май «Она стоит особняком в истории нашей планеты. Нет природного тела, которое могло бы сравниться с ней по влиянию на ход основных, самых грандиозных геологических процессов. Нет земного вещества минерала, горной породы, живого тела, которое ее не заключало бы. Все земное вещество... ею проникнуто и охвачено». Академик В.И.Вернадский

2 Вода знакомая и загадочная Цель работы: Актуализировать знания о воде. Раскрыть уникальные физические, физико- химические и химические свойства воды. Рассмотреть проблемы очистки воды в промышленном масштабе и домашних условиях. Познакомится с рынком фильтров.

май В кружева будто одеты Деревья, кусты, провода. И кажется сказкою это, А в сущности только вода! Безбрежная ширь океана И тихая заводь пруда, Струя водопада и брызги фонтана И все это только вода!

май РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОДЫ В ПРИРОДЕ Здесь учитывается вся вода: морей, океанов, вода в виде пара в атмосфере, и в виде льда, вода находящаяся в твердой оболочке Земли и наконец, сосредоточенная в биологических объектах. Ученые подсчитали вес воды, имеющейся на нашей планете – тонн

май 20055

6 97 % воды - находится в океанах и морях. РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОДЫ В ПРИРОДЕ На долю пресных вод приходится еще меньше – км 3, что составляет 2,5 % от планетарных запасов воды км 3, или 96,5 % воды на Земле – соленая морская вода. Подземные, поверхностные, атмосферные воды составляют км 3 или 3,5 % всей воды на Земле. Из всех запасов пресной воды для использования человеком доступно только км 3, т.е. 0,3 %! 68,7 % пресных вод сосредоточена в ледниках и залегающем снежном покрове, основные запасы которых находятся в Антарктиде.

май РАСПРОСТРАНЕНИЕ ВОДЫ В ПРИРОДЕ На каждого жителя Земли приблизительно приходится 0,33 км 3 морской воды и 0,008 км 3 пресной воды. 30% - в водоносных слоях под землёй, а в руслах всех рек содержатся одновременно всего лишь 0,006% пресных вод. В атмосфере каждый момент времени содержится км 3 воды. Если бы атмосферная вода вдруг стала жидкостью и равномерно растеклась по поверхности Земли, то слой осадков составил бы всего 24 мм

май Атомы водорода и кислорода в молекуле воды расположены в углах равнобедренного треугольника с длиной связи О - Н 0,957 нм; валентный угол Н - О - Н 104° 27. СТРОЕНИЕ МОЛЕКУЛЫ ВОДЫ Воду можно рассматривать как оксид водорода или как гидрид кислорода. Поскольку оба водородных атома расположены по одну сторону от кислородного, электрические заряды в ней рассредоточиваются. Молекула воды полярна, что является причиной особого взаимодействия между разными её молекулами. Атомы водорода в молекуле воды, имея частичный положительный заряд, взаимодействуют с электронами атомов кислорода соседних молекул. Такая химическая связь называется водородной.

май Средняя длина этих связей 0, 28 нм, угол Н - О Н стремится к 180. Четыре водородные связи молекулы воды направлены приблизительно к вершинам правильного тетраэдра. В жидкой и твёрдой фазах каждая молекула воды образует четыре водородные связи: две - как донор протонов и две - как акцептор протонов. Она объединяет молекулы воды в своеобразные полимеры пространственного строения. В водяном паре присутствует около 1% димеров воды. Расстояние между атомами кислорода - 0,3 нм.

май СвойствоАномалияЗначение ЛетучестьНаименьшая среди соединении водорода с элементами подгруппы кислорода Существенна для физиологии клетки: медленное снижение влажности различных материалов. Скрытая теплота плавления и испарения Наиболее высокая из всех твердых и жидких веществ, за исключением аммиака; с повышением температуры несколько снижается (до 40 °С), затем - возрастает Термостатирующий эффект в технологических процессах, перенос тепла Водными течениями в природе, способствует сохранению постоянной температуры тела Температура замерзания Наиболее высокая, за исключением аммиака Термостатирующий эффект в точке замерзания. Очень важна для сохранения теплового и водного баланса в атмосфере. АНОМАЛИИ ВОДЫ

