Химия вокруг нас
ные минеральные воды, например, в Санкт-Петербурге
известна вода «Полюстрово». Перед разливом в бутылки столовые минеральные
воды обычно дополнительно насыщают углекислым газом до концентрации 3—4 %.
Дистиллированная вода, полученная конденсацией пара, практически не
содержит солей и растворенных газов и потому неприятна на вкус. Кроме того,
при продолжительном употреблении она даже вредна для организма. Это связано
с вымыванием из клеток тканей желудка и кишечника содержащихся в них солей
и микроэлементов, которые необходимы для нормального функционирования
организма.
Поскольку вода является очень хорошим растворителем, в природе она
всегда содержит растворенные вещества, так как не существует абсолютно
нерастворимых веществ. Их количество и характер зависят от состава пород, с
которыми вода находилась в контакте.
Наименьшее количество примесей и растворенных веществ содержится в
дождевой воде. Однако даже она содержит растворенные газы, соли и твердые
частицы. Соли, содержащиеся в дождевой воде, имеют свое происхождение из
океанов и морей. Лопающиеся пузырьки на поверхности океанов выбрасывают в
атмосферу довольно большое количество солей. Они захватываются потоками
воздуха {особенно в штормовую погоду) и распределяются в атмосфере. Твердый
остаток, который образуется при испарении дождевой воды,— это частички
пыли, захваченные капельками дождя. Из 30 л дождевой воды при испарении
остается примерно 1 г сухого остатка. Растворенными газами являются как
основные компоненты воздуха, так и загрязнения, встречающиеся в данном
районе. Состав дождевых осадков над морем согласуется с правилом, согласно
которому он идентичен тому, что получается при добавлении к 1 л
дистиллированной воды 1,5 мл морской воды.
Получение высокочистой воды — весьма сложная задача. Поскольку она
хранится в каком-то сосуде, в ней должны быть примеси материала этого
сосуда (будь то стекло или металл). Для прецизионных научных исследований
наиболее чистую воду получают методом ректификации (перегонкой)
дистиллированной воды во фторопластовых колоннах.
Основные запасы пресной воды на Земле сосредоточены в ледниках.
Влажность воздуха.
Важной характеристикой состояния атмосферы является влажность воздуха
или, что то же самое, степень насыщения воздуха водяными парами. Она
выражается отношением содержания водяных паров в воздухе к их содержанию
при насыщении воздуха при данной температуре. Поэтому правильнее говорить
не просто о влажности, а об относительной влажности. При насыщений воздуха
водяными парами вода в нем больше не испаряется. Для человека наиболее
благоприятная влажность воздуха 50 %. На влажность, как и на многое другое,
распространяется правило: слишком много и слишком мало — одинаково
нехорошо. Действительно, при повышенной влажности человек острее ощущает
низкие температуры. Многие могли убедиться, что сильные морозы при низкой
влажности воздуха переносятся легче, чем не столь сильные, но при высокой
влажности. Дело в том, что пары воды, так же как и жидкая вода, обладают
гораздо большей теплоемкостью, чем воздух. Поэтому во влажном воздухе тело
отдает в окружающее пространство больше теплоты, чем в сухом. В жаркую
погоду высокая влажность опять же вызывает дискомфорт. В этих условиях
уменьшается испарение влаги с поверхности тела (человек потеет), а значит,
тело хуже охлаждается и, следовательно, перегревается. В очень сухом
воздухе тело теряет слишком много влаги и, если не удается ее восполнить,
это сказывается на самочувствии человека.
Абсолютно сухого воздуха практически не бывает.
В 1913 г. английским химиком Бейкером было установлено, что жидкости,
осушенные в течение девяти лет в запаянных ампулах, кипят при гораздо более
высоких температурах, чем указано в справочниках. Например, бензол начинает
кипеть при температуре на 26° выше обычной, а этиловый спирт — на 60, бром
— на 59, а ртуть — без малого на 100°. Температура замерзания этих
жидкостей повысилась. Влияние следов воды на эти физические характеристики
до сих пор не нашли удовлетворительного объяснения. В настоящее время
известно, что тщательно высушенные газы NH3 и HG1 не образуют хлорида
аммония, а сухой NH4C1 в газовой фазе не диссоциирует на NH3 и НС1 при
нагревании. Кислотный триоксид серы в сухих условиях не взаимодействует с
основными оксидами СаО, BaO, CuO, а щелочные металлы не реагируют ни с
безводной серной кислотой, ни с безводными галогенами.
В хорошо высушенном кислороде уголь, сера, фосфор горят при
температуре, на много превышающей температуру их горения в неосушенном
воздухе. Считают, что влага играет каталитическую роль в этих химических
реакциях.
