однако их электропроводность можно изменить. Если помешать магнитной мешалкой, связи между элементами клартатов будут разрушены и вода превратится в мёртвое, неупорядоченное месиво. Если поместить в воду предельно малое количество другого вещества (хоть одну молекулу) клартаты начнут «перенимать» его электромагнитные свойства.

В структуре кластеров закодирована информация о взаимодействиях, имевших место с данными молекулами воды. Они как губка впитывают в себя всю информацию, которая происходит в окружающем пространстве. Зенин дал определение воды как вещества в информационно-фазовом состоянии, обладающего структурной, пригодной для хранения данных, биологического накопителя информации. При этом он выделил два типа «памяти» воды – первичную и долговременную. Первичная память воды появляется после однократного воздействия и представляет обратимое изменение её структуры и отображение на поверхности клартатов нового электромагнитного рисунка. Долговременная память воды – полное преобразование структуры элемента, вследствие длительного информационного воздействия. То есть, чтобы сформировать определённую структуру воды, достаточно в течение определённого времени передавать воде определённую эмоцию.

Чем выше в воде содержание кластеров, чем более упорядоченная её структура, тем более она способна сама себя воспроизводить, что и наблюдается в живых системах. Это свидетельствует о том, что вода организма человека может выполнять системообразующую роль, с одной стороны, и регуляторную роль – с другой. В этом отношении интересной является концепция двухкомпонентной системы восстановления повреждённых тканей, где алгоритм восстановления реализуется на уровне структурированной воды.

Автор флуктуационного метода очистки воды Ф.Р.Черников также считает, что вода хранит информацию вследствие того, что в структурно-динамических параметрах водной среды (обладающих специфической биологической активностью) остаётся информация о предшествующих воздействиях, включая воздействия самих водоочистительных процессов. Очищенной водой может считаться вода с высоким уровнем структурно-динамических параметров (по типу «талой воды»).

5.2. Роль воды, входящей в состав биологических жидкостей

Роль воды, входящей в состав биологических жидкостей (кровь, лимфа и др.), ещё мало освещена в современной литературе, но её значение, как информационного фактора, чрезвычайно велико и требует дальнейшего осмысления.

Последовательность процесса структурирования биогенной воды была предложена К.М.Резниковым в 2001 году. Эти данные раскрывают процессы передачи информации
в живых системах и возможности использования их в лечебных и диагностических целях. При этом понятие «информация» рассматривается как мера организованности движения (взаимодействия и перемещения) частиц в системе.

Если под влиянием какого-либо внешнего фактора (микроорганизм, токсин, электромагнитное излучение и др.) меняются информационные свойства воды,
то изменяются и структурно-функциональные компоненты клеток, тканей и органов.
По мнению автора предложенной модели К.М.Резникова изменения информационных возможностей структурированной воды могут быть наиболее ранними признаками возможности возникновения патологических явлений.

5.3 Исследования Масару Эмото

Доказательства информационных свойств воды показывает японский исследователь Масару Эмото. Он установил, что никакие два образца воды не образуют полностью одинаковых кристаллов при замерзании, и что их форма отражает свойства воды, несёт информацию о воздействии, оказанном на воду. Микрокристаллы изучают по фотографиям. Сначала капельки воды, помещённые в чашки Петри, резко охлаждают в течение двух часов, а затем помещают в специальный прибор – холодильную камеру, совмещённую с микроскопом и фотоаппаратом – где при температуре минус пять градусов рассматривают получившиеся кристаллы и снимают наиболее характерные. При этом изучаются образцы из различных водных источников мира, также вода, подвергнутая различным видам воздействия (музыка, изображение, излучение телевизора, мысли одного человека и группы людей). Доктор Эмото обнаружил,
что имеется существенная разница между кристаллами воды, прослушавшей «пастораль» Бетховена и песню в стиле «хеви-металл», между образцами, которые говорили «спасибо» и «меня от тебя тошнит», а слова «ангел» и «дьявол» образуют структуры, одновременно похожие и совершенно противоположные.

Кристаллы, образовавшиеся из только что полученной дистиллированной воды, имеют простую форму хорошо известных шестиугольных снежинок. Накопление информации меняет их строение, усложняя, повышая их красоту, если информация положительная. Или, напротив, искажая или даже нарушая первоначальные формы, если информация негативная.

