Конференція "Вода"

Вода.

Мета: ознайомити учнів з незвичними властивостями звичайної води,

різноманітністю видів води, їх поширенням, використанням, значенням води в життєдіяльності організмів, побуті та господарській діяльності людини;

виховання екологічного мислення, допитливості та почуття господаря рідної землі.

 Обладнання:  1) вислови :

“Вода стоїть осібно в історії нашої планети. Немає іншого природного тіла, яке могло б зрівнятися за впливом на перебіг основних, найграндіозніших геологічних процесів. Не тільки земна поверхня, але й глибокі – в масштабі біосфери – частини планети визначаються, в найсуттєвіших своїх проявах, її існуванням та її властивостями.”

                                                                   В.І.Вернадський

“Вода – найдорогоцінніша корисна копалина. Вода – це не просто мінеральна сировина, це не тільки засіб для розвитку промисловості і сільського господарства; вода – це дійовий провідник культури, це жива кров, яка створює життя там, де його не було.”

                                                                    О.П.Карпінський

“Вода у вигляді льоду є матрицею життя.”

                                                                    Альберт Сент-Дєрді

“Живе – то одухотворена вода.”             

                                                                    Е.Дюбуа-Реймон

              

               2) таблиця “Будова води”,  мінеральна вода “Миргородська”, “Трускавецька”, “БонАква”; звичайна вода, дистильована вода, аміачна вода, вапняна вода.

1.  Вода – оксид Гідрогену

Вода – найпростіша стійка сполука Гідрогену та Оксигену, у якій масова частка Оксигену становить 88,81%, Гідрогену – 11,19%. Безбарвна рідина, без запаху і смаку. Склад води встановив у 1783 році французький хімік Лавуазьє синтезом із водню та кисню:  2Н2 + О2 = 2Н 2О

Вода – найпоширеніша на землі сполука. Утворює гідросферу – водну оболонку планети, міститься в повітрі, в складі ґрунтів, мінералів, гірських порід, усіх живих організмів.

Планета на ¾ складається з води. Загальні запаси її 1,46 х 10 ⁹ км  ³ . Об’єм води у Світовому океані в десятеро перевищує об’єм усієї суші над рівнем моря. Планета просякнута водою, так як у магмі її в 1000 разів більше, ніж у всіх річках, озерах і океанах разом узятих. Правильніше було б назвати планету Вода, так як суша займає лише 1/3 її об’єму.

Екологічні функції води на планеті:

1)     головна складова частина всіх живих організмів; середовище життя багатьох видів;

2)     завдяки воді відбуваються взаємозв’язки всіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси);

3)     вода – головний агент-переносник глобальних біоенергетичних екологічних циклів;

4)     води Світового океану є основним кліматоутворюючим фактором, акумулятором сонячної енергії;

5)     вода – важлива мінеральна сировина, головний продукт споживання людства (в харчуванні, побуті, виробництві, сільському господарстві тощо).  Таблиця  “Об’єм гідросфери”:

Частини гідросфери	Об’єм води, тис. куб. км	Відсоток від загального об’єму
Світовий океан Підземні води Зони активного водообміну Льодовики Озера Ґрунтова волога Пари атмосфери Річкові води Всього:	1 370 323 60 000 4 000 24 000 280 85 14 1,2 1 454 193	93,96 4,12 0.27 1.65 0,019 0,006 0,001 0,0001 100

2. Вода багатолика і різноманітна.

Вода – рідка, газоподібна, лід, сніг, ґрунтова, підземна … Але у своїй більшості – 97% гірко-солона і лише 3 % - прісна. Більшість прісної води – це льодовики Гренландії та Антарктиди і лише 1 % - це річки, озера, які людство і використовує для своїх потреб.

Вода має велику теплоємність і низьку теплопровідність. Оскільки в природі існує 3 ізотопи Гідрогену і 6 ізотопів Оксигену, то вони утворюють 36 ізотопних різновидів води, з яких 9 можна виявити у природній воді. Найпоширеніша протієва вода, в складі якої найлегший ізотоп Гідрогену протій 1Н. Такої води  99 %. Саме до неї звикли всі живі організми на планеті.

3.     Чарівний дарунок космосу.

