يوجد الكثير من الماء في الكائنات الحية. في معظم الحالات ، تشكل أكثر من نصف كتلة الكائن الحي ، وأحيانًا تصل حصتها في الجسم إلى 95-99٪. كل هذا يرجع إلى الدور المهم للغاية للمياه في حياة الكائنات الحية. وهذه القيمة ترجع إلى الخصائص الخاصة للمياه التي تدين بها لبنيتها.

يتكون جزيء الماء من ذرتين هيدروجين وذرة أكسجين. تشكل هذه الذرات القطبين القطبين للجزيء (القطب الموجب هو ذرات الهيدروجين ، والقطب السالب هو ذرة الأكسجين). إن وجود الأقطاب يجعل من الممكن تكوين روابط هيدروجينية ، والتي تسمح لجزيئات الماء بتكوين مجمعات مختلفة مع بعضها ومع مواد أخرى. تزيد مثل هذه المجمعات من الجزيئات بشكل كبير من نقاط غليان وانصهار الماء (مقارنة بالجزيئات المماثلة) وتزيد من قدرتها الحرارية. كما أنها تجعل الماء مذيبًا جيدًا للغاية وبيئة مواتية لعدد من التفاعلات.

أهم خصائص الماء للكائنات الحية ما يلي:

1. الماء مذيب ممتاز للمواد القطبية والمواد غير القطبية ذات المواقع المشحونة.

2. الماء قادر على تكوين مجموعات إجمالية من الجزيئات بين جزيئاته وجزيئات المواد الأخرى. يؤدي هذا إلى زيادة قوة التوتر السطحي بشكل كبير ، مما يسمح للماء بالارتفاع عبر الشعيرات الدموية في التربة والأوعية النباتية.

3. بسبب وجود روابط هيدروجينية بين جزيئات الماء ، فإن تبخره يتطلب كمية كبيرة من الطاقة ، ونتيجة لتجميده ، يتم إطلاق الحرارة. لذلك ، فإن وجود الماء على كوكبنا في ثلاثة دول التجميعيخفف مناخها بشكل كبير. بالإضافة إلى ذلك ، تستخدم العديد من الكائنات الحية تبخر الماء في درجات حرارة عالية لتبريد أجسامها.

4. يصل الماء إلى أقصى كثافة له عند 4 درجات مئوية. يكون للجليد كثافة أقل من كثافة الماء. لذلك ، في فصل الشتاء ، يتم وضعه على سطح المسطحات المائية ويحمي الكائنات الحية التي تعيش فيها من انخفاض حرارة الجسم. جزيئات عضوية أو مواد غير عضوية، التي تكون قطبية أو ذات مواقع مشحونة ، تتفاعل بسهولة مع جزيئات الماء وبالتالي تذوب فيها بسهولة. هذه المواد تسمى ماء. إذا كانت جزيئات المواد العضوية أو غير العضوية ليست قطبية ولا تحتوي على مواقع مشحونة ، فإنها عمليًا لا تتفاعل مع جزيئات الماء ، وبالتالي لا تذوب فيها. تسمى هذه المواد كارهة للماء.

نظرًا لأن الماء في الحالة السائلة لا يزال لا يحتوي على بنية داخلية صلبة ، الحركة الحراريةالجزيئات تؤدي إلى اختلاط مستمر للجزيئات محلول مائي. هذه الظاهرة تسمى الانتشار. بسبب الانتشار ، تتم محاذاة تركيزات المذابات في أجزاء مختلفة من المحلول.

يؤدي وجود أغشية بيولوجية في الكائنات الحية إلى ظهور ظاهرة التناضح. نظرا لحقيقة أن أغشية بيولوجيةشبه منفذة ، والجسيمات الكبيرة لا يمكنها المرور من خلالها جزيئات عضوية، ولكن يمكن أن تمر جزيئات الماء. عندما يكون تركيز الجزيئات الكبيرة جوانب مختلفةيختلف الغشاء ، حيث تبدأ جزيئات الماء في التحرك بشكل مكثف إلى الجانب حيث يكون تركيز المواد المذابة أعلى. نتيجة لذلك ، هناك فائض من المواد على جانب واحد من الغشاء ، والتي يمكن ملاحظتها في شكل ضغط تناضحي.

