98 воды в гидросфере содержится в каком виде
1. Используя текст §28 учебника, подберите факты о том, что:
а) без воды нет жизни;
б) вода – связующее звено между земными оболочками.
а) Две трети массы человека – вода; в теле каждого живого организма присутствует вода; с помощью воды происходит большинство химических процессов.
б) все земные оболочки связаны мировым круговоротом воды.
2. Нарисуйте схему “Состав гидросферы”, показав на ней процентное соотношение частей гидросферы.
3. Заполните пропуски в предложениях.
а) 98% воды в гидросфере содержится в жидком виде.
б) На океаны и моря приходится более 96,4% воды гидросферы.
в) К водам суши относятся ледники, подземные воды, реки, озера, болота.
г) Запасы пресной воды в гидросфере составляют 3% от ее общей массы.
д) Вода в природе встречается в жидком, твердом и газообразном состояниях.
4. Мериады водяных пылинок
Поднимаются над океаном,
Чтобы тут же в путь пуститься длинный
По широтам и меридианам,
Стать сгустившимися облаками,
Тучами, чтоб тяжестью воды
Где-то падать на пески и камни,
На поля и на сады.
(С. Щипачев)
О каком природном явлении говорится в стихотворении? Каково его значение?
Речь идет о мировом круговороте воды. Его значение очень велико: он связывает все оболочки земли.
5. Вода, испарившаяся с поверхности Океана и унесенная в виде облаков на сушу, вновь вернется в Океан. Изобразите этот процесс в виде схемы.
6. Используя данные о доле океанов в общей пощади Мирового океана (Тихий – 50%, Антлантический – 25%, Индийский – 20%, Северный Ледовитый – 5%), постройте круговую диаграмму.
7. Заполните пропуски в предложениях.
Море, глубоко вдающееся в сушу, называют внутренним морем. Те моря, которые незначительно вдаются в сушу, – окраинными. Поэтому Черное, Балтийское, Красное – внутренние моря. Охотское, Чукотское, Карибское – окраинные моря.
8. Познакомьтесь с мнениями ученых прошлых веков о солености морской воды. Какие из них наиболее близки к современным взглядам?
Я думаю, что наиболее близки к современным взглядам были Леонардо да Винчи и Галлей.
9. Совершите воображаемое путешествие по Индийскому океану вдоль экватора и определите, как меняются глубины океана. Запишите их значения. В каких районах океана вдоль экватора расположены максимальные и минимальные глубины?
5185 м – 1233 м – 5408 м – 6035 м
Минимальное – возле Сейшельских островов, максимальное – в Западно-Австралийское котловине.
10. Используя физическую карту полушарий в учебнике, заполните таблицу.
| Океан | Какие материки омывают | Средние глубины | Наибольшие глубины |
| Тихий | Евразия, Австралия, Северная и Южная Америка, Антарктида | 3984 м | 10 994 м |
| Атлантический | Северная и Южная Америка, Евразия, Африка, Антарктида | 3736 м | 8742 м |
| Индийский | Евразия, Африка, Австралия, Антарктида | 3711 м | 7729 м |
| Северный Ледовитый | Евразия, Северная Америка | 1225 м | 5527 м |
11. Найдите на карте и подпишите на контурной карте названия частей Мирового океана, омывающих территорию России:
а) океанов
б) морей
в) заливов
г) проливов
12. Самое мощное течение Мирового океана – течение Западных ветров. Его протяженность до 30 тыс. км, ширина 1000 км, глубина от 2 до 4,5 км. Скорость в верхних слоях более 3,5 км в час. Пользуясь атласом и другими источниками информации, дайте его описание по плану:
а) в каком океане проходит;
б) в каком направлении движется;
в) холодное или теплое;
г) у берегов каких материков проходит.
а) Течение Западных ветров проходит через три океана: Атлантический, Индийский и Тихий.
б) Движение в направлении с Запада на Восток.
в) Холодное
г) Течение Западных ветров опоясывает Антарктиду и близко проходит у берегов Южной Америки и Австралии.
