Hidrosfera este plicul discontinuu de apă al Pământului, totalitatea mărilor, oceanelor, apele continentale (inclusiv apele subterane) și acoperirea cu gheață. Mările și oceanele ocupă aproximativ 71% din suprafața pământului, ele conțin circa 96,5% din volumul total al hidrosferei. Suprafața totală a tuturor corpurilor de apă interioară este mai mică de 3% din suprafața sa. Ghețarii reprezintă 1,6% din rezervele de apă din hidrosfere, iar suprafața lor este de aproximativ 10% din suprafața continentului.
Cea mai importantă proprietate a hidrosfera - unitatea de toate tipurile de ape naturale (oceane, apele interioare, vaporii de apă din atmosferă, apă subterană), care se efectuează în ciclul apei. Forțele motrice ale acestui proces global sunt energia termică a Soarelui și gravitatea care se deplasează la suprafața Pământului, asigurând mișcarea și reînnoirea apelor naturale de toate felurile.
Evaporarea de la suprafața oceanului și suprafața de teren este partea inițială a ciclului apei în natură, oferind nu numai reluarea componentei sale cele mai valoroase - sushi apă dulce, dar de înaltă calitate a acestora. Indicatorul activității schimbului de apă al apelor naturale este rata ridicată de reînnoire a acestora, deși diferite ape naturale sunt reînnoite (înlocuite) cu o rată inegală. Cel mai mobil agent al hidrosferei este apa râului, perioada de reînnoire a acesteia fiind de 10-14 zile.
Partea predominantă a apelor hidrosfere este concentrată în Oceanul Mondial. Oceanul mondial este linia principală de închidere a ciclului apei în natură. Distruge cea mai mare parte a umidității care se evaporă în atmosferă. Organismele acvatice care locuiesc în stratul de suprafață al Oceanului Mondial oferă o întoarcere în atmosferă a unei părți semnificative a oxigenului liber al planetei.
Volumul imens al Oceanului Mondial indică inexhaustibilitatea resurselor naturale ale planetei. În plus, Oceanul Mondial este un colector al apei fluviale a pământului, cu o cantitate anuală de aproximativ 39 mii m 3 de apă. Poluarea Oceanului Mondial în unele regiuni amenință să perturbe procesul natural al circulației umidității în cea mai importantă legătură - evaporarea de pe suprafața oceanului.
Rolul imens al apei în viața și natura umană a determinat-o să devină unul dintre primii compuși care atrage atenția oamenilor de știință. Cu toate acestea, studiul apei este departe de a se sfârși.
Proprietățile generale ale apei
Apa virtutea moleculelor sale de popularitate promovează descompunerea în contact cu ea moleculele de sare în ioni, dar apa se prezintă o mai mare stabilitate în apă chimic pură conține foarte puține ioni H + și OH -.
Apa este un solvent inert; chimic nu se schimbă sub influența majorității compușilor tehnici care nu se dizolvă. Acest lucru este foarte important pentru toate organismele vii de pe planeta noastră, deoarece substanțele nutritive necesare țesuturilor intră în soluția apoasă într-o formă relativ puțin schimbată. În condiții naturale, apa conține întotdeauna o anumită cantitate de impurități, interacționând nu numai cu substanțe solide și lichide, ci și prin dizolvarea gazelor.
Chiar de la apa de ploaie proaspăt eliberată, câteva zeci de miligrame de substanțe diferite dizolvate în ea pot fi izolate pe litru de volum. Apa absolut pură nu a fost niciodată obținută de nimeni în niciunul dintre stările sale agregate; Apa chimică pură, în mare parte lipsită de substanțe dizolvate, este produsă prin purificare prelungită și dureroasă în laboratoare sau în instalații industriale speciale.
compoziția apei de mare Saline, în esență, constă din 89% din cloruri (în principal clorură de sodiu, potasiu, calciu), 10% sunt sulfații (sodiu, potasiu, magneziu) și 1% - cu carbonați (sodiu, calciu) și alte săruri. Apa proaspătă conține în general cel mai mult până la 80% carbonați (sodiu, calciu), aproximativ 13% sulfați (sodiu, potasiu, magneziu) și 7% din cloruri (sodiu și calciu).
Apa are o capacitate de căldură excepțional de mare. Capacitatea de căldură a apei este luată ca una. Căldura specifică a nisipului, de exemplu, este de 0,2, iar căldura este de numai 0,107 din capacitatea de căldură a apei. Capacitatea apei de a acumula rezerve mari de energie termică face posibilă pentru a netezi fluctuațiile bruște ale temperaturii pe zonele de coastă ale Pământului în diferite anotimpuri și la diferite momente ale zilei: apa acționează ca și în cazul în care regulatorul de temperatură pe întreaga planetă.
