Физиология подводного плавания (831098), страница 18
Текст из файла (страница 18)
Годом позже Г.Кавендиш подтвердил, что продуктом сгорания водорода является вода. В 1933 г. ДжД.Бернал и Р.Фаулер предложили классическую модель строения воды. Вода (Н2О) — это оксид водорода, молекула которого является диполем с отрицательной сторонойатома кислорода и положительной стороной двух атомов водорода. Этоведет к образованию стойких связей между молекулами. Кроме того, вводе существуют также дополнительные водородные связи, гораздо менее прочные, чем ковалентные связи О—Н внутри молекулы, но дающиевсе же значительно более сильное взаимодействие молекул воды по сравнению с другими молекулами. В процессе теплового движения молекулводородные связи рвутся, но взамен тут же возникают новые, т.е.
имеется динамическая система межмолекулярных водородных связей, а молекулы в воде являются ассоциированными и прочно соединенными.Внутри водной массы развивается высокое давление. Этими особенностями объясняется также несжимаемость воды.Вода — единственное вещество, которое встречается в естественныхусловиях на Земле во всех трех своих физических состояниях — твердом, жидком и газообразном (лед, вода, пар). В жидком состоянии водапредставляет собой бесцветную (в толстых слоях голубую) жидкость беззапаха и вкуса. Вода имеет сродство к самой себе большее, чем у любойдругой жидкости, в связи с чем она существует в форме сферическихкапель, имеющих наименьшую поверхность при данном объеме.
В тоже время, как и другие жидкости, вода обладает текучестью, т.е. не сохраняет своей формы, особенно при больших объемах. Вода - химически и физически стойкое вещество, ее очень трудно окислить, сжечьили разложить на составные части. Однако вода окисляет почти всеметаллы.
Она является универсальным растворителем, растворяет больше солей и других веществ, чем любое другое вещество. Дистиллированная вода очень плохо проводит электрический ток, но даже весьмамалые добавки солей превращают ее в очень хороший проводник. Водаимеет огнегасящие свойства, в то время как ее составляющие проявляют противоположные свойства: водород горит, а кислород поддерживает горение. Вода обладает уникальной способностью расширяться призамерзании, вследствие чего лед плавает на воде, остающейся в жидкой фазе. Если бы лед тонул, то все водоемы оказались бы заполненными им от грунта до поверхности, на Земле царил бы безжизненныйвечный ледниковый период.
Пресная вода замерзает не при температуре наибольшей плотности (+4 °С), как другие вещества, а при О °С(температура плавления). Морская вода с соленостью 35 %о замерзаетпри температуре -1,9 °С. Температура кипения пресной воды при ат10-469673мосферном давлении составляет +100 °С, тогда как составляющие ееводород и кислород закипают (переходят из жидкого состояния в газообразное) при весьма низких температурах (-252,7 и -183,0 °С соответственно). Кроме того, вода имеет очень высокую скрытую теплоту плавления (80 кал/г) и испарения (540 кал/г), т.е.
она поглощает значительное количество дополнительной теплоты при неизменности температуры во время замерзания и кипения. Вода практически несжимаема(ее объем уменьшается на 1 % лишь при давлении 200 кгс/см2, т.е. наглубине 2000 м; на максимальной океанской глубине 11 022 м вода сжимается на 4,5 %). Если бы она была абсолютно несжимаемой, то уровень Мирового океана поднялся бы на 25 м.Жизнь в океане имеется вплоть до максимальных глубин (11 км). Каксреда обитания живых и растительных организмов Мировой океан подразделяется на пелагиаль (воды) и бенталь (дно).В океанах водные массы по однородности их характеристик подразделяют на поверхностные (до глубины 100-500 м), промежуточные (до1000-1500 м), глубинные (до 3000-4000 м) и придонные.2.1.2.
Состав воды и плотностьПо массе в воде содержится 11,19 % водорода и 88,81 % кислорода.Тяжелая вода содержит 20 % водорода.Отцом океанографической химии можно считать Роберта Бойля, доказавшего в 1670-х годах, что пресная вода, попадающая в моря, содержит соли в незначительном количестве, которые затем концентрируются. Им была сделана первая попытка количественного определения солености путем выпаривания морской воды и взвешивания сухого остатка. Однако при этом он допустил ошибку, так как не учел того, что некоторые составные части солей являются летучими вещества.
