Alla teorier om livets ursprung på jorden är på något sätt kopplade till vatten. Hon är alltid med oss, dessutom inom oss. Det vanligaste, enkla vattnet, som ingår i kroppens vävnader, gör varje nytt andetag och hjärtslag möjlig. Den deltar i alla dessa processer på grund av dess unika egenskaper.
Vad är vatten: definition
Från en vetenskaplig synvinkel är planetens huvudsakliga vätska väteoxid - en binär oorganisk förening. Molekylformeln för vatten är förmodligen känd för alla. Varje strukturellt element i den består av en syreatom och två väteatomer sammankopplade med en polär kovalent bindning. Under normala förhållanden är den i flytande tillstånd, har ingen smak och lukt. I små volymer är vanligt vatten utan föroreningar färglöst.
Biologisk roll
Vatten är det huvudsakliga lösningsmedlet. Det är naturen hos molekylens struktur som gör en sådan definition möjlig. Vattnets egenskaper är relaterade till dess polarisering: varje molekyl har två poler. Negativt är förknippat med syre, ochpositiv - med väteatomer. Vattenmolekylen kan bilda så kallade vätebindningar med partiklar av andra ämnen och attraherar motsatt laddade atomer till sina "+" och "-". I det här fallet måste ämnet som blir en lösning också polariseras. En molekyl av den är omgiven av flera vattenpartiklar. Efter omvandling blir ämnet mer reaktivt. Vatten används som lösningsmedel av alla celler i levande organismer. Detta är en av de egenskaper som definierar dess biologiska roll.
Tre stater
Vatten är känt för oss i tre former: flytande, fast och gasformigt. Det första av dessa aggregationstillstånd, som redan nämnts, är karakteristiskt för vatten under normala förhållanden. Vid norm alt atmosfärstryck och temperaturer under 0 ºС blir det is. Om uppvärmningen av ämnet når 100 ºС bildas ånga från vätskan.
Det bör noteras att ämnen som har liknande struktur under normala förhållanden är i gasformigt tillstånd och har låg kokpunkt. Anledningen till vattnets relativa stabilitet ligger i vätebindningarna mellan molekyler. För att gå in i ett tillstånd av ånga måste du bryta dem. Vätebindningar är tillräckligt starka för att det tar mycket energi att bryta dem. Därav den höga kokpunkten.
Ytspänning
På grund av vätebindningar har vatten en hög ytspänning. I detta avseende är det näst efter kvicksilver. Ytspänning uppstår vid gränsen mellan två olika medier och kräver utgifter för ett visst beloppenergi. Denna egenskap resulterar i intressanta effekter. I tyngdlöshet antar droppen en sfärisk form, eftersom vätskan tenderar att krympa sin egen yta för att spara energi. På liknande sätt beter sig vatten ibland på icke-vätbara material. Ett exempel är en daggdroppe på löv. På grund av kraften från ytspänningen kan vattenstridare och andra insekter glida längs dammens yta.
Isolator eller ledare?
I livssäkerhetsklasser får barn ofta lära sig att vatten är en bra ledare för elektricitet. Detta är dock inte riktigt sant. På grund av särdragen i dess struktur är rent vatten svagt dissocierat och leder inte ström. Det vill säga, i själva verket är det en isolator. Men under normala förhållanden är det praktiskt taget omöjligt att möta sådant rent vatten, eftersom det löser många ämnen. Och tack vare många föroreningar blir vätskan en ledare. Dessutom kan förmågan att leda elektricitet avgöra hur rent vattnet är.
Refraktion och absorption
En annan egenskap hos vatten, känd för alla från skolan, är förmågan att bryta ljusstrålar. Efter att ha passerat genom vätskan ändrar ljuset sin riktning något. Denna effekt är förknippad med bildandet av en regnbåge. Dessutom ligger ljusets brytning och vår uppfattning om det till grund för fel vid bestämning av vattenförekomsternas djup: det verkar alltid mindre än vad det faktiskt är.
Ljuset från den synliga delen av spektrumet bryts dock. Och till exempel infraröda vattenstrålarabsorberas. Det är därför växthuseffekten uppstår. För att förstå vattnets dolda möjligheter i denna mening kan man hänvisa till egenskaperna hos atmosfären på Venus. Enligt en version ledde avdunstning av vatten till växthuseffekten på denna planet.
vattenfärg
Alla som har sett havet eller något friskt vatten och jämfört det med vätska i ett glas har märkt en viss avvikelse. Färgen på vattnet i en naturlig eller konstgjord reservoar matchar aldrig vad som observeras i koppen. I det första fallet är det blått, blått, till och med gröngult, i det andra är det helt enkelt frånvarande. Så vilken färg har vattnet egentligen?
Det visar sig att en ren vätska inte är färglös. Den har en lätt blåaktig nyans. Vattnets färg är så blek att det i små volymer verkar helt genomskinligt. Men under naturliga förhållanden visas den i all sin glans. Dessutom förändrar många föroreningar, som i fallet med att leda elektricitet, vattnets egenskaper. Alla har träffats minst en gång en grön damm eller brunaktiga pölar.
Vattnets och livets färg
Färgen på reservoaren beror ofta på mikroorganismerna som aktivt förökar sig i den, föroreningarna i stenar. Vattnets grönaktiga färg tyder ofta på förekomsten av små alger. I havet finns områden målade i denna nyans som regel överflöd av levande varelser. Därför är fiskare alltid uppmärksamma på vilken färg vattnet har. Klarblått vatten är fattigt på plankton, och därav de som livnär sig på dem.
Ibland ger mikroorganismer de mest bisarra nyanser. Sjöar med chokladfärgat vatten är kända. Encellig aktivitetalger och bakterier gör en vattenmassa turkos på ön Flores i Indonesien.
I Schweiz, vid Sanetsch-passet, finns en sjö med ljust rosa vatten. En något blekare nyans har en vattenmassa i Senegal.
Färgstarkt mirakel
En fantastisk syn dyker upp för turister i Amerika, i Yellowstone National Park. Morning Glory Lake ligger här. Dess vatten har den renaste blå färgen. Anledningen till denna nyans är alla samma bakterier. Yellowstone är känt för sina många gejsrar och varma källor. Längst ner i Morning Glory Lake finns en smal vulkanöppning. Värmen som stiger därifrån upprätthåller temperaturen på vattnet, liksom utvecklingen av bakterier. En gång i tiden var hela sjön kristallblå. Men med tiden blev vulkanens mynning igensatt, vilket underlättades av turister med sin kärlek att kasta mynt och annat skräp. Som ett resultat sjönk yttemperaturen och andra typer av bakterier började föröka sig här. Idag förändras vattnets färg med djupet. Längst ner är sjön fortfarande djupblå.
För flera miljarder år sedan bidrog vatten till uppkomsten av liv på jorden. Sedan dess har dess betydelse inte alls minskat. Vatten är nödvändigt för ett antal kemiska reaktioner som sker på cellnivå, det är en del av alla vävnader och organ. Haven täcker cirka 71 % av planetens yta och spelar en stor roll för att upprätthålla stabiliteten hos ett så gigantiskt system som jorden. Vattens fysikaliska och kemiska egenskaper gör det möjligt att kalla det huvudämnet för allt levande. Reservoarer, som är habitat för flercelliga mikroorganismer, blir dessutom en källa till skönhet och inspiration, visar naturens enorma kreativa förmågor.