Учені давно сперечалися про походження води на планеті. Найпоширенішою є теорія про космічне походження. Доказом цього є виявлення води у складі метеоритів, які впали на землю. У міжзоряному просторі є молекули водню і кисню, під впливом сонячної радіації вони взаємодіють між собою, утворюючи різні сполуки, в тім числі і воду.

За теорією О.Ю.Шмідта планети утворилися в наслідок конденсації газопилових космічних хмар. Вода потрапила в тіло планети від кори до ядра. Потім ядро ущільнилося, тут почалися радіоактивні процеси, які супроводжувалися виділенням тепла. Космічний лід почав танути, вода з надр ринула на поверхню, так поступово утворилися океани, моря, річки та озера. І сьогодні молекули води піднімаються у верхні шари атмосфери із космічним пилом і утворюють сріблясті хмари – вкриті водною оболонкою пилинки. Їх спостерігають на висоті 67 – 97 км. Молекули води мігрують із космосу на землю, їх вбирають рослини, тварини, люди. Вода випаровується і знову потрапляє у космос, потім випадає у вигляді роси, дощу, снігу. І це й кругообіг триває все життя.

4.     Незвичні властивості звичайної води.

Дізнатися про всі властивості елементів та утворених ними сполук можна завдяки  відкритому Д.І.Мендєлєєвим періодичному закону і створеній ним періодичній системі хімічних елементів. Так от, виходячи з положення Гідрогену і Оксигену в періодичній системі їх сполука вода повинна була б в кімнатних умовах ( 20 ⁰ С) бути пароподібною, плавилася б при –95  ⁰ С, а кипіти при  -65 ⁰ С. То у вигляді рідини вода могла б бути хіба що у Антарктиді та десь у Якутії. Чому ж вона  рідка в інтервалі температур від  0 до 100 ⁰ С ? Пояснюється  це наявністю додаткових водневих зв’язків між молекулами води. Вони набагато слабші за ті, що існують всередині молекул води, але завдяки їх великій кількості вода – рідина, і саме тому можливе життя на нашій планеті. Так як доступна для живого лише вода в рідкому вигляді.

Ще один цікавий факт: чому навіть при 30 ⁰ С морозі наші ставки та річки не промерзають до дна? Це могло б викликати загибель усіх мешканців прісних водойм. Пояснюється це ще однією дивовижною властивістю води – вона має найбільшу густину при  4 ⁰ С. При охолодженні восени розігрітої влітку води відбувається перемішування шарів: верхні охолоджені опускаються вниз, а вгору витискуються тепліші. Таке перемішування відбувається доти, поки не досягне 4⁰С. Тоді вона стає найбільшої густини. Якщо поверхневі шари охолоджуються і далі, вони не зможуть опуститися вниз, бо їх питома маса менша. І верхній холодний шар – лід ізолює нижні тепліші шари води від холодного атмосферного повітря і найнижча придонна вода вже не віддає тепло, і це дає змогу перезимувати мешканцям водойм.

5.      Лід прісний і солоний.

Щохвилини сонце випаровує воду з поверхні морів, океанів, річок та озер Землі – 1 млрд. тонн води! При цьому затрачається сонячна енергія. Коли водяна пара піднімається вгору, там вона охолоджується, конденсується і знову стає рідкою – випадають дощі. Пара віддає тепло, яке поглинула, при випаровуванні. А коли вода перетворюється на лід, вона теж віддає тепло. Щоб розтопити лід, треба затратити енергію. Отже, при утворенні льоду теж зігрівається повітря. Коли замерзає морська вода, то повітря нагрівається більше, ніж при замерзанні прісної. Це пояснює той факт, що найнижча температура на Південному полюсі, а не на Північному. Чому?  

             Ви знаєте, що обидва полюси вкриті шапками льоду, але це – різний лід. Південний полюс – Антарктида – континент, вкритий прісним льодом із тих сніжинок, що випали із атмосфери. Північний полюс – має солону льодову шапку, що утворилася із вод Льодовитого океану. При утворенні солоного льоду виділяється більше тепла, ніж при утворенні прісного. Тому абсолютний полюс холоду буде біля південного полюсу. Там морози бувають до –90 градусів!

6.Сніжинки.