13. Внимательно рассмотрите схему океанических течений в учебнике. Проследите направление теплых и холодных течений. На контурную карту нанесите теплые и холодные течения. Какую закономерность в движении течений Мирового океана вы обнаружили?
Холодные и теплые течения вместе образуют своеобразные кольца.
14. Дайте описание Северного Ледовитого океана по плану (с.102 учебника).
Северный Ледовитый океан располагается в северном полушарии между Евразией и Северной Америкой. Площадь океана составляет 14,75 млн.кв.км. Максимальная глубина океана – 5527 м. Омывает берега России, Норвегии, Гренландии, Исландии, Канады и США. Важнейшие проливы: Берингов пролив, Девисов пролив, Датский пролив. Важнейшие заливы: Гудзонов залив, Баффинов залив.
Северный Ледовитый океан используется для морских перевозок, рыболовства, нефтедобычи, а также является важнейшим военным стратегическим пунктом для многих государств.
15. Дайте описание Охотского моря по плану.
Охотское море находится в северном полушарии, является частью Тихого океана. Площадь моря – 1603 тыс. кв. км., максимальная глубина – 3916 м. Море находится в северо-западной части океана и омывает берега России и Японии.
Охотское море является пограничным объектом для Росии и Японии, используется для морских перевозок и рыболовства.
16. В каком направлении и на каком расстоянии от вашего населенного пункта расположено ближайшее море? Как оно называется? К какому океану относится?
Ближайшее море к г.Челябинску – Каспийское море. Оно расположено на юго-западе, на расстоянии примерно 1800 км. Является внутренним морем.
17. Дайте описание реки Волги по плану (с.114 учебника).
Волга протекает в Евразии на территории России. Направление течения – с севера на юг. Исток реки находится в Тверской области, а устье – в Каспийском море. Волга является главной рекой Волжского речного бассейна.
Основные реки этого бассейна: Ока, Кама, Кострома.
Бассейн Волги охватывает территорию от западной границы России до восточной границы Пермского края и Башкирии.
18. Нанесите на контурную карту бассейны крупнейших рек России: Волги, Енисея, Оби, Лены, Иртышка; крупнейшие озера: Байкал, Ладожское, Каспийское.
19. Дайте описание озера Байкал по плану (с.118 учебника).
Байкал – озеро, расположенное на территории России в юго-восточной части. Географические координаты: 53 с.ш. и 107 в.д.
Озерная котловина произошла из-за разлома земной коры.
Байкал – сточное озеро, в него втекает 336 рек, а вытекает одна – р.Ангара.
Байкал – самое глубокое озеро на планете, в нем сосредоточен крупнейший запас пресной воды.
20. Используя физическую карту России, установите соответствие между городами и реками, на которых они расположены:
| 1) Омск | б) Иртыш |
| 2) Нижний Новгород | а) Волга |
| 3) Хабаровск | г) Амур |
| 4) Якутск | в) Лена |
| 5) Архангельск | е) Северная Двина |
| 6) Салехард | д) Обь |
21. Подсчитайте, сколько соли можно получит из 29 кубометров воды Красного моря.
1218 гр.
22. Дополните схему и установите, каков режим питания рек вашей местности. Когда они бывают полноводными и почему?
| Источники питания | |||
| Дождь | Подземные воды | Таяние снега | Ручьи, реки |
Реки Южного Урала бывают полноводны весной, особенно в мае из-за таяния снега. Также уровень воды повышается летом, когда идут длительные и сильные дожди.
23. Знаете ли вы:
а) что является истоком и устьем вашей местной реки;
б) к речной системе какой реки оно относится, каков ее режим;
в) откуда возникло ее название?
Исток Миасса находится у подножья хребта Нурали, а устье – в реке Исеть. Является частью речной системы Иртыша. Режим реки – сезонный.
Насчет этимологии названия “Миасс” возникают споры. Но с башкирского “ас” переводится как “вода”.
24. Забота о чистоте воды в реке и оказание ей необходимой помощи – одно из важнейших условий сохранения водного ресурса. Что вы можете конкретно сделать, чтобы помочь реке? Подумайте, запишите и постарайтесь с товарищами летом реализовать.
