Хімія навколо нас

планети. Багато хто помічав, при  ясному і безхмарному небі ночі бувають  холодніше,

ніж у хмарну погоду.

До основних споживачам прісної  води відносяться: сільське господарство (70%),

промисловість, включаючи енергетику (20%) і комунальне господарство (~

10%). У промисловому виробництвістве  найбільш водоємним яв ¬ ляють  хімічна, 

целюлозно-паперова і металурги  ¬ чна промисловість. Так, на виготовлення I

т синте ¬ тичного волокна витрачається 2500-5000, пласт ¬ маси - 500-1000, паперу

- 400-800, сталі і чавуну - 160-200 м3  води. Досвід показує, що на 

побутов ¬ ші потреби житель впорядкованого міста витрачає 200-300 л води на день.

Розподіл споживання води в середньому наступне: на приготування їжі і

питво витрачається всього лише 5%, в  змивному бачку туалету - 43, для ванни  і 

душа - 34, на миття посуду - 6, на прання - 4, на прибирання приміщення - 3%.

Для приготування їжі і в якості питної може бути використана природна

вода, якщо вона не містить шкідливих  мікроорганізмів, а також шкідливих 

мінераль ¬ них і органічних домішок, якщо вона прозора, біс ¬  кольорова і не має 

присмаку і запаху. Відповідно до Державного стандарту зміст 

мінеральних домішок не повинен  перевищувати 1 г / л. Кислотність води в одиницях рН

повинна бути в межах 6,5-9,5. Концентрація нітратного іона не повинна 

перевищувати 50 мг / л. Природно, що вона повинна також відповідати 

бактеріологічними вимогам і мати допустимі показники на токсичні

хімічні сполуки. Цим вимогам найбільш часто задовольняє колодязна

і джерельна вода. Однак у великих  кількостях знайти воду, що відповідає

Державним стандартом, важко. Тому її доводиться очищати на

спеціальних станціях. Основними стадіями очищення є фільт ¬ вання (через

шар піску) і обробка окислювачами (хлором або озоном). У деяких випадках

доводиться застосовувати коагуляцію. Для цього використовують сульфат  алюмінію A12

{SO4) 3. У слабощелочной середовищі, создавае ¬ мій карбонатами  кальцію, під 

дією води ця сіль гідролізується і з неї виходить сиплеся осад

гідроксиду алюмінію Аl (ОН) 3, а також  сульфат кальцію CaSO4

відповідно до рівняння

Al2 (SO4) 3 + ЗСА (НСО3) 2 = 2AI (ОН) 3 ↓ + 3CaSO4 ↓ + 6СО2

Гідроксид алюмінію А1 (ОН) 3 спочатку утворюється у вигляді дрібних

колоїдних частинок, які з часом  об'єднуються в більш великі. Цей 

процес називають коагуляцією. При коагуляції пластівці А1 (ОН) 3

захвати ¬ ють зважені домішки  і сорбують на своїй розвиненій поверхні

органічні і мінеральні речовини.

З давніх-давен для стерилізації питної води вико ¬ користувалося  просте

кип'ятіння, а стародавні греки  добав ¬ лялі у воду сухе вино, що створювало кислу 

середовище, в якому гинули багато хвороботворні мікроби.

Питна вода повинна містити невеликі кількості розчинених солей і газів.

У залежності від них у різних місцях вода відрізняється за смаком.

Макрокомпонентами хімічного складу поверхневих та деяких підземних  вод 

вважають іони Na +, K +, Mg2 +, Са2 +

, SO4, Сl, NO3. Іони Fe2 +, Fe3 +

, Al3 + у помітних кількостях містяться тільки в локальних

підземних водах, що характеризуються кислим середовищем. Кремнієва кислота H

2SiO3 є переважаючим компонентом  у деяких типах 

грунтових і поверх ¬ невих вод  з дуже малою мінералізацією, а  також у 

термальних водах. Межею між прісної і мінераль ¬ ної водою вважається

вміст мінеральних хімічних ¬ ських  сполук у кількості 1 г / л.

Природні води, що містять солі, розчинені га ¬ зи, органічні речовини в 

більш високих концентра ¬ ціях, ніж питна, називають мінеральними. Деякі з

мінеральних вод містять біологічно активні компоненти: СО2,

H2S, деякі солі (наприклад, суль  ¬ фати натрію і магнію),

сполуки миш'яку, радіо ¬ активні  елементи (наприклад, радон) та ін Тому

мінеральні води з давніх-давен  використовували як лікувальний засіб. У

даний час мінеральні води ділять на лікувальні, лікувально-столові  і 

столо ¬ ві.