        Надворі зима. Безшумно падають на землю сніжинки. Придивіться до них,

які вони гарні та симетричні! Які фантастичні за узорами!  Усі сніжинки мають 6-кутну форму. При вивченні  кристалів льоду за допомогою рентгенівських променів виявили, що кожна молекула води в кристалі оточена шістьма сусідніми. Центри молекул  утворюють правильний шестикутник тому і сніжинки – 6-кутні.

7. Дивовижні властивості талої води.

          В одному науково-дослідному інституті провели дослід. 3,5 місяці одній групі курей давали звичайну воду, а другій – талу. Перша група курей знесла за цей час 272 яйця, а друга – 538. Таких дослідів проводили багато. Але завжди результат засвідчував, що не тільки зростала несучість курей, а й  приріст тварин, врожайність с\г рослин тощо. Тала вода сприяє омолодженню організму, поліпшує обмін речовин, зменшує вміст холестерину. У чому ж причина?  Вчені вважають, що у складі талої води багато протієвої( легкої) води, вона за своєю структурою найбільше підходить до тієї, що міститься у клітинах живих організмів. Щоб стати “еліксиром молодості”, лід або сніг повинні танути у закритій посудині. Вживати талу воду можна, коли вона стане кімнатної температури. Якщо ж лід розігрівати спеціально, то властивості талої води змінюються. Через 12 годин зберігання біологічна активність води зменшується удвічі.

8. Важка вода.

Важка вода містить у своєму складі ізотоп Гідрогену – Дейтерій. Вперше  таку воду добуто у 1933 році при тривалому електролізі звичайної води. Важка вода міститься у природній воді та атмосферних опадах. Має відмінні властивості від звичайної води.

Константи	Звичайна вода	Важка вода
Молекулярна маса Температура замерзання Температура кипіння Густина при 20 С Температура максимальної густини	18  0 100 0, 9971 г\мл  0 С	20 3,8 С 101,4 С 1,1042 г\мл 11,6 С.

Хімічна активність важкої води значно менша, ніж звичайної. Її застосовують у ядерних реакторах як уповільнювач нейтронів, для добування інших штучних ізотопів, у наукових дослідженнях. Для живих організмів важка вода згубна. Коли її добавляли у раціон піддослідних тварин, у них хворіли нирки і розвивалося недокрів’я. Якщо  звичайну воду на третину  замінити важкою, то тварина загине. Дослідники вважають, що дейтерій, який міститься у незначних кількостях у звичайній воді, прискорює старіння.

9. Тверда вода.

Тверда вода – це природна  рідка вода, що містить багато розчинних солей кальцію та магнію – гідрокарбонатів : Ca ( HCO₃)₂ ;   Mg( HCO₃)₂

Хлоридів та сульфатів: Ca CI₂;   Mg CI₂.

Використання твердої води у парових котлах призводить до значних втрат палива і псування котлів через утворення накипів, а іноді і до вибухів. У побуті вживання твердої води  призводить до зайвої витрати мила чи пральних порошків (вони не утворюють піни), при цьому  псуються тканини. Магнезіальна тверда вода надає воді  гіркого смаку, послаблює шлунок людини. Твердість води. Яка йде на потреби населення, не повинна перевищувати 14,4 мг-екв.\л іонів магнію та кальцію. М’яка  вода містить  до 3 мг-екв.\л  таких іонів, середньої твердості – 3-6мг-екв.\л , тверда – до 10 мг-екв.\л, дуже тверда – понад  10 мг-екв.\л.

Тверду воду можна пом’якшити вапнуванням, використавши соду чи кип’ятіння. Твердість води морів та океанів значно більша, ніж річок та озер. У Чорному морі твердість води 65,5 мг-екв.\л, у Світовому оекані в середньому 13,05 мг-екв.\л.

10. Дистильована вода.

Дистильована вода – це очищена  шляхом  перегонки від розчинних домішок звичайна вода. При нагріванні її переводять у пар, а потім пар конденсується. Такою водою користуються при роботі з високочистими  речовинами у аналітичній хімії, медицині, при  виготовленні ліків. Така вода непридатна для пиття, може спричинити  руйнування клітин живих організмів.

11. Кристалізаційна вода.