май СвойствоАномалияЗначение Температура кипения Наиболее высокая из всех жидкостей Большие затраты тепла на испарение в производственных процессах; экономия возможна при утилизации тепла, выделяющегося при конденсации пара Теплопровод ность Наиболее высокая из всех жидкостей Играет роль в теплообменной аппаратуре и процессах малого масштаба, например происходящих в живых клетках РастворительРастворяет многие вещества в больших количествах, чем другие жидкости Используется в технике как основной растворитель, связывает между собой явления физические и биологические АНОМАЛИИ ВОДЫ

май СвойствоАномалияЗначение ПлотностьНаибольшая при +4 °С При замерзании водоемов, нижний слой воды, как наиболее тяжелый, находится при температуре +4 °С. При этом не замерзает и вода в живых организмах. ВязкостьУменьшается при увеличении давления Обеспечивает большую подвижность глубоко в недрах планеты, где давление достигает огромных значений АНОМАЛИИ ВОДЫ

май Вода, несмотря на все её аномальные свойства, является эталоном для измерения температуры, массы (веса), количества тепла, высоты местности. Вода, несмотря на все её аномальные свойства, является эталоном для измерения температуры, массы (веса), количества тепла, высоты местности. Шведский физик Андерс Цельсий, член Стокгольмской академии наук, создал в 1742 году стоградусную шкалу термометра. Температура кипения воды обозначена 100 0, а температура плавления льда 0 0. Шведский физик Андерс Цельсий, член Стокгольмской академии наук, создал в 1742 году стоградусную шкалу термометра. Температура кипения воды обозначена 100 0, а температура плавления льда 0 0. При разработке метрической системы, установленной по декрету французского революционного правительства в 1793 году взамен различных старинных мер, вода была использована для создания основной меры массы (веса) - килограмма и грамма: 1 грамм, как известно, это вес 1 кубического сантиметра (миллилитра) чистой воды при нормальных условиях. При разработке метрической системы, установленной по декрету французского революционного правительства в 1793 году взамен различных старинных мер, вода была использована для создания основной меры массы (веса) - килограмма и грамма: 1 грамм, как известно, это вес 1 кубического сантиметра (миллилитра) чистой воды при нормальных условиях.

май ХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА Вода - идеальное амфотерное соединение, так как при ее диссоциации образуется равное число ионов Н + и ОН -. Вода взаимодействует 1. С АКТИВНЫМИ МЕТАЛЛАМИ : А) С ЩЕЛОЧНЫМИ И ЩЕЛОЧНОЗЕМЕЛЬНЫМИ МЕТАЛЛАМИ: С натрием, калием и кальцием вода реагирует при обычной температуре; с магнием -при кипении. Mg + 2Н0Н = Mg(OH) 2 + Н 2 2Na + 2H0H = 2NaOH + Н 2 Са + 2Н0Н - Са (ОН ) 2 + Н 2 С алюминием, если он без оксидной пленки в виде амальгамы (раствор в ртути) - при обычной температуре 2Al + 6Н0Н = 2Аl(ОН)3 + 3H2

май Б) С ДРУГИМИ АКТИВНЫМИ МЕТАЛЛАМИ: С цинком реакция идет при кипячении;; с железом - при высокой температуре (красного каления), Zn + НОН = ZnO + Н 2 3Fe+4H 2 O =Fe 3 O 4 +4H 2 Вода взаимодействует 1. С АКТИВНЫМИ МЕТАЛЛАМИ :

май ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТНЫМИ ОКСИДАМИ Сl 2 О 7 +Н 2 О = 2НСlО 4 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ОКСИДАМИ Вода взаимодействует с оксидом калия, оксидом кальция (оксиды всех металлов, стоящих в ряду напряжений до Mg включительно). К 2 О + Н 2 О = 2КОН CaO+ Н 2 О = Са(ОН) 2 1. С ОКСИДАМИ АКТИВНЫХ МЕТАЛЛОВ:

май ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ c АММИАКОМ: Вода является донором протона, т.е. по протолитической теории Лоури-Брёнстеда - кислотой. Поэтому, она способна реагировать с аммиаком, как кислота, с образованием катиона аммония. NH 3 + НОН = NH 4 OH или: NH 3 + НОН NH + 4 +ОН - Амфотерные свойства воды 2.ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С КИСЛОТАМИ: В данном случае вода является акцептором протона, т.е. по теории Лоури-Бренстеда - основанием. При взаимодействии воды с хлороводородом образуется ион гидроксония (Н 3 О) +. НСl+НОН Н Сl - К(1) 0(I ) К(I I) 0(I I )

