Вода
Благоволила
Литься!
Она
Блистала
Столь чиста,
Что - ни напиться,
Ни умыться,
И это было неспроста.
Ей
Не хватало
Ивы, тала
И горечи цветущих лоз.
Ей
водорослей не хватало
И рыбы, жирной от стрекоз.
Ей
Не хватало быть волнистой,
Ей не хватало течь везде.
Ей жизни не хватало -
Чистой,
Дистиллированной
Воде!

1946 Леонид Мартынов

I. Состав и строение воды

При разложении воды электрическим током образуются газы: водород H₂ – два объёма и кислород О₂ – один объём.

Зная, что плотность водорода ρ(Н₂) = 0,089г/л, а плотность кислорода ρ(О₂) = 1,429г/л, можно вычислить массовые отношения выделившихся газов m=ρ·V:

m(H₂) : m(O₂) = (0,089г/л · 2 л) :  (1,429г/л · 1 л) = 1 :  8

Это соотношение соответствует следующим отношениям атомных масс:

2Ar(H) : Ar (O) =( 2 · 1): 16 = 1: 8

Следовательно, молекула воды должна иметь состав: Н₂О

Метод определения состава веществ путём их разложения на более простые называют анализом (от греч.  «анализис» - разложение).

Получение сложных веществ из более простых называют синтезом (от греч.  «синтезис» - соединение).

Синтез воды  можно осуществить в эвдиометре:

Вода —  наиболее  распространенное  соединение  на Земле. Она  покрывает приблизительно четыре пятых земной поверх­ности – это океаны, моря; озера, ледники. В довольно больших количествах вода находится в атмосфере, а также в земной коре. Общие запасы свободной воды на Земле составляют 1,4 млрд км³. Основное количество воды содержится в океанах (около 97,6%), в виде льда на нашей планете воды имеется 2,14%. Вода рек и озер составляет всего лишь 0,29% и атмосферная вода – 0,0005%. 
Это единственное химиче­ское соединение, которое в природных условиях существует в виде  жидкости, твердого вещества (лед) и  газа (пары воды). 

II. Посмотрите

• Компьютерную модель:“Агрегатные состояния воды”. Эта модель позволяет рассмотреть микроструктуру воды в различных агрегатных состояниях.
• Анимацию: “Агрегатные состояния воды”

Вода играет жизненно важную роль в промышленности, быту и в лабо­раторной практике; она совершенно необходима для поддержания жизни. Приблизительно две трети человеческого  тела  приходятся на долю воды, и многие пищевые продукты состоят преимущественно из воды. Чистая вода  в природе  не существует, она всегда «загрязнена» различны­ми солями, растворенными в ней. Об этом свидетельствует следующий эксперимент «Испарение воды».

Люди всегда селились около воды, и первые нарушения биохимического равновесия связаны с водой. Однако на заре своего развития человек был частью природы, как и другие живые организмы. Создаваемые им загрязнения имели близкие к естественным концентрации, а воздействие на природу не нарушало естественных процессов. В дальнейшем с развитием земледелия и животноводства, ростом поселений и концентрацией населения на небольших территориях – появились ареалы, где уровни загрязнения стали превышать естественно-допустимые. За тысячелетия люди свыклись с загрязнениями природы и, как это ни противоестественно сбрасывали грязь и нечистоты туда, откуда брали воду для питья. Это нашло отражение даже в мифологии – вспомним шестой подвиг Геракла. Древнегреческий герой для очистки от навоза громадного скотного двора царя Авгия направил в него воду двух рек, которая в один день унесла весь навоз с конюшен.

«Всюду, где пьет толпа – писал в XIX в. Ф. Ницше – родники отравлены».

Уже давно выявлена зависимость, что пропорционально ухудшению воды слабнет и здоровье людей.

Питьевая вода не должна содержать нерастворённых примесей и болезнетворных бактерий. Основные этапы по очистке питьевой воды:

1. Отстаивание (от крупного мусора);

2. Фильтрование через слой песка (от мелких примесей);

3. Обработка хлором или озоном (от микроорганизмов).