Воду превращают в структурную с помощью особых аквадисков, нанотехнологиями, ультразвуком и даже музыкой. В православной церкви воду освящают, делая ее «святой». Список подобного рода попыток превратить обычную воду в «чудотворную» очень внушителен. Немецкая компания «Энерджетикс», производящая оборудование для популярной в альтернативной медицине магнитной терапии, начала недавно выпуск магнитов, которые при помещении в стакан воды «структурируют» обычную воду и делают её более полезной.

5.4. Перспективы использования структурированной воды

Безусловно, и доктора Эмото можно причислить к фантазёрам, которые используют сложную технику не по назначению. Японский учёный считает, что в основе всего сущего лежит единая вибрационная частота, волна резонанса (в его терминологии – ХАДО), и эта волна способна переносить эмоции людей на все окружающие их предметы. Поэтому, считает Эмото, надо благодарить еду, которую ешь, пресекать отрицательные эмоции и чаще молиться. Такие выводы способны лишь насмешить серьёзную научную общественность. Но соотечественники учёного демонстрируют утилитарный интерес к его работе: одни разработчики ищут способы преобразовывать процессы, происходящие в воде под воздействием электромагнитного излучения человеческого мозга, в понятные компьютеру сигналы. То есть подумывают об ЭВМ, которой можно управлять силой мысли. Другие хотят научить воду хранить двоичный код. Третьи интересуются, можно ли менять физико-химические параметры воды для специальных целей (например, делать её более вязкой, чтобы с меньшими энергозатратами охлаждать атомные реакторы.).

Такое положение вещей может однажды привести к тому, что как раз в тот момент, когда теоретическая наука перестанет сомневаться в праве воды на память, учёные создадут «водяные» компьютеры на телепатическом управлении.

Информационные свойства воды могут также широко использоваться в медицине. Так как вода может передавать информацию в живых организмах, её можно использовать в лечебных и диагностических целях.

При помощи структурированной воды можно выращивать высококачественные продукты и многое другое.

Заключение

Итак, вода не просто H 2 O. Она – смесь различного сочетания изотопов водорода
с изотопами кислорода. Число возможных сочетаний довольно велико – 42, из них более или менее изучены 2, остаётся ещё 40. И даже при самом смелом полёте фантазии невозможно предсказать, какие самые неожиданные свойства раскроет нам та или иная модификация воды.

Ясно, что по мере познания структуры воды, применяя всё более совершенные методы теоретического анализа, используя ЭВМ, учёные смогут предсказать если и не все, то весьма многие свойства этих оставшихся 40 сочетаний.

Одной или нескольким разновидностям воды, которые будут открыты в будущем, предстоит сыграть решающую роль в раскрытии таких биологических проблем как наследственность, деятельность мозга, излечение от недугов, долголетие...

Следует заметить, что за последние годы знания о структуре и свойствах воды и её растворах значительно обогатились благодаря использованию новейших поколений счётно-решающих систем и компьютерной техники.

Сейчас особенно отчётливо видно, каким трудным и сложным объектом для исследователей оказалась вода.

Исследование воды, важнейшего природного соединения, заметно продвинулось вперёд благодаря усилиям химиков, физиков, биологов, геологов, медиков и других специалистов. Удалось собрать интереснейшую информацию о её составе, свойствах, структуре, учёные приоткрыли занавес и даже заглянули в мир атомов и молекул, которые формируют необычную ажурную структуру воды.

Многое известно о воде, но ещё больше предстоит узнать. В 1934 году академик
Н.Д. Зелинский писал: «если в столь простом веществе, как вода, наукой не всё было открыто, то как много ещё остаётся неясного и точно неисследованного во всём окружающем нас материальном мире, в эволюционном процессе которого появился
и человек». Эти слова Н.Д. Зелинского и сейчас не потеряли своей актуальности.
Их современность и программная целенаправленность неоспоримы. Пусть они станут путеводной звездой для тех, кто только делает первые шаги на благодатной
и неисчерпаемой ниве научных поисков, кто пытается раскрыть сложное сплетение природных явлений и понять облик окружающего нас мира, физическая и биологическая структура которого во многом предопределена необычным строением воды.

Основное вещество, которое позволяет существовать жизни на планете – это вода. Она необходима в любом состоянии. Изучение свойств жидкости привело к образованию целой науки – гидрологии. Предмет изучения большинства ученых – это физические и химические свойства . Они понимают под этими свойствами: критические температуры, кристаллическую решетку, примеси и другие индивидуальные особенности химического соединения.