Он предложилопределять соленость расчетным способом по плотности воды.Первый химический анализ морской воды сделал А.Лавуазье.Вся природная вода содержит растворенные в ней вещества, количествокоторых значительно больше в воде морей и океанов по сравнению с пресной водой рек и озер. На долю пресных вод приходится лишь 2,5 %, а 97,5% составляют соленые воды Мирового океана. Морская вода является слабым щелочным раствором. В ней обнаружено 73 химических элемента.Химический состав морской воды подразделяется на 5 групп:1) основные И ионов (хлорид, натрий, сульфат, магний, кальций,калий, бикарбонат, бромид, барит, стронций, фторид), которые составляют 99,98 % массы всех растворенных солей;2) биогенные элементы (С, Н, N, P, Si, Fe, Mn), из которых состояторганизмы;3) растворенные в воде газы (О2, N2, CO2, H2S, Е СН, Аr и другие инертные газы), при этом соотношение О 2 : N2 = 1: 2 (что было установленоА.Лавуазье в 1783 г.), а не 1 : 4, как в воздухе;4) группа микроэлементов с концентрацией меньше 1 • 10-6;5) органические вещества.74Подавляющая доля солей морской воды приходится на хлориды, а нена карбонаты, что отличает ее от речной воды, в которой преобладаютуглекислые соли.В среднем океанская вода содержит 35 г минеральных солей в 1 л, т.е.массовая соленость составляет 35 %о, или 3,5 %.
Соленость крови человека (около 1 %) в 3,5 раза меньше солености океана и близка к солености воды средней части Балтийского моря. Количество хлористогонатрия в верхних слоях Черного моря 20 г в 1 л воды, а в средней частиБалтийского моря (8,5 г/л) такое же, как в 0,85 %-ном физиологическом растворе для внутривенных инъекций.
Представляет интерес близость содержания химических элементов, растворенных в океанскойводе и в крови человека (табл. 1).Таблица 1. Относительное содержание растворенных химическихэлементов в воде океана и в крови человека (по Дерпгольцу, 1971)Поскольку непосредственное измерение солености морской воды химическими методами производить затруднительно, определяют хлорность морской воды (общую массу ионов хлора в 1 кг воды), после чегосоленость определяют по зависимости:соленость (%о) = 1,8066 хлорности (%о).В поверхностных слоях морей и водах океана при температуре -2 °Ссодержание О2 составляет около 8,5 мл/л, при 30 °С — до 4,5 мл/л.
Глубины Черного моря, как и некоторые другие моря, лишены кислорода.В отсутствие естественного окислителя на Черном море глубже 200-метровой отметки вода насыщена сероводородом и является безжизненной.Вредные вещества, загрязняющие Мировой океан, подразделяютсяна вещества естественного и антропогенного происхождения. Первыесодержатся в грунтах у устьев рек и происходят из глубин земной коры(сток рек, эрозия берегов морей, вулканическая деятельность на днеокеанов, атмосферные осадки). Ко вторым относятся отходы органического и неорганического происхождения, загрязняющие преснуюи морскую воду, особенно вблизи населенных пунктов, портов, при10*-469675брежных промышленных и сельскохозяйственных предприятий.
Водаможет быть загрязнена сточными водами (промышленные отходы, фекальные воды, стоки от животноводческих ферм, удобрения, пестициды, гербициды, радиоактивные выбросы и пр.) в случае недостаточной очистки сточных вод или при ее отсутствии. В результате деятельности нефтедобывающих и нефтеперерабатывающих предприятий, морских перевозок нефти, использования различных категорийплавсредств и т.д. в обычных условиях и особенно в результате аварийвозможно загрязнение акваторий и побережья нефтью и нефтепродуктами. Водолазные спуски в условиях загрязнения воды требуютпроведения определенных подготовительных мероприятий, ликвидации последствий загрязнения, профилактики заболеваний водолазов,а в отдельных случаях — и лечения.Плотность воды в 775 раз превышает плотность воздуха.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