Подробно об очистке воды рассказано в следующем видео – сюжете: «Процесс очистки сточных вод».

Возможные вещества – загрязнители представлены в таблице:

Для очистки воды от растворённых в ней веществ, применяют перегонку, или дистилляцию, полученный  продукт называется дистиллированной водой.

Большие количества дистиллированной воды используют в аптеках, химических лабораториях, в охладительных системах автомашин. А полезна ли такая вода организму человека?

 «Можно ли живые организмы использовать для индикации поверхностных вод?»

Японцы впервые использовали рыб для индикации чистоты поверхностных вод. Указатель самой чистой воды – форель (в природе она обитает в чистой проточной воде), а самой грязной –карп (живет в стоячей воде). По наличию состояния животных организмов можно судить о качестве воды. Наибольшее разнообразие видов характерно для чистых водоемов. По мере загрязнения водоема многие из них гибнут, а те, что остаются начинают усиленно размножаться. Например, массовое размножение мотыля, червей – трубочников, дафний указывает на сильное загрязнение водоемов. Показатели чистоты водоема – кувшинка белая, кубышка желтая, ольха. В чистом водоеме живут и размножаются окунь, ерш, судак, щука, жерех. Пропали в реке раки – первый сигнал тревоги: воду чистой не назовешь. Пропали лягушки совсем плохо, река мертва.

Всякий естественный водоем обладает способностью к самоочищению. К огромной армии санитаров относятся бактерии, грибы, водоросли. Бактерии, например, очень быстро размножаются. За 10 часов из одной бактерии образуется 1 млн новых. Они могут поглощать в сто раз большее количество вещества, чем весят сами. Что же касается водорослей, то они еще, кроме того, что обогащают воду кислородом. Очищаться от вредных примесей водоемам помогают друзья из мира растений суши. Ива и ольха своими корнями извлекают из воды попавшие туда из полей минеральные удобрения. Кроме того, прибрежная зелень обогащает слой воздуха над водной поверхностью кислородом, который необходим для процессов самоочищения воды, кроны деревьев затеняют реку ветвями и благодаря этому уменьшается испарение воды.

III. Пероксид водорода

Пероксиды — сложные вещества, в которых атомы кислорода соединены друг с другом.

H₂O₂ — простейший представитель пероксидов. В чистом безводном виде Н2O2 - бесцв. сиропообразная жидкость с «металлическим» вкусом, с плотностью 1,45 г/см3 (т. пл. -0,41°С, т. кип. 150,2°С). Смешивается с водой в любых соотношениях, растворяется также в спирте, эфире.

30%-ный р-р Н2O2 называют пергидролем. Концентрированные водные растворы взрывоопасны.

Из воды выделяется в виде неустойчивого кристаллогидрата H₂O₂•2H₂O.

Молекула пероксида водорода имеет следующее строение: 

Молекула Н₂O₂ содержит в своем составе пероксидный анион O₂^-2 . Каждый атом кислорода образует 2 ковалентные связи, но имеет степень окисления, равную -1. В упрощенном виде строение молекулы отражает графическая формула: H⁺¹ - O^-1 - O^-1 – H⁺¹

Разложение Н₂O₂ (диспропорционирование)

2Н₂O₂ = 2Н₂O + O₂↑

2O^-1 - 2e- → O₂⁰

2O^_-1 +2e- → 2О^-2

При Т > 90° С пероксид водорода разлагается практически полностью. Причиной непрочности молекул Н₂O₂ является неустойчивость атома кислорода в степепени окисления -1.

Дополнительный материал к уроку

”Вода в пословицах, поговорках, загадках и стихах”

ЦОРы

Компьютерная модель:“Агрегатные состояния воды” 

Анимация: “Агрегатные состояния воды”

Видео эксперимент: «Испарение воды»

Видео – сюжетет: «Процесс очистки сточных вод»

Презентация: "Нефть, нефтепродукты"

Анимация: “Дефицит воды на планете Земля”

Видео: “Загрязнение воды”