май ) Соли, образованные слабыми основаниями, гидролизуются водой. Например, с хлоридом меди (II), гидролиз идет ступенчато. Сu 2+ +НОН =Сu(ОН) + +Н + СuОН + + НОН = Сu(ОН) 2 + Н + ГИДРОЛИЗ СОЛЕЙ 1) Соли, образованные слабыми кислотами, гидролизуются водой. Для многоосновных кислот реакция идет ступенчато. СO HOH HCO Н - (I ступень) ГИДРОЛИЗ- РЕАКЦИЯ ОБМЕННОГО РАЗЛОЖЕНИЯ ВЕЩЕСТВ ВОДОЙ

май Со сложными эфирами ( R 1 -СО-O-R 2 ): Сложные эфиры обратимо гидролизуются водой с образованием соответствующих кислоты и спирта CH 3 COOC 2 H 5 +HOH=CH 3 COOH+C 2 H 5 OH 5. С карбидом кальция (CaC 2 ) Гидролиз карбида кальция идет с образованием ацетилена и Са(ОН) 2 CaC 2 +2H 2 O=Ca(OH) 2 +C 2 H 2 6. С полисахаридами: Гидролиз полисахаридов приводит к образованию моносахаридов. Реакция идет в присутствии кислоты, щелочи или ферментов. Например, гидролиз крахмала или клетчатки. (С 6 Н 10 O 5 ) n + n(НОН) nC 6 H 12 O 6 ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ:

май ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ОРГАНИЧЕСКИМИ ВЕЩЕСТВАМИ: 3. С алкинами ( С n Н 2n-2 ): В присутствии соли ртути (II) в кислой среде, вода реагирует с ацетиленом, образуя уксусный альдегид (реакция Кучерова). Hg 2+ СН = CH+HOH [H 2 C=CH] Н 3 C -CH OH O 1. С алкенами ( С n Н 2n ) (ПРИСОЕДИНЕНИЕ): Например, при взаимодействии с этиленом получается этиловый спирт. Катализатор -серная кислота. 2. С алкенами ( С n Н 2n ) (ОКИСЛЕНИЕ): Взаимодействие этилена с водным раствором перманганата калия ведет к образованию этиленгликоля (реакция Вагнера). 3CH 2 =CH 2 +2KMnO 4 +4H 2 O 3H2C-CH 2 +2KOH+2MnO 2 OH OH

май ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ФТОРОМ (F 2 ), ХЛОРОМ (Сl 2 ): Фтор вытесняет кислород. С хлором (Сl2), реакция протекает через образование НСl и НСlO. 2F 2 +2H 2 O=4HF+O 2 Сl 2 +Н 2 О=НСl+НСl0 HClO=HCl+[O] О +О = О 2 2. РАЗЛОЖЕНИЕ: Электролиз является реакцией внутримолекулярного окисления - восстановления. 2H 2 O=2H 2 + O 2 ВОССТАНОВИТЕЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВОДЫ: Атом кислорода имеет в воде степень окисления -2, что обуславливает свойства воды как восстановителя.

май ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С СЕРНОЙ КИСЛОТОЙ (H 2 SO 4 ): С серной кислотой вода образует гидраты. H 2 SO 4 +H 2 O=H 2 SO 4 *H 2 O 2. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С СОЛЯМИ: Вода с солями может образовывать кристаллогидраты. Например, с сульфатом меди (II). CuS0 4 +5H 2 0=CuSO 4 * 5Н ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ С ГАЗАМИ Образование клатратов (соединений включения газов в структуру воды) связано с проникновением молекул газа в "пустоты", образуемые за счет водородных связей. Эти соединения неустойчивы и существуют за счет слабых межмолекулярных взаимодействий и пространственных затруднений, которые возникают при выходе из "водяного каркаса". Сl 2 *8Н 2 О; С 2 Н 6 *6Н 2 О и др. ОБРАЗОВАНИЕ ГИДРАТОВ И КЛАТРАТОВ:

май Роль воды в жизнедеятельности человека. 1.Регулирует температуру тела. 2.Увлажняет воздух при дыхании. 3.Обеспечивает доставку питательных веществ и кислорода ко всем клеткам тела. 4.Защищает и буферизирует жизненно важные органы. 5.Помогает преобразовывать пищу в энергию. 6.Помогает питательным веществам усваиваться органами. 7.Выводит шлаки и отходы процессов жизнедеятельности.