Вконтакте

Изучение

Формула воды известна каждому школьнику. Это три простых знака, но содержатся они в 75% от общей массы всего на планете.

Н2О – это два атома и один — . Структура молекулы имеет эмпирическую форму, поэтому свойства жидкости такие многообразные, несмотря на простой состав. Каждая из молекул находится в окружении соседей. Они связаны одной кристаллической решеткой.

Простота строения позволяет жидкости существовать в нескольких агрегатных состояниях. Ни одно вещество на планете не может этим похвастаться. Н2О очень подвижна, она уступает в этом свойстве лишь воздуху. Каждый осведомлен о круговороте воды, о том, что после испарения ее с поверхности земли, где-то далеко проходит дождь или снег. Климат регулируется именно благодаря свойствам жидкости, которая может отдавать тепло, а сама при этом практически не изменяет свою температуру.

Физические свойства

Н2О и ее свойства зависят от многих ключевых факторов. Основные из них:

• Кристаллическая решетка. Строение воды, а точнее ее кристаллической решетки, обусловлено агрегатным состоянием. Она имеет рыхлое, но очень прочное строение. Снежинки показывают решетку в твердом состоянии, а вот в привычном – жидком, у воды нет четкости в строении кристаллов, они подвижны и изменчивы.
• Строение молекулы – шар. Но влияние земного притяжения заставляет воду принимать форму сосуда, в котором находится. В космосе она будет геометрически правильной формы.
• Реагирует вода с другими веществами, в том числе с теми, кто обладает неразделенными электронными парами, среди них спирт и аммиак.
• Обладает высокой теплоемкостью и теплопроводностью , быстро нагревается и долго не остывает.
• Еще со школы известно, что температура кипения — 100 градусов Цельсия. В жидкости появляются кристаллы при понижении до +4 градусов, а вот лед образуется при еще большем снижении. Температура кипения зависит от давления, в которое поместить Н2О. Есть эксперимент, при котором температура химического соединения достигает 300 градусов, при этом жидкость не кипит, а плавит свинец.
• Еще одним важным свойством является поверхностное натяжение. Формула воды позволяет ему быть очень прочным. Ученые выяснили, чтобы разорвать его потребуется сила с массой больше 100 тонн.

Интересно! Н2О, очищенная от примесей (дистиллированная), не может проводить ток. Это свойство оксида водорода появляется лишь при наличии растворенных в нем солей.

Другие особенности

Лед – это уникальное состояние, которое свойственно оксиду водорода. Он образует рыхлые связи, которые легко деформируются. Кроме того, расстояние между частицами значительно увеличивается, делая плотность льда намного ниже жидкости. Это позволяет водоемам не промерзать полностью в зимний период, сохраняя жизнь под слоем льда. Ледники – большой запас пресной воды.

Интересно! У Н2О есть уникальное состояние, которое называется явлением тройной точки. Это когда она находится сразу в трех своих состояниях. Возможно это условие, лишь при температуре 0,01 градус и давлении 610 Па.

Химические свойства

Основные химические свойства :

• Разделяют воду по жесткости, от мягкой и средней — до жесткой. Этот показатель зависит от содержания солей магния и калия в растворе. Есть также такие , которые находятся в жидкости постоянно, а от некоторых можно избавиться кипячением.
• Окисление и восстановление. Н2О влияет на процессы, изучаемые в химии, происходящие с другими веществами: одни она растворяет, с другими вступает в реакцию. Исход любого эксперимента зависит от правильного выбора условий, при которых он проходит.
• Влияние на биохимические процессы. Вода основная часть любой клетки , в ней как в среде, происходят все реакции в организме.
• В жидком состоянии впитывает в себя газы, которые неактивны. Их молекулы располагаются между молекулами Н2О внутри полостей. Так образуются клатраты.
• При помощи оксида водорода образуются новые вещества, которые не связаны с окислительно-восстановительным процессом. Речь идет о щелочах, кислотах и основаниях.
• Еще одна характеристика воды — это способность образовывать кристаллогидраты. Оксид водорода при этом остается в неизменном виде. Среди обычных гидратов можно выделить медный купорос.
• Если через соединение пропустить электрический ток, то можно разложить молекулу на газы.

Важность для человека

Очень давно люди поняли неоценимое значение жидкости для всего живого и планеты в целом. Без нее человек не может прожить и недели. Какого же полезное действие от этого самого распространенного на Земле вещества?