الضغط الاسموزي مهم جدا للكائنات الحية. بفضله ، ينشأ تورم (مرونة الأنسجة النباتية) ويحدث نقل الخلايا.

ماء - المادة الأكثر تفردا، أساس جميع الكائنات الحية على هذا الكوكب. يمكن أن تتخذ أشكالًا مختلفة وتكون في ثلاث ولايات. ما هي المادية الرئيسية و الخواص الكيميائيةماء؟ عنهم سنناقش في مقالتنا.

الماء ...

الماء هو الأكثر وفرة على كوكبنا مركب غير عضوي. يتم تحديد الخصائص الفيزيائية والكيميائية للماء من خلال تكوين جزيئاته.

وهكذا ، فإن بنية جزيء الماء تحتوي على ذرتين هيدروجين (H) وذرة أكسجين واحدة (O). في ظل الظروف البيئية العادية ، فهو سائل عديم الطعم والرائحة واللون. يمكن أن يكون الماء أيضًا في حالات أخرى: على شكل بخار أو على شكل جليد.

تغطي المياه أكثر من 70٪ من كوكبنا. علاوة على ذلك ، يسقط حوالي 97٪ في البحار والمحيطات ، لذا فإن معظمها غير صالح للاستهلاك البشري. ما هي الخصائص الكيميائية الرئيسية يشرب الماء- سوف تتعلم أكثر.

الماء في الطبيعة وحياة الإنسان

الماء عنصر أساسي في أي كائن حي. على وجه الخصوص ، يتكون جسم الإنسان ، كما هو معروف ، من أكثر من 70٪ من الماء. علاوة على ذلك ، يقترح العلماء أنه في هذه البيئة نشأت الحياة على الأرض.

يوجد الماء (على شكل بخار ماء أو قطرات) في طبقات مختلفة من الغلاف الجوي. يتعلق الأمر بسطح الأرض من الغلاف الجوي على شكل مطر أو هطول آخر (ثلوج ، ندى ، برد ، صقيع) من خلال عمليات التكثيف.

الماء هو موضوع البحث لعدد من التخصصات العلمية. من بينها الهيدرولوجيا ، والهيدروغرافيا ، والجيولوجيا المائية ، وعلم المياه العذبة ، وعلم الجليد ، وعلم المحيطات وغيرها. كل هذه العلوم ، بطريقة أو بأخرى ، تدرس الخواص الفيزيائية والكيميائية للماء.

يستخدم الإنسان الماء بنشاط في أنشطته الاقتصادية ، وعلى وجه الخصوص:

• لزراعة المحاصيل
• في الصناعة (كمذيب) ؛
• في قطاع الطاقة (كمبرد) ؛
• لإطفاء الحرائق.
• في الطبخ
• في الصيدلة وهلم جرا.

بالطبع ، من أجل الاستخدام الفعال لهذه المادة في النشاط الاقتصادي، يجب دراسة الخصائص الكيميائية للماء بالتفصيل.

أنواع مختلفة من الماء

كما ذكرنا أعلاه ، يمكن أن يكون الماء في الطبيعة في ثلاث حالات: سائل (ماء في الواقع) ، صلب (بلورات ثلجية) وغازي (بخار). يمكن أن تأخذ أي شكل.

هناك عدة أنواع من المياه. لذلك ، اعتمادًا على محتوى كاتيونات الكالسيوم والصوديوم ، يمكن أن يكون الماء:

• صعب؛
• ناعم.

• طازج؛
• المعدنية.
• قليل الملوحة.

في الباطنية وبعض الأديان يوجد ماء:

• في ذمة الله تعالى؛
• يعيش؛
• قديس.