Кристалізаційна вода – це вода, яка входить  до складу кристалів речовини,

так званих кристалогідратів:

Залізний купорос – Fe SO₄  х 7H₂O

Мідний купорос – Cu SO₄  х  5H₂O

Глауберова сіль – Na SO₄ х  10H₂O

Сода – Na₂CO₃   х 10H₂O

Гіпс – Ca SO₄   х 2H₂O

При нагріванні цих кристалогідратів кристали здатні втрачати воду.

12. Морська вода.

Морська вода має різну концентрацію солей. В океанах вона становить 35%  (тобто, в 1л є 35 г солей).Найсолоніша вода у Мертвому морі – 260 % (людина може вільно лежати на поверхні цієї води і не занурюватися у неї), у Чорному морі солоність 18 %, у Азовському –12%. З такої води добувають різноманітні солі, які широко  використовують у різних галузях народного господарства.

13. Мінеральна вода.

Мінеральні води –це складова частина грунтових вод. Підземні води мають різноманітний склад, лікувальні властивості. Мінеральні води мають  підвищену кількість (понад 1 г\л води) твердих розчинних речовин. Води є кислі та лужні. На Україні  розвідані тисячі мінеральних джерел. Вони взяті під охорону держави, зокрема: „Нафтуся”, „Миргородська”, „Трускавецька”, „Свалява” та багато інших мінеральних вод знайомі нам з дитинства. Їх використовують у харчуванні, санаторно-курортному лікуванні.

14. Одухотворена вода.

Половина всіх вод, що є в складі всіх рік планети, міститься в живих організмах. Медуза на 95-98% складається з води. У морі вона з футбольний м’яч за розміром, а на березі висихає під сонячним промінням до розміру сірникової коробки. Рослини ростуть, вбирають воду з ґрунту. Під дією сонця у них відбувається фотосинтез, коли з води та вуглекислого газу вони утворюють органічні речовини і атмосферу насичують киснем. В тілі людини  до 65% води, найбільше її в крові. Лімфі та тканинній рідині, слині, шлунковому сокові тощо. Вона утворює життєдайні розчини. В ній розчиняються гази, мінеральні солі, органічні речовини. Відбуваються обмінні процеси і ми можемо рости, розвиватися, рухатися. Отже , вода – важливий будівельний матеріал всього живого, тому німецький фізіолог  Е.Дюбуа-Реймон влучно сказав: “ Живе – то одухотворена вода”.

15. Кров людська і вода.

Є таке народне прислів’я “Кров людська не водиця, проливати не годиться”. Гуманістичний зміст слів абсолютно вірний. Але це лише  образний вислів, що містить наукову неточність. Бо кров- це вода, в якій містяться різні неорганічні та органічні речовини. Порівняйте дані таблиці:

 “Вміст основних елементів у крові людини та морській воді” (у %):

Елементи	Кров	Морська вода
Хлор Натрій Оксиген Калій Кальцій	49,3 30,0 9,9 1,8 0,8	55,0 30,6 5,6 1,1 1,2

Розбіжності у хімічному складі крові та морської води незначні, але достатні для того, щоб кров не можна було б замінити морською водою (хоча такі спроби були під час  другої Світової війни).

Чому морська вода і кров людини мають подібний склад? Учені вважають. Що це є свідченням того,  що життя зародилося в океані. Спочатку  відбулася хімічна еволюція – з неорганічних речовин утворилися органічні, через мільйони років утворилися  найпростіші живі організми. Біохімічні реакції в цих істотах відбувалися у водному середовищі – морській воді, яка згодом стала  внутрішнім середовищем живого. Згодом в результаті біологічної еволюції утворилися багатоклітинні організми, системи, органи, в тому числі і кровоносна система. Тому кров і схожа за своїм хімічним складом на морську воду , хоч і має відмінності.

16. Вода - антифриз.

Відомо, що при нулю градусів вода замерзає, утворюючи лід. Тому взимку її не можна використовувати  для охолодження автомобільних двигунів. З цією метою люди застосовують  спеціальні речовини – антифризи, що мають низьку температуру замерзання ( до –40  С). Але є вода – дерягінська, що своїми властивостями не поступається найкращим антифризам. Створив її вчений  Б.Дерягін. Така вода не замерзає  навіть при сильних морозах і лише при  -50 С стає склоподібною. Кипить дерягінська вода при 300 С, а при 700-800 С перетворюється у звичайну. Отримують таку воду  у лабораторіях, конденсуючи пару у тонких, як капіляр, кварцових трубках.