Весьма редкое свойство воды проявляется при ее превращении из жидкого
состояния в твердое. Этот переход связан с увеличением объема, а
следовательно, с уменьшением плотности.
Ученые доказали, что вода в твердом состоянии имеет ажурное строение с
полостями и пустотами. При плавлении они заполняются молекулами воды,
поэтому плотность жидкой воды оказывается выше плотности твердой. Поскольку
лед легче воды, то он плавает на ней, а не опускается на дно. Это играет в
природе очень важную роль. Если бы плотность льда была выше, чем воды, то,
появившись на поверхности вследствие охлаждения воды холодным воздухом, он
погружался бы на дно и в результате весь водоем должен был бы промерзнуть.
Это катастрофически сказалось бы на жизни многих организмов водоемов.
Интересно, что если над водой создать высокое давление и затем ее
охладить до замерзания, то образующийся лед в условиях повышенного деления
плавиться не при 00С, а при более высокой температуре. Так, лед,
полученный при замерзании воды, который находиться под давлением 20 000
атм., в обычных условиях плавиться только при 800С.
Поваренная соль
Солевое голодание может привести к гибели организма. Суточная
потребность в поваренной соли взрослого человека составляет 10-15 г. В
условиях жаркого климата потребность в соли взрастает до 25-30 г.
Хлорид натрия нужен организму человека или животного не только для
образования соляной кислоты в желудочном соке. Эта соль входит в тканевые
жидкости и в состав крови. В последней ее концентрация равна 0,5—0,6 %.
Водные растворы NaCI в медицине используют в качестве кровезамещающих
жидкостей после кровотечений и при явлениях шока. Уменьшение содержания
NaCI в плазме крови приводит к нарушению обмена веществ в организме.
Не получая NaCI извне, организм отдает его из крови и тканей.
Хлорид натрия способствует задерживанию воды в организме, что, в свою
очередь, приводит к повышению артериального давления. Поэтому при
гипертонической болезни, ожирении, отеках врачи рекомендуют снижать
суточное потребление поваренной соли. Избыток в организме NaCI может
вызвать острое отравление и привести к параличу нервной системы.
Организм человека быстро реагирует на нарушение солевого баланса
появлением мышечной слабости, быстрой утомляемостью, потерей аппетита,
возникновением неутолимой жажды.
Поваренная соль обладает хотя и слабыми, но антисептическими
свойствами. Развитие гнилостных бактерий прекращается лишь при ее
содержании в 10—45 %. Это свойство широко используют в пищевой
промышленности и при сохранении пищевых продуктов в домашних условиях.
При испарении морской воды при температурах 20— 35 °С вначале
выделяются наименее растворимые соли — карбонаты кальция, магния и сульфат
кальция. Затем выпадают более растворимые соли — сульфаты натрия и магния,
хлориды натрия, калия, магния и после них сульфаты калия и магния. Порядок
кристаллизации солей и состав образующихся осадков может несколько
изменяться в зависимости от температуры, скорости испарения и других
условий.
Поваренная соль, находящаяся на влажном воздухе, отсыревает. Чистый
хлорид натрия — негигроскопичное вещество, т. е. не притягивает влагу.
Гигроскопичны хлориды магния и кальция. Их примеси почти всегда содержатся
в поваренной соли и благодаря им происходит поглощение влаги.
В земной коре довольно часто встречаются пласты каменной соли.
Поваренная соль является важнейшим сырьем химической промышленности. Из нее
получают соду, хлор, хлороводородную кислоту, гидроксид натрия,
металлический натрий.
При изучении свойств почв ученые установили, что, будучи пропитанными
хлоридом натрия, они не пропускают воду. Это открытие было использовано при
строительстве оросительных каналов и водоемов. Если дно водоема покрыть
слоем земли, пропитанной NaCl, то утечки воды не происходит. Для этой цели,
конечно, применяют техническую соль. Строители используют хлорид натрия для
устранения смерзания зимой земли и превращения ее в твердый камень. Для
этого участки грунта, которые планируется вынимать, осенью густо посыпают
NaCl. В этом случае в сильные морозы данные участки земли остаются мягкими.
Химики хорошо знают, что смешением мелкоизмельченного льда с
поваренной солью можно получить эффективную охлаждающую смесь. Например,
смесь состава 30 г NaCl на 100 г льда охлаждается до температуры -20 С0
происходит потому, что водный раствор соли замерзает при отрицательных
температурах. Следовательно, лед, имеющий температуру около 0°С, будет
плавиться в таком растворе, отнимая теп
| |  скачать работу |
Химия вокруг нас |