Каждый сезон можно очищать берега рек от мусора, расклеивать листовки , которые призывают людей и туристов к бережному отношению к природе.
25. Почему, говоря о воде, В.И. Вернадский подчеркивал, что 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 бы ее не заключало?
Потому что вода входит в состав абсолютно всех веществ в мире. Вода разрушает горы, создает пещеры и со временем способна изменить рельеф до неузнаваемости.
26. Как вы думаете, почему речная долина – результат геологической работы реки?
Со времнем река разрушает горные породы и создает себе русло. Русло расширяется, а окружающая почва вокруг реки размывается.
27. Работа людей каких профессий связана с Океаном? Какие личностные качества, на ваш взгляд, необходимы этим людям? Обсудите этот вопрос в классе?
Работа военных, спасателей, моряков, рыболовов, ученых. Все эти люди должны обладать выносливостью, мужеством, умением решать неординарные задачи, постоянно быть готовым к экстренным ситуациям.
28. Как вы понимаете слова журналиста В.М. Пескова: “Все ли мы понимаем, какое это сокровище – речка? И как оно уязвимо, это сокровище?! Можно заново построить разрушенный город. Можно посадить новый лес, выкопать пруд. Но живую речку, если она умирает, как всякий живой организм, сконструировать невозможно. Жизнь зародилась, осела и развивается около рек. Только-только пробившись из земли, ключик без пользы уже не течет. Но кроме благ и радостей, отдаваемых всему живущему на ее берегах, речонка упорно несет свою воду в “общий котел”, из которого пьют сегодня огромные города и крупные промышленные центры. И если какой-нибудь город начинает страдать от жажды, сли мелеют большие реки, первую из причин этому надо искать в человеке”.
Почему и как необходимо охранять реки?
Своей хищнической деятельностью люди разрушают все живое вокруг себя. И водным ресурсам достается больше всего. Но для самостоятельного восстановления реки понадобится не одна тысяча лет. Без реки не проживет ни один крупный город.
Нужно ограничивать выбросы промышленных предприятий, ставить очистительные сооружения, организовывать субботники по берегам рек, создавать специальные зоны отдыха с контролем за соблюдением чистоты, проводить беседы с людьми разного возраста на тему экологии.
29. Прочитайте фрагмент текста §37 “Опасности Океана”. Сформулируйте выводы по содержанию текста. Предложите правила поведения человека в море и океане.
Нужно уважать стихию. При малейшей опасности водного бедствия необходимо отказаться от дальнейшего путешествия.
Перед отправлением в море или океан необходимо точно знать прогноз погоды и обеспечить себя средствами безопасности.
В случае угрозы цунами необходимо покинуть опасный район.
30. Если вы задумали построить дом у реки, то где вы выберете место для строительства: в пойме или на террассе? Почему?
На террассе. Во-первых, на любой реке случаются паводки, поэтому пойма реки полностью затопляется. Во-вторых, со временем река размывает почву, и она осаживается, что чревато разрушением дома.
31. Выберите верные утверждения:
а) Вода в природе находится в трех состояниях: твердом, жидком и газообразном.
б) Большая часть воды в гидросфере находится в газообразном состоянии.
в) Подавляющая часть гидросферы – это соленая вода морей и океанов.
г) Атлантический океан – самый маленький из океанов.
д) Мировой океан – богатейшие кладовые минеральных ресурсов, энергии, продуктов питания на Земле.
е) Воды Мирового океана находятся в постоянном движении.
ж) Самая многоводная река в мире – Пил.
32. Вода океанов и морей составляет от объема гидросферы:
1) 100%
2) 96%
3) 16%
4) 2,5%
33. Основную массу пресной воды на Земле содержат:
1) реки
2) болота
3) ледники
4) озера
34. Расположите океаны в порядке убывания их площади:
Тихий, Атлантический, Индийский, Северный Ледовитый.
35. Какой буквой на карте обозначен Индийский океан?
A)
B)
C)
D)
36. Какой буквой на карте обозначено Балтийское море?