في الكيمياء ، هناك أيضًا مفاهيم مثل الماء المقطر منزوع الأيونات.

معادلة الماء وأهميته البيولوجية

أكسيد الهيدروجين هو ما يسميه الكيميائيون هذه المادة. صيغة الماء هي: H 2 O. وهذا يعني أن هذا المركب يتكون من ذرة أكسجين واحدة وذرتين هيدروجين.

تحدد الخصائص الكيميائية الفريدة للماء دوره الاستثنائي في حياة الكائنات الحية. بفضل الماء توجد الحياة البيولوجية على كوكبنا.

أكثر ما يميز الماء هو أنه يذوب تمامًا كمية كبيرةمواد أخرى (من أصل عضوي وغير عضوي). إحدى النتائج المهمة لهذه الميزة هي أن جميع التفاعلات الكيميائية في الكائنات الحية تسير بسرعة كبيرة.

بالإضافة إلى ذلك ، نظرًا للخصائص الفريدة للمياه ، فهي في حالة سائلة ، مع نطاق درجة حرارة واسع للغاية.

الخصائص الفيزيائية للماء

بفضل الروابط الهيدروجينية الفريدة ، يكون الماء ، في ظل الظروف البيئية القياسية ، في حالة سائلة. هذا ما يفسر درجة غليان الماء العالية للغاية. إذا كانت جزيئات مادة ما غير مرتبطة بهذه روابط هيدروجينية، ثم يغلي الماء عند +80 درجة ، ويتجمد - بقدر -100 درجة.

يغلي الماء عند درجة حرارة +100 درجة مئوية ، ويتجمد عند درجة حرارة صفر. صحيح ، في ظل ظروف معينة ومحددة ، يمكن أن يبدأ في التجميد حتى في درجات الحرارة الإيجابية. عندما يتجمد الماء ، يتمدد في الحجم (بسبب انخفاض الكثافة). بالمناسبة ، هذه هي المادة الوحيدة في الطبيعة التي لها نفس الشيء خاصية فيزيائية. بالإضافة إلى الماء ، يتوسع فقط البزموت والأنتيمون والجرمانيوم والغاليوم عند التجميد.

تتميز المادة أيضًا بلزوجة عالية ، فضلاً عن توتر سطحي قوي إلى حد ما. الماء مذيب ممتاز للمواد القطبية. يجب أن تعلم أيضًا أن الماء يوصل الكهرباء من خلال نفسه جيدًا. يتم تفسير هذه الميزة من خلال حقيقة أنه يوجد دائمًا في الماء عدد كبير منأيونات الملح المذابة فيه.

الخصائص الكيميائية للماء (الصف 8)

جزيئات الماء لها قطبية عالية للغاية. لذلك ، فإن هذه المادة في الواقع لا تتكون فقط من جزيئات بسيطةاكتب H 2 O ، ولكن أيضًا من المجاميع المعقدة (الصيغة - (H 2 O) n).

كيميائيًا ، الماء نشط جدًا ، فهو يتفاعل مع العديد من المواد الأخرى ، حتى في درجات الحرارة العادية. عند التفاعل مع أكاسيد الفلزات القلوية والقلوية الأرضية ، فإنها تشكل قواعد.

الماء قادر أيضًا على إذابة مجموعة واسعة من مواد كيميائية- أملاح ، أحماض ، قواعد ، بعض الغازات. بالنسبة لهذه الخاصية ، غالبًا ما يطلق عليها اسم مذيب عالمي. عادة ما يتم تقسيم جميع المواد ، اعتمادًا على ما إذا كانت تذوب في الماء أم لا ، إلى مجموعتين:

• ماء (يذوب جيدًا في الماء) - أملاح ، أحماض ، أكسجين ، نشبعإلخ.؛
• مسعور (قليل الذوبان في الماء) - دهون وزيوت.

يدخل الماء أيضًا في تفاعلات كيميائية مع بعض المعادن (على سبيل المثال ، الصوديوم) ، ويشارك أيضًا في عملية التمثيل الضوئي للنبات.