Лікувальні мінеральні води виявляють  свою дію в одних випадках при  зовнішньому,

а в інших - при внут ¬ рішньому застосуванні. Звичайно, води, придатні для

внут ¬ рішнього застосування, іноді  виявляються корисними іпри зовнішньому 

використанні. В якості лікувальних  вод широко відомі сірководневі

(Наприклад, води в районі  курорту Мацеста), в якості лікувально-столової  води 

найбільш відома «Боржомі», а в якості столових вод - «Нарзан» і «Єсентуки

№ 20 ». У раз ¬ особистих районах  нашої країни як столові широко використовують різні 

місцеві мінеральні води, напри ¬  мер, в Санкт-Петербурзі відома вода

«Полюстрово». Перед розливом у  пляшки столові мінеральні води зазвичай

додатково насичують вуглекислим  газом до концентрації 3-4%.

Дистильована вода, отримана конденсацією пари, практично не містить 

солей і розчинених газів і тому неприємна на смак. Крім того, при 

тривалому вживанні вона навіть шкідлива для організму. Це пов'язано з

вимиванням з клітин тканин шлунку і кишечника містяться в них  солей і 

мікроелементів, які необхідні  для нормального функціонування

організму.

Оскільки вода є дуже хорошим  розчиніть ¬ лем, в природі  вона завжди

містить розчинені віщо ¬ ства, так як не існує абсолютно

нерозчинних речовин. Їх кількість  і характер залежать від складу порід, з 

якими вода перебувала в контакті.

Найменша кількість домішок  і розчинених ве ¬ вин міститься  в дощовій 

воді. Однак навіть вони містять розчинені гази, солі і тверді частинки.

Солі, які в дощовій воді, мають  своє походження з океанів і 

морів. Полопані міхур ¬ ки на поверхні океанів викидають в атмосферу 

досить велика кількість солей. Вони захоплюються потоками повітря 

{Особливо в штормову погоду) і рас ¬ ії в атмосфері. Твердий залишок,

який утворюється при випаровуванні  дощової води, - це частич ¬ ки пилу,

захоплені крапельками дощу. Із 30 л  дож ¬ дівою води при випаровуванні  залишається 

приблизно 1 г сухого залишку. Розчиненими газами є як основні

компоненти повітря, так і забруднення, що зустрічаються в даному районі. Склад 

дощових опадів над мрепетуємо узгоджується з правилом, згідно з яким він 

ідентичний тому, що виходить при  додаванні до 1 л дистильованої  ¬ ванної води

1,5 мл морської води.

Отримання високочистої води - досить складна за ¬ дача. Оскільки вона зберігається

в якомусь посудині, в ній повинні  бути домішки матеріалу цього  судини (будь то

скло або метал). Для прецизійних  наукових дослід ¬ жень найбільш чисту

воду отримують методом ректи  ¬ фікації (перегонкою) дистильованої  води під 

фторо ¬ пластових колонах.

Основні запаси прісної води на Землі  зосереджені в льодовиках.

Вологість повітря.

Важливою характеристикою стану  ¬ ня атмосфери є вологість  повітря, або,

що те ж саме, ступінь насичення  повітря водяними парами. Вона виражається 

ставленням змісту водячи ¬ них  пари в повітрі до їх змісту при  насиченні 

повітря при даній температурі. Тому правильніше говорити не просто про 

вологості, а про відносну вологість. При наїдків повітря водяними

парами вода в ньому більше не випаровується. Для людини наибо  ¬ леї сприятлива

вологість повітря 50%. На воло ¬ ність, як і на багато чого іншого,

поширюється правило: надто багато і надто мало - однаково недобре.

Дійсно, при підвищеній вологості  людина гостріше відчуває низькі

температури. Багато хто міг переконатися, що сильні морози при низькій вологості  ¬ ності 

повітря переносяться легше, ніж не настільки сильні, але при високій  вологості.

Справа в тому, що пари води, так само як і рідка вода, мають набагато більшу

теплоємністю, ніж повітря. Тому у  вологому повітрі тіло віддає в 

навколишній простір більше теплоти, ніж в сухому. У спекотну погоду висока

вологість знову ж таки викликає дискомфорт. У цих умовах змен ¬ шується

випаровування вологи з поверхні тіла (людина пітніє), а значить, тіло гірше 

охолоджується і, таким чи ¬ тельно, перегрівається. У дуже сухому повітрі  тіло

втрачає надто багато вологи і, якщо не вдається її заповнити, це позначається

на самопочутті людини. <BR /> Абсолютно  сухого повітря практично не буває.

У 1913 р. англійським хіміком Бейкером було встановлено, що рідини, осушені 

протягом дев'яти років у запаяних ампулах, киплять при набагато більш  високих 

температурах, ніж зазначена у довідковому ¬ ках. Наприклад, бензол починає кипіти при

температурі на 26 ° вище звичайної, а етиловий спирт - на 60, бром - на 59, а 

ртуть - без малого на 100 °. Темпера  ¬ туру замерзання цих рідин підвищилася.