A)
B)
C)
D)
37. Какой буквой на карте обозначен полуостров Индокитай?
A)
B)
C)
D)
38. Какой буквой на карте обозначен Гибралтарский пролив?
A)
B)
C)
D)
39. Какой буквой на карте обозначен Мазамбикский пролив?
A)
B)
C)
D)
40. Выберите верные утверждения:
а) Залив – это часть океана или моря, вдающаяся в сушу.
б) Магелланов пролив соединяет Атлантический и Индийский океаны.
в) Проливы – это узкие, вытянутые участки морской поверхности, соединяющая две акватории и разделяющие участки суши.
г) Гренландия – самый большой по площади осторв на Земле.
д) В Северном Ледовитом океане расположены острова Новая Земля и Шри-Ланка.
е) Средиземное море относится к внутренним морям.
ж) Самый крупный полуостров в России – Скандинавский.
з) Самая глубовая океаническая впадина – Марианская.
41. Средняя соленость воды Мирового океана составляет:
а) 10%
б) 20%
в) 35%
г) 50%
42. В каком из перечисленных морей соленость поверхностных вод наибольшая:
а) Балтийском
б) Красном
в) Японском
43. Выберите верные утверждения:
а) Океанская вода имеет горько-соленый вкус
б) Средняя соленость Мирового океана составляет 35%
в) Соленость воды морей и океанов измеряется в процентах
г) Самую низкую соленость имеют моря Северного Ледовитого океана
д) Самое соленое море – Красное, его соленость 42%
е) Наибольшую соленость имеет Атлантический океан
44. Выберите верные утверждения:
а) Самый теплый океан – Тихий
б) Самый холодный океан – Северный Ледовитый
в) Средняя температура воды в океане +12
г) С увеличением географической широты температура поверхностных океанических вод понижается
45. Какой буквой на карте обозначено течение Куросио?
A)
B)
C)
D)
46. Установите соответсвие между явлениями и причинами, их называющими:
| 1) цунами | в) движение земной коры |
| 2) приливы и отливы | б) ветер |
| 3) течения | а) притяжение Луны |
47. Среди перечисленных рек России самую большую длину имеет:
а) Волга
б) Дон
в) Нева
г) Лена
48. Самое крупное озеро России:
а) Ладожское
б) Байкал
в) Онежское
49. Подземные воды находятся:
а) в верхней части мантии
б) в верхней части земной коры
в) во всей толще земной коры
50. Какой буквой на карте обозначена река Миссисипи?
A)
B)
C)
D)
51. Укажите части речной долины, изображенные на рисунке.
1) русло
2) пойма
3) терраса
Источник
Гидросфера (от др.-греч. гидро «вода» и сфера «шар») – это одна из условных оболочек Земли — водная. В разных определениях её называют то прерывистой, то сплошной, связанную воду то включают в неё, то нет. Споры идут и по вопросу принадлежности к ней части, находящейся внутри живых организмов (в биосфере). Однако нигде нет разногласий по поводу важности воды для природы Земли.
Вода — одно из самых распространённых химических соединений на Земле. Оно есть и на других планетах, но там его намного меньше. Без него невозможно существование известных нам форм жизни. Может быть, на других планетах есть жизнь, зависящая от других элементов, но не на нашей.
Вода в биосфере
В организме растений, животных и человека в среднем на долю воды приходится более 50 % массы. На земном шаре вода содержится в жидком, твёрдом и газообразном состоянии. В природе она образует океаны, моря, озёра, реки, болота, ледники, в виде пара она находится в атмосфере, проникает в почву и горные породы литосферы.
Благодаря своим свойствам вода является также и активным географическим фактором и геологической силой. Она разрушает горные породы, переносит тепловую и механическую энергию, играя важнейшую роль в обмене энергии и веществ между геосферами и районами Земли.
Разгрузка ледников Антарктиды
С давних пор человек изучает воду с разных сторон:
- как химическое соединение;
- как физическую субстанцию;
- как биологический показатель;
- как объект хозяйственного использования и т. д.
