Лекция по теме: "Вода основа жизни"

Вода - одно из самых распространенных на Земле соединений. Молекулы воды обнаружены в межзвездном пространстве. Вода входит в состав комет, большинства планет Солнечной системы и их спутников. Количество воды на поверхности Земли оценивается в 1,39 . 1018т. Общий объем воды на Земле составляет около 1500000000 куб.км. Если эту воду равномерно распределить по поверхности Земли, то толщина ее слоя составила бы почти 4 км.

Из чего же складывается этот запас воды?
Большая часть воды - 97 % находится в океанах и морях. Объем воды в океане оценивается в 1370000000 куб.км Лишь 3 % воды находится на континентах. В реках и озерах земного шара содержится примерно 400000 куб.км пресной воды. Большая часть пресных вод ( 68,7 %) сосредоточена в ледниках и залегающем снежном покрове, основные запасы которых находятся в Антарктиде. Ледяной щит включает около 25000000 куб.км. воды. Масса ледников Арктики, Антарктики и высокогорных районов - 2,4 . 1016т. Значительное количество воды содержится в земной коре (подземные воды). Общие запасы подземных вод составляют примерно 8 млн.куб.км. В атмосфере находится 1,3 . 1013т воды. В каждый момент времени в ней содержится 13000 куб.км воды. Если бы атмосферная вода вдруг стала жидкостью и равномерно растеклась по поверхности Земли, то слой осадков составил бы всего 24 мм.

Где еще содержится вода?
Вода входит в состав многих минералов и горных пород, присутствует в почве и во всех организмах.

Как вода распределяется в организме человека ?
Тело взрослого человека на 65 % состоит из воды. Вода входит в состав всех его органов и тканей: в сердце, легких, почках ее около 80 %, крови - 83 %, в костях - 30 %, в зубной эмали - 0,3 %, в биологических жидкостях организма (слюне, желудочном соке, моче и т.д.)- 95 - 99 %.
Тело рыб содержит 80 % воды, водорослей - 90 %. Подсчитано, что содержание воды в тканях живых организмов примерно в шесть раз превышает ее во всех реках земного шара.
Ученые подсчитали и вес воды, имеющейся на нашей планете - 2000000000 млн.т. 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.
Вода является необходимым условием существования всех живых организмов на Земле. "Вода дороже золота" - утверждали бедуины всю жизнь кочевавшие в песках. Они знали, что никакие богатства не спасут путника в пустыне, если иссякнут запасы воды. В живом организме вода - это среда, в которой осуществляются химические реакции. Процессы пищеварения и усвоения пищи человеком и животными связаны с переводом питательных веществ в раствор. Вода вымывает из клеток отработанные продукты обмена веществ и играет важную роль в регуляции температуры тела. Исключение ее из организма может привести к смерти уже через несколько дней.
Растения получают питательные вещества из почвы только в виде растворов. Вода является важным элементом живого органического мира.

