Вода

Определение "Вода" в Большой Советской Энциклопедии

Кристаллическая структура льда

Вода, окись водорода, H₂0, простейшее устойчивое в обычных условиях химическое соединение водорода с кислородом (11,19% водорода и 88,81% кислорода по массе), молекулярная масса 18,0160; бесцветная жидкость без запаха и вкуса (в толстых слоях имеет голубоватый цвет), Вода принадлежит важнейшая роль в геологической истории Земли и возникновении жизни, в формировании физической и химической среды, климата и погоды на нашей планете. Без Вода невозможно существование живых организмов. Вода - обязательный компонент практически всех технологических процессов - как сельскохозяйственного, так и промышленного производства.

Структура молекулы воды

Вода в природе. Вода широко распространена в природе. Гидросфера - водная оболочка Земли, включающая океаны, моря, озёра, водохранилища, реки, подземные Вода, почвенную влагу, составляет около 1,4-1,5 млрд. км³, причём на долю Вода суши приходится всего около 90 млн. км³. Из них подземные воды составляют 60, ледники 29, озёра 0,75, почвенная влага 0,075, реки 0,0012 млн. км³. В атмосфере Вода находится в виде пара, тумана и облаков, капель дождя и кристаллов снега (всего около 13-15 тыс. км³). Около 10% поверхности суши постоянно занимают ледники. На севере и северо-востоке СССР, на Аляске и Севере Канады - общей площадью около 16 млн. км² всегда сохраняется подпочвенный слой льда (всего около 0,5 млн. км³. В земной коре - литосфере содержится, по разным оценкам, от 1 до 1,3 млрд. км³ Вода, что близко к содержанию её в гидросфере. В земной коре значительные количества Вода находятся в связанном состоянии, входя в состав некоторых минералов и горных пород (гипс, гидратированные формы кремнезёма, гидросиликаты и др.). Огромные количества Вода (13-15 млрд. км³) сосредоточены в более глубоких недрах мантии Земли. Выход Вода, выделявшейся из мантии в процессе разогревания Земли на ранних стадиях её формирования, и дал, по современным воззрениям, начало гидросфере. Ежегодное поступление Вода из мантии и магматических очагов составляет около 1 км³. Имеются данные о том, что Вода, хотя бы частично, имеет «космическое» происхождение: протоны, пришедшие в верхнюю атмосферу от Солнца, захватив электроны, превращаются в атомы водорода, которые, соединяясь с атомами кислорода, дают H₂O. Вода входит в состав всех живых организмов, причём в целом в них содержится лишь вдвое меньше Вода, чем во всех реках Земли. В живых организмах количество Вода, за исключением семян и спор, колеблется между 60 и 99,7% по массе. По словам французского биолога Э. Дюбуа-Реймона, живой организм есть l"eau animée (одушевлённая вода). Все воды Земли постоянно взаимодействуют между собой, а также с атмосферой, литосферой и биосферой (см. Влагооборот, Водный баланс)/

Вода в природных условиях всегда содержит растворённые соли, газы и органические вещества. Их количественный состав меняется в зависимости от происхождения Вода и окружающих условий. При концентрации солей до 1 г/кг Вода считают пресной, до 25 г/кг  - солоноватой, свыше - солёной.

Наименее минерализованными Вода являются атмосферные осадки (в среднем около 10-20 мг/кг), затем пресные озёра и реки (50-1000 мг/кг). Солёность океана колеблется около 35 г/кг; моря имеют меньшую минерализацию (Чёрное 17-22 г/кг; Балтийское 8-16 г/кг; Каспийское 11-13 г/кг). Минерализация подземных Вода вблизи поверхности в условиях избыточного увлажнения составляет до 1 г/кг, в засушливых условиях до 100 г/кг, в глубинных артезианских Вода минерализация колеблется в широких пределах. Максимальные концентрации солей наблюдаются в соляных озёрах (до 300 г/кг) и глубокозалегающих подземных Вода (до 600 г/кг).

В пресных Вода обычно преобладают ионы HCO₃^-, Са²⁺ и Mg²⁺. По мере увеличения общей минерализации растет концентрация ионов SO₄^2-, Cl^-, Na⁺ и К⁺. В высо-коминерализованных Вода преобладают ионы Cl^- и Na⁺, реже Mg²⁺ и очень редко Ca²⁺. Прочие элементы содержатся в очень малых количествах, хотя почти все естественные элементы периодической системы найдены в природных Вода

Из растворённых газов в природных Вода присутствуют азот, кислород, двуокись углерода, благородные газы, редко сероводород и углеводороды. Концентрация органических веществ невелика - в среднем в реках около 20 мг/л, в подземных Вода ещё меньше, в океане около 4 мг/л. Исключение составляют Вода болотные и нефтяных месторождений и Вода, загрязнённые промышленными и бытовыми стоками, где количество их бывает выше. Качественный состав органических веществ чрезвычайно разнообразен и включает различные продукты жизнедеятельности организмов, населяющих Вода, и соединения, образующиеся при распаде их остатков.