Поэтому сформировалось большое количество разделов науки, условно объединённых понятием «гидро». Прежде всего это:
- гидрофизика;
- гидрохимия;
- гидрометрия;
- гидрография;
- гидрогеология;
- гидрология суши;
- гидрология моря (океанология);
- гидрология ледников (гляциология);
- гидробиология и др.
Вода в океане
Части гидросферы
В научную литературу термин «гидросфера» был введён в 1875 г австрийским геологом Э. Зюссом. Под гидросферой он понимал единую водную оболочку только в составе Мирового океана. До середины XX века учёные спорили, включать ли в это понятие подземные и другие воды литосферы, атмосферы, биосферы и ледники. Не вызывало сомнений только то, что в неё должны точно входить вода океана и озёр с реками.
Сегодня физически более обоснованным считается определение, данное российским физико-географом И.А. Федосеевым (1909—1998):
гидросфера в широком смысле – это сплошная оболочка земного шара, простирающаяся вниз до верхней мантии, где в условиях высоких температур и давления наряду с разложением молекул воды непрерывно проходит их синтез, а вверх – примерно до высоты тропопаузы, выше которой молекулы воды подвергаются фотодиссоциации (разложению).
Из этого определения следует, что в гидросферу входят воды:
- Мирового океана;
- криосферы;
- литосферы;
- атмосферы.
Не входят в неё только воды биосферы, так как при её учёте водная оболочка перестаёт быть непрерывной. Кроме того содержание воды в живых организмах настолько мало (1120 км3) даже по сравнению с атмосферной, что им можно принебречь.
Есть и более «узкое» определение.
Гидросфера – это сплошная оболочка Земли, содержащая воду во всех агрегатных состояниях в пределах Мирового океана, криосферы, литосферы и атмосферы, принимающую непосредственное участие в планомерном влагообороте (гидрологическом цикле).
Согласно этому определению в состав гидросферы включается и связанная вода литосферы. Заметьте, что оба определения говорят о том, что гидросфера – сплошная оболочка и это по современным научным представлениям верно.
Части гидросферы
Хотя гидросфера существует уже более 4 млрд. лет, она продолжает изменяться в размерах. В настоящее время объём гидросферы составляет 1,4 млрд. км3, воды которой распределяется следующим образом:
- 96,4% – в Мировом океане;
- 1,86% – в ледниках;
- 1,71% – под землёй, внутри горных пород и почвы (включая гравитационные и капиллярные воды);
- 0,02% – в озёрах, реках и болотах;
- 0,01% – в атмосфере.
Подавляющая часть гидроксида водорода содержится в виде воды (в жидком виде) – 98%. Снег и лёд составляет 2% гидросферы, водяной пар – доли процентов. Пресная вода содержится на планете в небольшом количестве, лишь 2,5%. 68,9% этой пресной воды находится в виде льда и постоянного снежного покрова в арктических, антарктических и горных ледниках.
Это интересно!
Площадь поверхности Земли составляет 510 млн. км2, в том числе 361 млн. км2 Мирового океана, т. е. величины площадей водной поверхности и суши соотносятся примерно как 2,5:1. Явное и значительное преобладание водной поверхности не должно, однако, заслонять тот факт, что по сравнению с размером Земли моря и океаны представляют собой ничтожную плёнку, толщина которой (при средней глубине Мирового океана 3 794 м) составляет всего 1/1 600 среднего земного радиуса. На гидросферу приходится лишь 1/4 120 часть массы планеты и 1/800 часть её объёма.
Почему гидросфера непрерывна? Влагооборот (гидрологический цикл)
Мы привыкли к выражению «круговорот воды», но правильнее его называть влагооборотом, так как процесс этот незамкнут. Он связывает между собой воды всех частей гидросферы в единую сплошную оболочку. Сплошной гидросфера является и благодаря тому, что воздух всегда содержит водяной пар, даже над самыми сухими пустынями. Гидрологический цикл создаёт условия для переноса энергии и веществ на Земле, участвует в формировании рельефа, обеспечивает поддержание жизни.
Гидрологический цикл состоит из таких процессов как:
- испарение;
- транспирация;
- конденсация;
- инфильтрация;
- перколяция;
- сток.