май Вода полезная и не очень Дистиллированная вода Дождевая вода Жесткая вода Мягкая вода Стоячая вода Серебряная вода Омагниченная вода Талая вода Водопроводная вода Минеральная вода Бутилированная вода

май Использование воды Сельское хозяйство Промыш- ленность Бытовые нужды Энерго- ресурсы

май Волховский водоканал Воду чистую нам дал Будем мы ее беречь Не дадим напрасно течь

май Методы очистки сточных вод Механические Химические Биологические

май Очистные сооружения

май Очистные сооружения

май Способ очистки ПреимуществаНедостатки Кипячениеводы Погибают бактерии, но не вирусы Ядовитые примеси - соли тяжелых металлов, пестициды остаются. Вода теряет необходимый организму кислород, разрушаются полезные вещества - соли кальция, магния (они остаются в виде накипи). Отстаива- ние воды Хлор выветривается, песок оседает на дно Пестициды растворены в воде и убираются только химическим путем. При малейшем взбалтывании взвесь поднимается со дна. Фильтрова -ние Задерживают загрязнители в зависимости от марки фильтра Сложно определить момент исчерпания картриджем своей грязеёмкости, а накапливаемые в объеме картриджа грязевые отложения могут служить хорошей питательной средой для болезнетворных микроорганизмов. Очистка воды в домашних условиях

май Фильтрация воды ФильтрыПреимуществаНедостатки Механичес- кие Задерживают крупные частицы Осуществляют только предварительную очистку Мембранны е (обратный осмос) Получают воду близкой к дистиллированной Употребление такой воды долго вредно, т.к. соли вымываются из организма Угольные Удаляют органику, улучшают вкус Плохо справляется с тяжелыми Плохо справляется с тяжелыми металлами металлами Электрохим ические Уничтожают вирусы, бактерии, частично удаляют органику Требует электропитание, плохо справляется с тяжелыми металлами Ультрафио- летовые стерилиза- торы Убивают бактерии С химическими загрязнителями не справляются

май Механические фильтры фильтр Honeywell FF мкм. Фильтр для гор. воды Atoll A-11SE h Мешочный фильтр РВН-420

май Фильтры мембранные обратного осмоса Система обратного осмоса Atoll A-445 Система обратного осмоса Atoll A-560 E cp

май Угольные фильтры Двухступенчатый фильтр Atoll A-21SE Фильтры-кувшины KENWOOD (фира KENWOOD, Великобритания.)

май Электрохимические фильтры Электрохимическая установка для очистки природных и сточных вод "ЭЛРИ"

май Ультрафиолетовые стерилизаторы Лампа "Sterilight" S8Q/2/S810RL Лампа "Sterilight" S1Q-PA/2/S287RL

май Анализ качества воды Что определяется Колодезнаявода Вода из больницы Речная вода (из парка) Речная вода (у очистных сооружений) Цветность (Б/Ц, светло-бурый, желтоватый и т.д.) Светло- коричневый Желтоватый Желтоват ый Желтоватый Запах. О - не ощущается, 1-очень слабый, 2-слабый, 3-заметный, 4-отчётливый, 5-очень сильный Неопределен ный; 1 0 Запах сырой воды Илистый Определение среды Нейтральная Слабо кислая нейтрал ьная нейтральная

май Оборотное водоснабжение

май Вода, вода, вода...I Куда бежишь ты и откуда? Ты заполняешь все моря Ты заполняешь всё повсюду. Но жаль, что на Земле моей Тебя становится всё меньше. Но как спасти тебя скорей, Изобрести средство, Чтоб ты была всегда чиста И, как всегда, полезна ! МОУ «Пашская средняя общеобразовательная школа» Прохорова Вероника и Турку Ульяна, 8а класс

май

май

май Никитина Ольга 5 класс Усадищенская средняя школа

май Белова Юля 5 а класс школа 8, г. Волхов

май Лобанова Настя 6 б класс гимназия г. Волхов