Trebuie remarcat o proprietate specială a apei - tensiunea superficială a acesteia este de 72,7 erg / cm2 (la 20 ° C). În acest sens, din toate tipurile de lichide, apa este al doilea doar la mercur. O astfel de proprietate de apă este în mare parte datorită legăturilor de hidrogen dintre moleculele individuale de H2 O. evident mai ales în tensiunea superficială în adeziunea apei la mai multe suprafețe - umezire. S-a stabilit că substanțele - argila, nisipul, sticla, țesătura, hârtia și multe altele, umectate ușor cu apă, au cu siguranță atomi de oxigen în compoziția lor. Acest lucru sa dovedit a fi cheia pentru explicarea naturii umectarea: strat superficial energetic dezechilibrat de molecule de apă sunt capabili să formeze o suplimentare „străine“ atomi de oxigen.
Umezirea și tensiunea de suprafață sunt o parte a fenomenului numit capilaritatea: în canalele înguste de apă este capabil să se ridice la o înălțime mult mai mare decât cea care „permite“ forța de gravitație pentru o anumită secțiune a coloanei.
În capilare, apa are proprietăți uimitoare. BV Deryagin a stabilit că, în capilare, apa condensată din vaporii de apă nu îngheață la 0 și nici măcar cu o scădere a temperaturii cu zeci de grade.
Apa se referă la electroliți slabi: H2O H + + OH -
Apa este o substanță foarte reactivă capabilă: poate fi atât de oxidare și de reducere a proprietăților. Astfel, sub acțiunea apei exponatelor reducătoare puternice proprietăți oxidante: rece oxidează alcaline și alcalino-pământoase, și la o temperatură de filament - fier, carbon și altele.
Sub influența agenților puternici de oxidare (fluor, clor, curent electric), apa prezintă proprietăți de reducere. Astfel, reacția cu fluor poate fi reprezentată după cum urmează:
Există trei tipuri de adăugare de apă la moleculele altor substanțe: tip ionic, coordonat și adsorbție.
Aderarea pe tip ionic are loc la oxizi ai metalelor alcaline, alcalino-pământoase și pământuri rare, precum și la oxizi de acizi:
Apa, atașată de tipul ionic, se numește constituțional. Se îndepărtează cu căldură cu mare dificultate. Deci scindarea de la sodă caustică începe la 1388C:
Pentru ionii metalici - complexare conexiune este pe principiul de coordonate:
Compușii care rezultă sunt numiți complexe aqua, iar apa care este inclusă în compoziția lor este cristalizarea. Apa de cristalizare este îndepărtată mai ușor decât apa constituțională, de exemplu, în timpul intemperiilor.
Diferite substanțe adsorb pe suprafața lor o anumită cantitate de apă datorită forțelor intermoleculare de atracție. Apa, atașată la tipul de absorbție, se numește higroscopică; este îndepărtat mai ușor decât cristalizarea.
Compoziția ionică a apelor naturale
Bicarbonații sunt prezenți în aproape toate apele, în cantități diferite. Un rol important în formarea compoziției chimice a apei îl joacă solul care stă la baza solului, cu care apa intră în contact, filtrează și dizolvă unele minerale. În special îmbogățit intens roci sedimentare de apă, cum ar fi calcar, dolomit, marnă, gips, sare gemă, și altele. La rândul său, solul și rocile au capacitatea de a absorbi o parte din ionii de apă naturale (de exemplu, Ca + 2. Mg + 2), înlocuindu- numărul lor echivalent de alte ioni (Na +, K +). Apele subterane clorură și sulfatul de sodiu și magneziu, clorura de calciu sunt dizolvate cel mai ușor. Siliciu și silicat roci (granitului, roca de cuart, etc.) sunt aproape insolubile în apă și care conține dioxid de carbon și acizi organici. Cele mai frecvente în apele naturale sunt următorii ioni: C1 -. SO4 -. HCO3. CO2 -. Na +. Mg2 +. Ca 2+. H +.
și cu acțiunea acidului carbonic, carbonatul de fier:
Compușii de siliciu din apele naturale pot fi sub formă de acid silicic. La pH 8, acidul silicic este practic neondissociat; la pH 8, acidul silicic este prezent împreună cu HSi03. și la pH> П - numai HSiO3. O parte din siliciu este o compoziție de particule coloidale HSiO2 H2O și sub formă de acid polisilicic: XSiO2 H2O Al 3+ este prezentă și în apele naturale. Mg 2+ și alte cationi. Pe lângă substanțele de tip ionic, apele naturale conțin, de asemenea, gaze și suspensii dispersate organic și grosier. Cele mai frecvente gaze din apele naturale sunt oxigenul și dioxidul de carbon. Sursa de oxigen este atmosfera, dioxidul de carbon - procesele biochimice care apar în straturile adânci ale crustei pământului, dioxidul de carbon din atmosferă. Din substanțele organice care cad din exterior, este necesar să se menționeze substanțele humice spălate cu apă din solurile humus (turbării, sapropelite etc.). Cele mai multe dintre ele se află într-o stare coloidală. În corpurile de apă, substanțele organice intră continuu în apă ca urmare a decesului diverselor organisme acvatice. În același timp, unele dintre ele rămân suspendate în apă, în timp ce cealaltă picură în fund, unde are loc dezintegrarea lor. Solidele suspendate care provoacă ceața apelor naturale, sunt substanțe minerale și înveliș exterior lavabil organic cu ploaie pământ sau topi de apă în timpul inundațiilor de primăvară.