Во влагообороте проявляется единство природных вод Земли и их связь с атмосферой, литосферой и биосферой. Физической причиной гидрологического цикла на земном шаре служат солнечная энергия и гравитация.
Под воздействием энергии Солнца происходит нагревание и последующее испарение воды. Водяной пар переносится воздушными течениями, при снижении температуры воздуха он конденсируется или десублимируется.
Гидросфера в движении
Сила тяжести (гравитация) вынуждает атмосферную влагу выпадать в виде осадков. На суше пресная вода под действием тех же сил тяжести стекает по склонам, образуя ручьи, реки, озёра, просачивается в грунт, формируя подземные воды. В конечном итоге большая часть выпавших осадков в виде речного и подземного стоков возвращается в океан.
Гидросферу нельзя рассматривать как закрытую систему, так как часть её разрушается на уровне тропопаузы, а другая часть схожая по объёму поступает из мантии.
Влагооборот бывает глобальным и местным.
Гидросфера — сила гравитации
В глобальном круговороте воды выделяют два взаимосвязанных звена, с многократно повторяющимися циклами:
- океаническое звено: испарение с поверхности океана – перенос водяного пара над океаном – осадки на поверхность океана – океанические течения – испарение и т. д.;
- материковое звено: испарение с поверхности суши – перенос водяного пара потоками воздуха – осадки на поверхность суши – поверхностный и подземный сток – испарение и т. д.
Оба звена связаны между собой переносом водяного пара с океана на сушу и, наоборот, поверхностным и подземным стоком с суши в океан. С океана ежегодно испаряется в среднем 505 тыс. км3 воды, возвращается в виде атмосферных осадков – 458 тыс. км3. Испаряется с океана, таким образом, больше, чем возвращается с осадками. Разность в 47 тыс. км3 составляют воды, которые переносятся с океана на сушу в виде водяного пара.
На поверхность суши ежегодно выпадает в среднем 119 тыс. км3 атмосферных осадков. Они слагаются из воды, испарившейся с поверхности суши (72 тыс. км3), и влаги, принесенной с океана (47 тыс. км3). Таким образом, в материковом звене круговорота воды принимает участие 72 тыс. км3. Важно отметить, что из 72 тыс. км3 испаряющейся ежегодно с поверхности суши воды 30 тыс. км3 (42 %) приходится на транспирацию растительным покровом.
Местный влагооборот – это испарение и образование осадков над определённой территорией и выпадение их тут же. Например, на экваторе, в Амазонии, в континентальном умеренном климате летом.
Это интересно!
В природе существует шесть изотопов кислорода. Три из них стабильны: О16 , О17 и О18 . У водорода есть три изотопа: Н – протий, D – дейтерий, Т – тритий. Комбинируя различные сочетания изотопов кислорода и водорода, можно получить 36 разновидностей воды. В природе наиболее распространена вода (её называют «обычной» водой), состоящая из изотопов Н и О16 , – на её долю приходится 99,73 %.
Далее по распространённости в порядке убывания идут молекулы следующего состава: D2 О, Н2 О18 и Н2 О17 . При испарении в водяной пар в основном – как более лёгкая – переходит вода состава Н2 О16, неиспарившаяся же вода обогащается тяжёлыми изотопами водорода и кислорода. Поэтому в тропических морях и озёрах такой обогащённой тяжёлыми изотопами воды больше, чем в водоёмах полярных широт, а тем более в реках. Вода с изотопом кислорода О18, по крайней мере, водными животными усваивается лучше, чем обычная (в раковинах таких животных тяжёлые изотопы кислорода встречаются чаще, чем в воде), а вот тяжёлая вода D2О живыми организмами не усваивается.
Гидросфера: свойства природной воды
В 1780 г Кавендиш и Лавуазье установили, что вещество, называемое водой, есть простейшее и устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом. Важные свойства воды:
- медленно нагревается и медленно остывает;
- при замерзании расширяется;
- переходит из одного состояния в другое, в результате чего и наблюдается влагооборот в природе;
- вода обладает самым высоким после ртути поверхностным натяжением, а также смачиванием. С этим свойством связаны особенности циркуляции воды в почвах и горных породах, движение соков в растениях, кровообращения у животных;
- растворяет многие вещества.