• Самое главное применение — это наличие в организме, в клетках, где проходят все важнейшие реакции.
• Образование водородных связей благоприятно сказывается на живых существах, ведь при изменении температуры жидкость в теле не замерзает.
• Человек давно применяет Н2О в бытовых нуждах, кроме приготовления пищи, это: стирка, уборка, купание.
• Ни один промышленный завод не может работать без жидкости.
• Н2О – источник жизни и здоровья , она является лекарством.
• Растения используют ее на всех этапах своего развития и жизни. С ее помощью они производят кислород, такой необходимый для жизни живых существ, газ.

Кроме самых очевидных полезных свойств, их имеется еще очень много.

Важность воды для человека

Критическая температура

У Н2О, как и у всех веществ, есть температура, которая называется критической . Критическая температура воды определяется методом ее нагрева. До 374 градусов по Цельсию жидкость называют паром, она еще может превратиться обратно в привычное жидкое состояние, при определенном давлении. Когда температура вышей этой критической отметки, то вода как химический элемент, превращается в газ безвозвратно.

Применение в химии

Большой интерес у химиков Н2О вызывает благодаря основному своему свойству – умению растворять. Часто ученые ею очищают вещества, чем создают благоприятные условия для проведения экспериментов. Во многих случаях она является средой, в которой можно провести опытные испытания. Кроме того, Н2О сама участвует в химических процессах, влияя на тот или иной химический эксперимент. Она соединяется с неметаллическими и металлическими веществами.

Три состояния

Вода предстает перед людьми в трех состояниях, называемых агрегатными. Это жидкость, лед и газ. Вещество одно и то же по составу, но разное по свойствам. У

мение перевоплощаться – очень важная характеристика воды для всей планеты, таким образом, происходит ее круговорот.

Сравнивая все три состояния, человек чаще видит химическое соединение все же в жидком виде. Вода не имеет вкуса и запаха, а то, что ощущается в ней, это из-за наличия примесей, растворенных в ней веществ.

Основные свойства воды в жидком состоянии — это: огромная сила, позволяющая точить камни и рушить скалы, а также возможность принимать любую форму.

Мелкие частицы при замерзании сокращают скорость своего движения и увеличивают дистанцию, поэтому структура льда пористая и по плотности ниже жидкости. Лед применяется в холодильных установках, для различных бытовых и промышленных целей. В природе лед несет лишь разрушения, выпадая в виде града или лавины.

Газ – еще одно состояние, который образуется, когда не достигается критическая температура воды. Обычно при температуре больше 100 градусов, или испаряясь с поверхности. В природе это облака, туманы и испарения. Большую роль искусственное газообразование сыграло в техническом прогрессе в 19 веке, когда были изобретены паровые двигатели.

Количество вещества в природе

75% — такая цифра покажется огромной, но это вся вода на планете, даже та, которая находится в разных агрегатных состояниях, в живых существах и органических соединениях. Если же учесть лишь жидкое, то есть воду, находящуюся в морях и океанах, а также в твердую – в ледниках, то процент становится 70,8%.

Распределение процентного содержания примерно такое:

• моря и океаны – 74,8%
• Н2О пресных источников, распределенная неравномерно по планете, в ледниках составляет — 3,4%, а в озерах, болотах и реках лишь 1,1%.
• На подземные источники приходится примерно 20,7% от всего количества.

Характеристика тяжелой воды

Природное вещество – водород встречается в виде трех изотопов , в таком же количестве форм есть и кислород. Это позволяет выделять кроме обычной питьевой воды еще дейтериевую и тритиевую.

Дейтериевая имеет самую устойчивую форму, она встречается во всех природных источниках, но в очень малом количестве. Жидкость с такой формулой обладает рядом отличий от простой и легкой. Так, образование кристаллов в ней начинается уже при температуре 3,82 градуса. А вот температура кипения немного выше — 101,42 градуса Цельсия. У нее больше плотность и способность к растворению веществ значительно снижена. Кроме того, ее обозначают другой формулой (D2O).

Живые системы реагируют на такое химическое соединение плохо. Лишь некоторые виды бактерий смогли в нем приспособиться к жизни. Рыбы и вовсе не выдержали такого эксперимента. В организме человека, дейтерий может находиться несколько недель, а после выводится, не причиняя вреда.

Важно! Пить дейтериевую воду – нельзя!

Уникальные свойства воды. – просто.

Вывод

Широкое применение тяжелая вода нашла в ядерной и атомной промышленности, а обычная — в повсеместном.