Свойства воды Цели урока: ОЗНАКОМИТЬСЯ СО СТРОЕНИЕМ МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ РАССМОТРЕТЬ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ РАССМОТРЕТЬ ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ВОДЫ Ты сама жизнь. Ты самое большое богатство в мире. А. де Сент-Экзюпери А почему именно вода? Вода - удивительное химическое соединение, изучаемое не только химиками, но и физиками. Химический состав вод имеет возможность быть одинаков, а их влияние на организм - различным. Потому что каждая вода формировалась в конкретных обстоятельствах. Вода - не исключительно самая распространенная, но при этом и самая важная жидкость в окружающей среде, вода - жизнь всего живого. Молекула воды Строение молекулы воды Самая простая принятая сегодня модель молекулы воды – тетраэдр. Тетраэдр (модель): а – вид на молекулу воды со стороны атомов водорода; б – вид на молекулу воды со стороны атома кислорода; в – заряды (электроны, расположенные в молекуле воды в виде тетраэдра) В действительности одиночные молекулы воды при нормальных температуре и давлении не существуют. Есть несколько гипотез, описывающих строение и свойства ассоциатов воды. Однако единое понимание пока не достигнуто. Строение молекулы воды Хотя молекула воды в целом электронейтральна, она представляет собою все же диполь, т.е. с одного края у нее преобладает отрицательный заряд, а с другого положительный. Между собой диполи способны организовывать соединения, когда одна молекула воды отрицательно заряженным краешком притягивает к себе другую молекулу за ее положительный краешек. Образуется водородная связь. Вода – основа жизни на Земле Вода – самое распространенное вещество в живой и неживой природе: она влияет на климат; преобразует рельеф; является внешней и внутренней средой обитания. Около 70% массы клетки составляет вода, и большинство внутриклеточных реакций протекает в водной среде Жизнь на нашей планете возникла в океане, и условия этой первобытной среды наложили отпечаток на химию живых существ. «Конструкция» всех живых организмов связана с уникальными свойствами воды, такими, как полярный характер её молекул и способность к образованию водородных связей, высокие температуры плавления и кипения, большое поверхностное натяжение. Вода в биологических объектах выполняет следующие основные функции: 1. Водная среда объединяет все части организма, начиная от молекул в клетках и кончая тканями и органами, в единое целое. 2. Вода – важнейший растворитель и важнейшая среда для биохимических реакций. 3. Вода участвует в упорядочении структур в клетках. Она входит в состав молекул белков, определяя их информацию. 4. Вода – метаболит и непосредственный компонент биохимических процессов. 5. Существенную роль в мембранных процессах играет относительно высокая протонная и электронная проводимость структурированной воды. 6. Вода главный компонент в транспортной системе высших растений. 7. Вода – терморегулирующий фактор. 8. Вода – хороший амортизатор при механических воздействиях на организм. 9. Благодаря явлениям осмоса и тургора вода обеспечивает упругое состояние клеток и тканей растительных организмов. Удивительное вещество Исследуя воду и, особенно ее водные растворы, ученые раз за разом убеждались, что вода обладает ненормальными — аномальными свойствами, присущими только ей, ее Величеству — Воде, подарившей нам Жизнь и возможность мыслить. Мы даже и не подозреваем, что столь привычные и естественные свойства воды в природе, в различных технологиях, наконец, в обыденной жизни нашей являются уникальными и неповторимыми. Аномальные свойства воды Плотность Для всей биосферы исключительна важной особенностью воды является ее способность при замерзании увеличивать, а не уменьшать свой объем, т.е. уменьшать плотность. Действительно, при переходе любой жидкости в твердое состояние молекулы располагаются теснее, а само вещество, уменьшаясь в объеме, становится плотнее. Да, для любой из необозримо разных жидкостей, но не воды. Вода здесь представляет исключение. При охлаждении вода сначала ведет себя как и другие жидкости: постепенно уплотняясь, уменьшает свой объем. Такое явление можно наблюдать до +3,98 °С. Затем, при дальнейшем снижении температуры до 0 °С, вся вода замерзает и расширяется в объеме. В результате удельный вес льда становится меньше воды и лед плавает. Если бы лед не всплывал, а тонул, то все водоемы (реки, озера, моря) промерзли бы до дна, испарение бы резко сократилось, все пресноводные животные и растения погибли бы. Жизнь на Земле стала бы невозможной. Вода — единственная жидкость на Земле, лед которой не тонет за счет того, что его объем на 1/11 больше объема воды. Поверхностное натяжение Благодаря тому, что круглые шарики воды очень упруги, идет дождь, выпадает роса. Что же это за удивительная сила, которая сохраняет капли росы, а поверхностный слой воды в любой лужице делает эластичным и относительно прочным? Известно, что если стальную иголку осторожно положить на поверхность воды, налитой в блюдце, то иголка не тонет. А ведь удельная масса металла значительно больше, чем у воды. Молекулы воды связаны силой поверхностного натяжения, которая позволяет им подниматься вверх по капиллярам, преодолевая силу земного притяжения. Без этого свойства воды жизнь на Земле была бы также невозможна. Теплоемкость Ни одно вещество в мире не поглощает и не отдает среде столько тепла, сколько вода. Теплоемкость воды в 10 раз больше теплоемкости стали и в 30 раз больше ртути. Вода сохраняет тепло на Земле. С поверхности морей, океанов, суши испаряется за год 520000 кубических километров воды, которые, конденсируясь, отдают много тепла холодным и полярным регионам. Вода в организме человека составляет 70-90%. от веса тела. Не обладай вода такой теплоемкостью, как сейчас, обмен веществ в теплокровных и холоднокровных организмах был бы невозможен. Еще несколько удивительных свойств… • Ни одна жидкость не поглощает газы с такой жадностью, как вода. Но она их также легко отдает. • Дождь растворяет в себе все ядовитые газы атмосферы. Вода -ее мощный природный фильтр, очищающий атмосферу от всех вредных и ядовитых газов. • Еще одно удивительное свойство воды проявляется при воздействии на нее магнитного поля. Вода, подвергнутая магнитной обработке, меняет растворимость солей и скорость химических реакций. Но самое, пожалуй, удивительное свойство воды – это свойство практически универсального растворителя. И если какие-то вещества в ней не растворяются, то и это для жизни сыграло громадную роль в эволюции: скорее всего именно гидрофобным свойствам первичных биологических мембран и обязана жизнь своим появлением и развитием в водной среде. В заключении: Человек, запомни навсегдаСимвол жизни на земле Вода! Экономь её и береги! Мы ведь на планете Не одни! Выполнила: студентка СГПИ, факультета естественных наук, кафедры биологии, группа ЗБЛ-82 Свиридова И.Г