Обычная вода в условиях нормального атмосферного давления кипит при температуре +100° С, замерзает при температуре 0°С и имеет максимальную плотность при температуре +4°С. При охлаждении воды ниже +4°С плотность ее уменьшается, а объем увеличивается, и при замерзании происходит резкое увеличение объема. В отличие от всех веществ в природе вода при переходе из жидкого состояния в твердое приобретает меньшую плотность, поэтому лед легче воды. Эта аномалия играет важную роль в природе. Лед держится на поверхности водоемов. Будь лед тяжелее воды, образование его начиналось бы со дна, и водоемы были бы многолетнемерзлыми (за лето не все успевали бы оттаять), а жизнь могла бы погибнуть.
Свойства воды сильно изменяются под влиянием давления и температуры. При давлении в 1 атм. (760 мм рт. ст.) вода замерзает при температуре 0°С, а в 600 атм. – при температуре –5°С. При сверхвысоком давлении (больше 20000 атм.) вода переходит в твердое состояние при температуре +76°С (горячий лед). Такой лед может быть в недрах Земли. При очень низких температурах (меньше –170°С) и небольшом давлении образуется сверхплотный лед (как твердый камень), такой лед может быть в ядрах комет.
В чистом виде вода – бесцветная жидкость, не имеющая ни вкуса, ни запаха. В природе «чистая» вода практически не встречается, так как благодаря особенностям молекулярного строения она способна хорошо растворять различные химические соединения и газы. Поэтому природная вода всегда представляет собой слабый раствор.
Гидросфера — природные воды
Гидросфера: кислотность и основность воды
Величина рН характеризует кислотную и щёлочную реакцию воды. В пробе чистой воды концентрации Н + и ОН – равны между собой, и эти величины при температуре 25° С составляют 10 -7 моль/л. Растворы с одинаковыми концентрациями ионов водорода и гидроксид-ионов называются нейтральными: [Н + ] = [ОН — ] = 10 -7 моль/л.
По водородному показателю все природные воды делятся на группы:
- нейтральные (6,5 < рН ≤ 7,5);
- слабощёлочные (7,5 < рН ≤ 8,5);
- щёлочные (8,5 < рН ≤ 9,5);
- сильнощёлочные (рН > 9,5);
- слабокислые (5,5 < рН ≤ 6,5);
- кислые (4,5 < рН ≤ 5,5);
- очень кислые (рН ≤ 4,5).
Питьевая вода имеет нейтральную или слабощёлочную реакцию.
Солёность вод
Полярность молекул воды обусловливает её свойство растворять вещества лучше, чем другие жидкости. Растворение кристаллов неорганических веществ осуществляется благодаря гидратации входящих в их состав ионов. Хорошо растворяются в воде органические вещества с карбоксильными, гидроксильными, карбонильными и другими группами, с которыми вода образует водородные связи. Суммарное содержание в воде растворённых неорганических веществ (концентрация солей) выражают либо в виде минерализации M (мг/л, г/л), либо солености S (г/кг, ‰).
Промиилле (лат. per mille, pro mille — на тысячу) — одна тысячная доля, 1⁄10 процента, обозначается (‰), используется для обозначения количества тысячных долей чего-либо в целом. Знак промилле образован от знака процента (%) добавлением ещё одного «нуля».
По содержанию солей природные воды подразделяют на четыре группы:
- пресные – S 1 ‰,
- солоноватые – 1 < S 25 ‰,
- солѐные – 25 < S 50 ‰,
- высокосолѐные (рассолы) – свыше 50 ‰.
Гидросфера: солёность
Границы между группами выделены по следующим соображениям: 1 ‰ – это верхний предел солёности питьевой воды; 25 ‰ (точнее, 24,7 ‰) – солёность, при которой температура наибольшей плотности и температура замерзания воды совпадают. В морях солёность воды выше 50 ‰, как правило, не наблюдается, средняя солёность морской воды составляет 30‰.