Вплив слідів води на ці фізичні характеристики досі не знайшли

задовільного пояснення. У настою ¬ ний час відомо, що ретельно

висушені гази NH3 і HG1 не утворюють  хлориду 

амонію, а сухий NH4C1 в газовій  фазі не дисоціюють на NH

3 та НС1 при нагріванні. Кислотний  триоксид сірки в сухих

умовах не взаємодіє з основними  оксидами СаО, BaO, CuO, а 

лужні метали не реагують ні з без  ¬ водної сірчаної кислотою, ні з  безводними

галоген ¬ нами.

У добре висушеному кисні вугілля, сірка, фос ¬ фор горять при  температурі, на

багато перевищує температуру їх горіння в неосушенном повітрі. Вважають, що

волога грає каталітичну роль у  цих хімічних реакціях.

Вельми рідкісну властивість води проявляється при її перетворенні з  рідкого 

стану в твердий. Цей пере ¬ хід  пов'язаний зі збільшенням обсягу, а

отже, зі зменшенням щільності.

Вчені довели, що вода у твердому стані  має ажурне будову з 

порожнинами і порожнечами. При  плавленні вони заповнюються молекулами води, тому

густина рідкої води буде вищою щільності  твердої. Оскільки лід легше 

води, то він плаває на ній, а не опускається на дно. Це грає в природі

дуже важливу роль. Якби густина  льоду була вищою, ніж води, то, з'явившись

на поверхні внаслідок охолодження  води холодним повітрям, він занурювався  б 

на дно і в резуль ¬ таті весь водойму мав би промерзнути. Це

катастрофічно позначилося б на життя багатьох організмів водойм.

Цікаво, що якщо над водоюстворити  високий тиск і потім її охолодити  до

замерзання, то утворений лід в  умовах підвищеного поділу плавитися  не при 

00С, а при більш високій температурі. Так, лід, отриманий при

замерзанні води, який знаходиться  під тиском 20 000 атм., у звичайних 

умовах плавитися тільки при 800С.

Кухонна сіль

Сольове голодування може призвести  до загибелі організму. Добова потреба  в 

кухонної солі дорослої людини складає 10-15 г. В умовах жаркого

клімату потреба в солі плекалися  до 25-30 р.

Хлорид натрію потрібний організму  людини або тварини не тільки для  освіти

соляної кислоти в шлунковому соку. Ця сіль входить в тканинні рідини і в 

склад крові. В останній її концентрація дорівнює 0,5-0,6%.

Водні розчини NaCI в медицині використовують в ка ¬ честве кровозамінних 

рідин після кровотеч і при явищах шоку. Зменшення вмісту

NaCI в плазмі крові призводить  до порушення обміну речовин  в організмі. 

Не отримуючи NaCI ззовні, організм віддає його з крові і тканин.

Хлорид натрію сприяє задерживанию води в організмі, що, у свою чергу,

призводить до підвищення артеріального  тиску. Тому при гіпертонічній 

хворобі, ожирінні, набряках лікарі рекомендують знижувати добове споживання

кухонної солі. Надлишок в орга ¬ нізме NaCI може викликати гостре

отруєння і привести до паралічу нервової системи.

Організм людини швидко реагує на порушення сольового балансу  появою

м'язової слабкості, б ¬ лад стомлюваністю, втратою апетиту, виникненням

невгамовним спраги.

Кухонна сіль має хоч і слабкими, але анти ¬ септичними властивостями.

Розвиток гнильних бактерій припиняється лише за її змісті в 10-45%.

Це властивість широко використовують у харчовій промисловості ¬ ності і при збереженні

харчових продуктів в домашніх умовах.

При випаровуванні морської води при  температурах 20 - 35 ° С спочатку виділяються 

найменш розчинні солі - карбонати  кальцію, магнію та сульфітат кальцію.

Потім випадають більш розчинні солі - сульфати натрію та магнію, хлориди

натрію, калію, магнію і після них  сульфати калію і магнію. Порядок 

кристалізації солей і складу утворених  опадів може дещо змінюватися 

в залежності від температури, швидкості  випаровування та інших умов.

Кухонна сіль, що знаходиться на вологому повітрі, відволожується. Чистий хлорид

натрію - негігроскопічні речовина, тобто не притягує вологу. Гігроскопічні 

хлориди магнію і кальцію. Їх домішки  майже завжди містяться в куховарській

солі і завдяки їм відбувається поглинутої зразка ¬ щення вологи.

У земній корі досить часто зустрічаються  шари кам'яної солі. Куховарська 

сіль є найважливішим сировиною  хімічної промисловості. З неї отримують 

соду, хлор, соляної кислоти, гідроксид  натрію, металеві ¬ ський натрій.

При вивченні властивостей грунтів вчені встановили, що, будучи просоченими хлоридом

натрію, вони не пропус ¬ ють воду. Це відкриття було використано при 

будів ¬ ництві зрошувальних каналів  і водоймищ. Якщо дно водойми покрити  шаром 

землі, просякнутої NaCl, то витоку води не відбувається. Для цієї мети,

звичайно, застосовують технічну сіль. Будівельники використовують хло ¬  рид натрію для