أخيراً...

الماء هو المادة غير العضوية الأكثر وفرة على كوكبنا. توجد في كل مكان تقريبًا سطح الأرضوفي أحشائها وفي الوشاح وفي الصخور وفي طبقات الغلاف الجوي العالية وحتى في الفضاء.

يتم تحديد الخصائص الكيميائية للماء من خلال التركيب الكيميائي. إنه ينتمي إلى مجموعة المواد الكيميائية المواد الفعالة. مع العديد من المواد ، يدخل الماء

يشكل الماء 70-80٪ من كتلة الكائنات الحية.

بنية الجزيء: كثافة الإلكترون تتحول إلى أكسجين ، لها شحنة سالبة جزئية ، على الهيدروجين شحنة موجبة جزئية ، والجزيء ثنائي القطب. يمكن أن تتكون الروابط الهيدروجينية بين + و -.

وظائف الماء

1. الماء هو الأفضل بفضل جزيئات ثنائية القطب الصغيرة مذيبللمواد القطبية (ماء). في الحالة المذابة ، تتفاعل المواد بسرعة كبيرة مع بعضها البعض.

2. المواصلاتالوظيفة: في حالة الذوبان ، تتحرك المواد في جميع أنحاء الجسم.

3. المواد التي لا يوجد على سطحها شحنات كاملة أو جزئية (كارهة للماء) لا يمكن أن تتفاعل مع جزيئات الماء ، يدفعها الماء للخارج (دهون ، بنزين). هذا هو أساس الهيكل والعمل أغشية بيولوجية.

4. ارتفاع المياه بشكل غير طبيعي السعة الحرارية(يمكن أن تمتص الكثير من الحرارة ولا تسخن بشدة). نتيجة لذلك ، فهو يحمي الخلية من التغيرات المفاجئة في درجة الحرارة.

5. الماء ، مثل جميع السوائل ، غير قابل للضغط، يوفر الدعم للخلايا (turgor) والكائنات الحية الكاملة (الهيكل المائي).

6. المياه نفسها يمكن أن تشارك فيها تفاعلات كيميائيةمثل كاشف(تفاعلات التحلل المائي ، التمثيل الضوئي ، إلخ).

الماء ذو ​​أهمية قصوى على الأرض وفي جميع أنحاء الكون.

الماء لديه جدا أهمية عظيمةفي الحياة النباتية والحيوانية والبشرية. وفقًا للأفكار الحديثة ، يرتبط أصل الحياة بالبحر. في أي كائن حي ، يعتبر الماء وسيطًا تحدث فيه العمليات الكيميائية التي تضمن النشاط الحيوي للكائن الحي ؛ بالإضافة إلى ذلك ، تشارك هي نفسها في عدد من التفاعلات الكيميائية الحيوية. بادئ ذي بدء ، يمكن أن يكون الماء في ثلاث حالات أساسية: الجليد والماء والبخار. هناك أكثر من 200 هياكل مختلفةالجليد الذي اكتشفه العلم.

في جامعة جورجيا ، تم اكتشاف أنه في أي جسم بشري ، تكون جميع الخلايا المريضة (مهما كانت مريضة) محاطة بالمياه ، وهو ما يسمى "غير منظم"

كما وجد أن كل خلية صحية محاطة بمياه "منظمة". ماذا يعني هذا؟ إنها بسيطة ، على الأقل من حيث الكيمياء.