Минерализация воды
Минерализация природных вод разного типа может изменяться в широких пределах: от 0,01 г/л (в атмосферных осадках) до 600 г/л (в рассолах). К числу главных ионов солей, находящихся в природных водах, относятся анионы: НСО3— – гидрокарбонат, Н2 SO4— – сульфат, Cl- – хлорид и катионы: Ca2+, Mg2+, Na + и К +.
Все природные воды по преобладающему аниону делятся на три класса:
- гидрокарбонатные;
- сульфатные;
- хлоридные.
По преобладающему катиону – на три группы:
- кальциевые,
- магниевые;
- натриевые.
Щёлочные минеральные воды
Природные воды различного происхождения обычно имеют и различный солевой состав и относятся соответственно к разным классам и группам. Так, речные воды, как правило, относятся к гидрокарбонатному классу и кальциевой группе. Подземные воды нередко относятся к сульфатному классу и магниевой группе. Воды океанов и морей принадлежат к хлоридному классу и натриевой группе.
Жёсткость воды
Сумма концентрации наиболее распространенных двухвалентных катионов кальция и магния, выраженная в миллиграмм-эквивалентах на литр (мг-экв/л), называется общей жёсткостью воды. Кальций и магний присутствуют в воде в виде растворимых углекислых, двууглекислых, хлоридных и сернокислых солей.
По общей жёсткости природная вода делится на:
- мягкую ( 3,5 мг-экв/л);
- средне жесткую (3,5 – 7 мг-экв/л);
- жёсткую (7 – 14 мг-экв/л);
- очень жёсткую ( 14 мг-экв/л).
Растворение газов в воде
Газы хорошо растворяются в воде если способны вступать с ней в химические связи (аммиак, сероводород, сернистый газ, углекислый газ и др.), прочие газы мало растворимы в воде. При понижении давления, повышении температуры и увеличении солёности растворимость газов в воде уменьшается.
Наиболее распространённые газы, растворённые в природных водах, – это кислород, азот, углекислый газ. Содержание в воде других газов ничтожно мало, однако в некоторых случаях, а именно: при наличии замкнутых глубоководных впадин (Чёрное море, впадины в норвежских фьёрдах и некоторые части Каспия) и отсутствии глубокой вентиляции воды, приносящей кислород, который превращал бы сероводород в кислотные соединения серы, – в воде может накапливаться в очень большом количестве сероводород. Например, в Чёрном море вблизи дна содержание сероводорода сравнимо с содержанием кислорода в поверхностных слоях этого же моря.
Некоторые особенности природных вод обязаны хорошей растворимости в ней углекислого газа. При растворении последнего в воде образуются угольная кислота и её формы.
Углекислый газ, угольная кислота и её ионы находятся в воде в состоянии так называемого карбонатного равновесия. Карбонатное равновесие обеспечивает некоторую буферную способность природных вод, т. е. способность поддерживать постоянную величину рН вблизи нейтральной точки благодаря гидрокарбонат-иону, который может нейтрализовать и кислоты, и основания.
Гидросфера загрязняется биогенными и другими веществами
Природные воды содержат биогенные вещества, к числу которых относятся соединения азота, фосфора, кремния. Эти вещества поступают в воду из атмосферы, грунтов, а также при разложении сложных органических соединений. Их источником служат также различные стоки.
Содержатся в воде и различные растворённые органические вещества: углеводы, белки, продукты их разложения и т. п. Природные воды содержат микроэлементы (микроэлементами называют вещества, содержание которых в воде не превышает 1 мг/л). К числу наиболее распространѐнных микроэлементов относятся бром, йод, фтор, литий, барий, железо, никель, цинк и др.
В число микроэлементов природных вод входят нестабильные элементы и изотопы. Особую категорию содержащихся в воде веществ составляют так называемые загрязнители (загрязнители – вещества, оказывающие вредное воздействие на живую природу). Это нефтепродукты, ядохимикаты, удобрения, моющие средства, некоторые микроэлементы и