В каком важном процессе, идущем в растительном организме участвует вода ?
Вода участвует в процессе фотосинтеза. Под действием солнечной энергии углекислый газ и вода в листьях растений распадаются на кислород, выделяющийся в атмосферу, и углерод, идущий на образование живого органического вещества растений.
Основное свойство воды - ее растворяющая способность. Вся практическая деятельность человека, с самой глубокой древности, связана с использованием воды и водных растворов и для приготовления пищи и для других житейских надобностей. Разнообразными растворами пользовались при изготовлении строительных материалов, красок, стекла, керамики; глиняные изделия, неразгаданные рецепты цветной глазури, покрывающие стены подземных гробниц фараонов, искусство бальзамирования, достигшее в древнем Египте замечательного развития - все это опять же растворы, причем достаточно сложные по составу и так умело приготовленные тогда, в глубине веков, первыми естествоиспытателями.
Морская вода - прекрасный растворитель. В ней растворяются почти все вещества. Около семидесяти элементов Периодической системы содержится в ней в обнаруживаемых количествах. Даже редкие и радиоактивные элементы находятся в водах морей и океанов. В наибольшем количестве находятся хлор, натрий, магний, сера, кальций, калий, бром, углерод, стронций, бор. Одного только золота растворено в водах океана по 3 кг на душу населения Земли.
Роль воды в жизни нашей планеты удивительна и, как ни странно, раскрыта еще не до конца. Большая часть поверхности Земли покрыта океанами и морями. Океан является огромным своеобразным термостатом - летом не дает Земле перегреваться, а зимой постоянно снабжает континенты теплом. Океан поглощает избыток углекислого газа в атмосфере, иначе Земля бы перегрелась из-за "парникового эффекта", о котором мы с вами говорили раньше.
Это свойство воды обусловлено ее огромной теплоемкостью. Охладив 1 куб.м воды на 1оС, можно нагреть на 3оС 1000 м воздуха. Это одно из аномальных свойств воды.
По сравнению с другими жидкостями вода обладает еще одним важным аномальным качеством - высокой скрытой теплотой плавления. Чтобы расплавить, например, 1 кг льда надо затратить тепла в два раза больше, чем на расплавление стали и в 15 раз больше, чем на расплавление свинца. Это свойство воды спасает нас от катастрофических весенних наводнений. Из-за медленного таяния льда и снега почва вбирает в себя достаточное количество влаги и тем самым предотвращает в некоторых случаях гибель растений во время засухи.
Вода, в отличие от других веществ при замерзании не уплотняется, а расширяется. Молекулы льдоподобной воды расположены таким образом, что между ними возникают большие пустоты, а поэтому лед рыхлообразный, то есть легче, чем жидкая вода. Представим себе на минуту, что вода не обладала бы этим чрезвычайно редким свойствам. Что могло бы произойти ? В этом случае жизнь на нашей планете не могла бы даже возникнуть. Лед, едва появившись на поверхности водоема, тут же погружался бы на дно. Не только пруды и реки, но и океаны промерзли бы насквозь.
При охлаждении плотность воды, как и других веществ, увеличивается. Но это происходит только до определенного предела, до +4оС. При охлаждении воды от +4оС до 0оС плотность ее уменьшается. Такое ненормальное поведение воды имеет огромное значение для жизни. Осенью, при первых заморозках, когда резко падает температура воздуха, охлаждается и вода в водоемах. Охлаждение начинается сверху. Охладившаяся вода опускается вниз до тех пор, пока температура всего водоема не снизится до +4оС. При такой температуре сохраняется жизнь в водоемах. В случае дальнейшего охлаждения воды водоем покрывается тонким слоем льда, защищающим воду от дальнейшего охлаждения.
Любопытна и еще одна закономерность, которая происходит в природе. Холодная вода опускаясь, обеспечивает снабжение кислородом глубинных слоев океанов, морей, озер и рек. В свою очередь теплые слои воды, поднимаясь вверх, выносят растворы солей и другие пищевые вещества в верхние слои. Все это способствует развитию жизни. Благодаря этому удивительному свойству воды жизнь в океанах и морях никогда не может исчезнуть.
Причины таких аномальных свойств в строении молекул воды. Оказалось, что они не линейные ( Н-О-Н), а угловые: O / \ H H и связаны между собой, образуя сгустки, цепочки или располагаются слоями, покрывающими друг друга. Между молекулами есть пустота.
Если бы вода состояла только из одиночных молекул, отстоящих друг от друга на равном расстоянии, то тогда температура ее кипения была бы равна +63,5оС, но в связи с тем, что образуются различные ассоциации молекул, точка кипения воды при нормальном давлении возрастает до 100оС.
Итак, сегодня на уроке мы обсудили вопросы о водных ресурсах планеты, о роли воды в организме человека, животных, растений, рассмотрели некоторые особые "аномальные свойства воды".

Почему же вода является необходимым условием существования всех живых организмов ?
Вода - это среда, в которой осуществляются химические реакции. Вода вымывает из клеток продукты обмена веществ. Вода регулирует температуру тела. Вода - прекрасный растворитель. Вода участвует в процессе фотосинтеза. Вода - регулятор многих процессов на планете. Семенова Нина Ивановна