في الماء "غير المهيكل" ، هناك إلكترون واحد في المدار الخارجي مفقود ببساطة ، وفي الماء "المهيكل" لا توجد إلكترونات مفقودة. عندما يتحرك الماء تحت الضغط عبر الأنابيب ، بدلاً من حركته الحلزونية الطبيعية ، فإنه يضطر للتحرك عبر الأنابيب في حلقات متحدة المركز. عندما يتحرك الماء عبر الأنابيب ، تُجبر إلكتروناته الخارجية على الخروج من المدار ، مما يتسبب في أن يصبح الماء "غير منظم". وهذا يعني أن الماء من الصنبور الذي نشربه أو الذي نستحم فيه في الحمام له عواقب في شكل أمراض. إذا أخذنا حمامًا لمدة 20 دقيقة ، فإننا نمتص من خلال الجلد حوالي 450 جرامًا من الماء الذي نجلس فيه. هذا يعادل حقيقة أننا سنشرب هذه المياه. ربما ترتكب البشرية خطأ يشبه إلى حد كبير الخطأ الذي ارتكبه الرومان عند استخدام الأطباق والأواني المصنوعة من الرصاص.

لذلك ، هذا هو أول مؤشر على الفرق بين المياه "المهيكلة" و "غير المنظمة".

عندما تم اكتشاف هذا ، بدأ الكثيرون في البحث عن طريقة لهيكلة المياه "غير المهيكلة". لهذا ، بدأ استخدام المغناطيس والأوعية الزجاجية ذات الشكل الغريب والفوهات المعدنية وما شابه ذلك في جميع أنحاء العالم. أظهر بحثنا أن المياه ذات التركيب الصناعي ، عند إخضاعها لتحليل الطاقة ، لا تبدو دائمًا مثل المياه الطبيعية المنظمة. المغناطيس ، على سبيل المثال ، يصنع الماء على الفور تقريبًا ، ولكن وفقًا لجامعة جورجيا ، فإنه ليس آمنًا للشرب.

المياه العنقودية. منذ حوالي خمسة عشر عامًا ، تم اكتشاف مياه جديدة تمامًا. يطلق عليه "المياه العنقودية". تحت المجهر ، وبتكبير 20 ألف مرة ، بدت "المياه العنقودية" المجمدة مثل رقاقات الثلج الصغيرة. تم العثور على "المياه العنقودية" في جميع حديثي الولادة والإنسان والمخلوقات الأخرى. يوجد أيضًا في جميع الفواكه والخضروات المزروعة بدون إضافات كيميائية. مع تقدمنا ​​في السن ، تتحد "المياه العنقودية" في أجسامنا في مرحلة ما مع البروتينات. لذلك ، يجب أن نستهلك "المياه العنقودية" يوميًا لضمان التبادل الطبيعي للمياه وعمل الخلية.

ماء فائق التأين. الآن ، ومع ذلك ، أصبحت مياه جديدة أخرى متاحة للعالم يمكن أن تغير العالم الذي نعرفه الآن وربما تنقذنا من شيء لا يصدق كارثة بيئيةفي المستقبل. هذه المياه تسمى "المياه فائقة التأين". يحتوي جزيءه على ثلاثة إلكترونات إضافية في المدارات الخارجية وهو مستقر للغاية. إذا قمت بتحليل هذه المياه الجديدة ، فلن تجد سوى الماء. ولكن إذا أخذت مصباحًا عاديًا وقمت ببساطة بغمس قابس كهربائي في كوب من هذا الماء ، فسيتم تشغيل المصباح ، وسيكون الضوء المنبعث من هذا المصباح أكثر سطوعًا مما لو قمت للتو بتوصيله بالمأخذ. من الواضح أن هذا ماء غير عادي. إنه مليء بالكهرباء.

لا ماء في أي مكان!

يمكن أن يُطلق على الماء بحق مصدر كل أشكال الحياة على الأرض. النباتات والحيوانات والأسماك والطيور ، وبالطبع ملك الطبيعة - الإنسان - لا يستطيع أحد أن يعيش بدون ماء. يحتاجه بعض سكان كوكب الأرض قليلاً ، والبعض الآخر لا يستطيع العيش بدونه حتى لمدة ساعة. لا ينتمي الإنسان إلى الأحياء المائية ، ويستهلك الماء بداخله فقط لضمان الحياة الطبيعية ويستخدمه للنظافة والمتعة. ولكنه يرتبط أيضًا ارتباطًا مباشرًا بعنصر الماء. 60٪ من جسم الإنسان ماء. لذلك ، تأخذ الأنسجة الدهنية 20٪ من كتلة الماء ، والعظام بحاجة إلى 25٪ ، و 70٪ أخرى تذهب إلى الكبد ، وتتطلب عضلات الهيكل العظمي 75٪ لنفسها ، ويحتاج الدم 80٪ من الماء ، ويحتاج الدماغ 85٪.