17. Магнітна вода.

Якщо воду помістити в потужне  магнітне поле, вона змінює свої властивості: густину, електропровідність, температуру кипіння тощо. Зростає розчинність різних речовин у магнітній воді. У лікарнях з допомогою такої води виводили каміння з нирок та жовчного міхура у хворих людей. Магнітна вода здатна розчинити накип у трубах парового опалення та котлах. Якщо такою водою поливати рослини, то вони швидше ростуть і краще плодоносять. Пробували використати магнітну воду в будівництві і виявили дивні факти : вплив пір року на її властивості. Бетон, виготовлений на магнітній воді у січні, був на 60% міцніший від  виготовленого на звичайній воді; у жовтні – на 40 %, у вересні –на

22%, а у травні – лише на 3%. Можливо, це пов’язано із відстанню Землі від Сонця чи  силою дії магнітного поля Сонця ? Відповіді ще слід шукати.

18. Срібна вода.

Ще в давнину люди помітили, що у срібному посуді вода довго не псується. Іони срібла вбивають мікроби –це з’ясували вчені. Знезаражуючі властивості срібної води використовують у медицині. Академік Л.А.Кульський (1930) сконструював іонізатор: електричний струм проходив через срібні електроди, опущені у воду. Анод при цьому розчиняється і вода збагачується сріблом. Гнійні рани, оброблені такою водою, швидко загоюються. Нею лікують виразки шкіри, стравоходу, опіки, запалення очей та носоглотки, і навіть дизентерію.

19. Кремнієва вода.

Одного разу в басейні зламався насос і воду не могли тривалий час замінити. Вода зіпсувалася. Вчені запропонували очистити її за допомогою кремнію. На дно десятикубового басейну всипали 100 грам кремнію, приміщення закрили. Через тиждень виявили, що вода стала світлою і чистою. Відтоді її не міняли півроку. Сполуки кремнію теж можуть надавати воді незвичних властивостей. Якщо змішати 9 частин води та одну частину кремнієвої кислоти (силікатної), то утворитися суха вода у вигляді білого порошку. А інша сполука кремнію робить воду такою густою, що вона стає пластичною, ніби гума, може розтягатися, її можна різати ножицями. Ось така вона – кремнієва вода.

20. Амоніачна вода.

Амоніачна вода –це водний розчин аміаку, багатьом відомий нашатирний спирт. Таку воду використовують для добування солей амонію – цінних азотних добрив, у виробництві барвників, соди тощо. У одному об’ємі води може розчинитися до 700 об’ємів аміаку при кімнатній температурі. Водний розчин аміаку використовують у медицині, побуті, сільському господарстві. У медичному нашатирному спирті міститься 10% амоніаку. Рідкий амоніак використовують у різних холодильних установках.

21. Вапняна вода.

Гідроксид кальцію – вапняна вода, рідина білого кольору (гашене вапно). Речовина   має лужні властивості, поглинає з повітря вуглекислий газ, при цьому стає мутною і перетворюється у карбонат кальцію. Використовують таку воду для одержання вапняного молока – завислих частинок гашеного вапна у вапняній воді. Ним білять приміщення , застосовують у цукроварінні для осадження цукру, у медицині та ветеринарії для дезинфекції виділень хворих, приміщень, туалетів, стічних вод тощо. Гашене вапно використовують у будівництві, його суміш з піском та водою називають вапняним  розчином, ним скріплюють цеглу при кладці стін, у штукатурних роботах.

22. Використання води.

        Більше половини води, яку використовують люди. Розтрачає промисловість. Так, для виробництва 1т сталі потрібно 25т води, гуми – 40т, бензину – 50-90 т, оцту – 100 т, соди – 300 т, штучного шовку – 400 т, нітроцелюлози – 750 т, паперу – 1000т. Величезну кількість води споживають сучасні великі теплоелектростанції. Тільки одна станція потужністю в 300 тис.кВт витрачає до 120 т води за 1 секунду або понад 700 млн. тонн за рік. Для отримання одного літра нафти потрібно 10 л води; на виробництво 1 консервної банки овочів витрачають 40 л води; для забою худоби та оброблення туш – 500 л води на одну голову; на одну тонну молока витрачають 5 тонн води, на виробництво 1 тонни цукру – 100 тонн води.