تعيش الكائنات الحية في بيئة متغيرة باستمرار ، ولعملها الطبيعي ، فإن الثبات مكون مهم. البيئة الداخليةالكائن الحي نفسه. يتم الحفاظ على هذه البيئة عن طريق بلازما الدم وسوائل الأنسجة واللمف. ومعظمها يتكون من الماء والبروتينات والأملاح المعدنية. على الرغم من حقيقة أن الماء والأملاح المعدنية ليست مغذيات ومصادر طاقة ، فإن عمليات التمثيل الغذائي مستحيلة في غياب الماء. الماء مذيب ممتاز. تحدث عمليات الأكسدة والاختزال وتفاعلات التبادل الأخرى في وسط سائل. ينقل الماء بعض الغازات ، وينقلها في حالة مذابة وفي شكل أملاح. نظرًا لكونه يحتوي على عصارات الجهاز الهضمي ، فإن الماء يساعد على إزالة منتجات التمثيل الغذائي من الجسم ، ومن بينها المواد السامة. يشارك الماء في التنظيم الحراري.

أهمية الماء للإنسان

كم عدد الأشخاص الذين يمكنهم العيش بدون مياه الشرب؟ يقول الخبراء أنه لا يزيد عن 7-10 أيام. هذه الفترة أقل بكثير من نفس الخبراء المعينين لشخص ترك بدون طعام. لذلك الماء أكثر أهمية!

يخرج الماء من جسم الإنسان من خلال الكلى مع البول. وبالتالي ، يتم فقد حوالي 1700 مل. يفقد الشخص حوالي 500 مل من خلال الجلد. الزفير من خلال الرئتين ، يفقد الشخص 300 مل من الماء.

توازن الماء

النسبة بين تناول الماء وإزالته من الجسم هي توازن الماء. التوازن المائي مهم جدًا لسير العمل الطبيعي لجميع أجهزة الجسم. في الحالات التي تكون فيها كمية الماء المشروب أقل مما يفرزه الشخص ، هناك خطر الإصابة باضطرابات مختلفة. بعد كل شيء ، الماء جزء من الأنسجة ، حيث يوجد محلول ملحي في الجسم ، فهو مكونه الهيكلي ويوفر رابطًا بين استقلاب الماء والمواد المعدنية.

المعنى المعادنلجسم الإنسان

المعادن جزء لا يتجزأ من الهيكل العظمي. توجد في بنية البروتينات والهرمونات والإنزيمات. يبلغ الرقم الإجمالي لجميع المعادن في جسم الإنسان حوالي 4-5٪ من الكتلة. تدخل معظم المعادن الجسم بالطعام والماء. ومع ذلك ، فإن محتوى المعادن في الطعام والماء لا يكفي دائمًا لعمل الجسم بشكل طبيعي. يقوم جميع الناس تقريبًا بتتبيل طعامهم ملح الطعاموالتي تتطلب حوالي 10-12 جرامًا في اليوم. إذا كان هناك نقص مزمن في المعادن في الجسم ، فيمكن أن يصاب الشخص بمرض خطير.

الأداء الصحيح للمركز الجهاز العصبيوالقلب والأعضاء الداخلية الأخرى تحدث فقط في حالة وجود محتوى معين من الأيونات المعدنية. بفضلهم ، يتم الحفاظ على ثبات الضغط الاسموزي ورد فعل الدم والأنسجة السائلة. تشارك أيونات المواد المعدنية في عمليات الإفراز والامتصاص والإفراز وغيرها من العمليات.