         Щоб жити, людині потрібно на добу не менше 2-3 л води. Значення води не вичерпується вживанням її для пиття та приготування їжі. Для побутових потреб (водогін, каналізація, ванни) на одну людину на добу потрібно 150 – 180 л води, а з гарячим водопостачанням  - до 400 л.

23. Охорона вод.

Джерела забруднення вод: - побутові стічні води,

- відпрацьовані води промислових підприємств,

- нафта і нафтопродукти,

- забруднення талими водами, що приносять з полів добрива, пестициди, гербіциди та інші отрутохімікати,

- радіаційне забруднення біля атомних електростанцій;

- накопичення іонів важких металів, фенолів та інших отруйних речовин з відходів промислових підприємств.

Захист вод передбачає такі заходи:

- очищення стічних вод;

- впровадження промислових технологій із замкнутим водозабезпеченням;

- переробка побутового сміття і вторинних ресурсів, щоб не попадали у природні водойми;

- раціональне використання вод у промисловості, сільському господарстві, для побутових потреб.

Високоякісна питна вода – основа для збереження здоров`я і життя людини. Смачна вода – справжній земний дар. Бережіть її! Турбота про воду – це турбота про життя. До води ми повинні ставитися шанобливо, як і до хліба. Недаром у народі говорять: “Хліб – батько, а вода – мати”. Адже вода – основа нашого життя.

                                       24. Вода почата і непочата.

Віра в очисну силу води лежить в основі багатьох обрядів - як релігій­них, загальних календарних, так і суто родинних. У народі завжди вважа­лося, що вода омиває людину не просто від бруду, а від усього злого, не­чистого. У Росошанах її часто навіть просто в побуті називають святою во­дичкою. Саме так, із використанням зменшувального, пестливого суфік­са. Старі ж люди й досі, зазвичай, перехрестяться перш ніж попити води­чки.

У народному світобаченні вода одухотворюється. Як і в інших місцях в Україні, в Росошанах розрізняють воду почату й непочату, живу і мертву. Найбільше цінується «жива» вода - з джерела або, по-росошанськи, - з «ізвора». Хто п'є джерельну воду, той матиме велику силу, кажуть люди. Такою водою окроплюють у хаті, в стодолі. Дуже цінується вода непочата, яку набирають першою до схід сонця, тим паче, якщо вона з трьох джерел або з трьох криниць. А "найсильніша" непочата вода, набрана до схід со­нця вранці перед Святим вечором. На такій воді варять кутю, готують уз­вар та ще таку ритуальну сільську страву, як голубці (на Свят-вечір - піс­ні). Хазяйка, готуючи ці страви, промовляє молитви і час од часу пригуб­лює свяченої води.

Так само на непочатій воді з молитвами й зі свяченою водою готують страви на Великдень, на інші релігійні свята, а також на свята сімейні, ви­значні події, такі, приміром, як весілля.

У Росошанах існують «неписані правила» щодо етики відносин людини з водою: не можна нічого кидати в річку, біля неї не можна прати і тим бі­льше виливати воду з милинням, не можна їсти над водою (криницею). Вважається великим гріхом плювати у воду й казати погані слова.

Люди вірили, що непочата кринична вода мала могутні лікувальні влас­тивості, її брали на купання немовлят. А також на весільний коровай — адже на тих, хто пече коровай, лягає особлива відповідальність за майбут­нє нової сім'ї. Люди вірили: якщо вдається гарний коровай, будуть спече­ні гарні калачі, то і життя в молодих буде гарним та щасливим. А для цьо­го треба було брати все тільки найкраще, найчистіше, те, що перевірено людським досвідом. А тому і на весільний коровай намагалися брати во­ду із семи криниць.

Вода - символ здоров'я, і в росошанських хатах у це свято вірять. Свя­чену воду тримають у кожній хаті, біля ікон (образів), беруть її в церкві.

Свяченою водою умивають дітей від переляку, від лихого ока (від зуро­чення мама вмиває дитину, та ще й не просто, а, як кажуть в Росошанах, навіглі, тобто навиворіт).