Первоисточниками солей природных Вода являются вещества, образующиеся при химическом выветривании изверженных пород (Ca²⁺, Mg²⁺, Na⁺, К⁺ и др.), и вещества, выделявшиеся на протяжении всей истории Земли из её недр (CO₂, SO₂, HCI, NH₃ и др.). От разнообразия состава этих веществ и условий, в которых происходило их взаимодействие с Вода, зависит состав Вода Громадное значение для состава Вода имеет и воздействие живых организмов (см. также Гидрохимия).

  Изотопный состав Вода В связи с существованием двух стабильных изотопов у водорода (¹H и ²H, обычно обозначаемые Н и D) и трёх у кислорода (¹⁶O,¹⁷O и ¹⁸O) известно 9 изотопных разновидностей Вода, которые находятся в природной Вода в среднем в следующих соотношениях (в молярных %): 99,73 H₂¹⁶O; 0,04 H₂¹⁷O; 0,20 H₂¹⁸O, 0,03 HD^’16O, а также 10^-5-10^-15%(суммарно) HD¹⁷O, HD¹⁸O, D₂¹⁶O, D₂¹⁷O, D₂¹⁸O. Особый интерес представляет тяжёлая вода D₂O, содержащая дейтерий. В Вода Земли находится всего13-20 кг «сверхтяжёлой» Вода. содержащей радиоактивный изотоп водорода - тритий (³H, или Т).

Историческая справка. Благодаря широкой распространённости Вода и её роли в жизни людей, она издавна считалась первоисточником жизни. Представление философов античности о Вода как о начале всех вещей нашло отражение в учении Аристотеля (4 в. до н. э.) о четырёх стихиях (огне, воздухе, земле и Вода), причём Вода считалась носителем холода и влажности. Вплоть до конца 18 в. в науке существовало представление о Вода как об индивидуальном химическом элементе. В 1781-82 английский учёный Г. Кавендиш впервые синтезировал Вода, взрывая электрической искрой смесь водорода и кислорода, а в 1783 французский учёный А. Лавуазье, повторив эти опыты, впервые сделал правильный вывод, что Вода есть соединение водорода и кислорода. В 1785 Лавуазье совместно с французским учёным Ж. Менье определил количественный состав Вода В 1800 английские учёные У. Николсон и А. Карлейль разложили Вода на элементы электрическим током. Таким образом, анализ и синтез Вода показали сложность её состава и позволили установить для неё формулу H₂O. Изучение физических свойств Вода началось ещё до установления её состава в тесной связи с другими научно-техническими проблемами. В 1612 итальянский учёный Г. Галилей обратил внимание на меньшую плотность льда сравнительно с жидкой Вода как на причину плавучести льда. В 1665 голландский учёный Х. Гюйгенс предложил принять температуру кипения и температуру плавления Вода за опорные точки шкалы термометра. В 1772 французский физик Делюк нашёл, что максимум плотности Вода лежит при 4°С; при установлении в конце 18 в. метрической системы мер и весов это наблюдение было использовано для определения единицы массы - килограмма. В связи с изобретением паровой машины французские учёные Д. Араго и П. Дюлонг (1830) изучили зависимость давления насыщенного пара Вода от температуры. В 1891-97 Д. И. Менделеев дал формулы зависимости плотности Вода от температуры. В 1910 американский учёный П. Бриджмен и немецкий учёный Г. Тамман обнаружили у льда при высоком давлении несколько полиморфных модификаций. В 1932 американские учёные Э. Уошберн и Г. Юри открыли тяжёлую Вода Развитие физических методов исследования позволило существенно продвинуться в изучении структуры молекул Вода, а также строения кристаллов льда. В последние десятилетия особое внимание учёных привлекает структура жидкой Вода и водных растворов.

Физические свойства и строение Вода Важнейшие физические константы Вода приведены в табл. 1. О давлении насыщенного пара Вода при разных температурах см. в ст. Пар водяной. О полиморфных модификациях Вода в твёрдом состоянии см. в ст. Лёд. Тройная точка для Вода, где находятся в равновесии жидкая Вода, лёд и пар, лежит при температуре +0,01°С и давлении 6,03·10^-3 атм.

Многие физические свойства Вода обнаруживают существенные аномалии. Как известно, свойства однотипных химических соединений у элементов, находящихся в одной и той же группе периодической системы Менделеева, изменяются закономерно. В ряду водородных соединений элементов VI группы (H₂Te, H₂Se, H₂S, H₂O) температуры плавления и кипения закономерно уменьшаются лишь у первых трёх; для Вода эти температуры аномально высоки. Плотность Вода в интервале 100-4°С нормально возрастает, как и у огромного большинства других жидкостей. Однако, достигнув максимального значения 1,0000 г/см³ при +3,98°С, при дальнейшем охлаждении уменьшается, а при замерзании скачкообразно падает, тогда как почти у всех остальных веществ кристаллизация сопровождается увеличением плотности. Вода способна к значительному переохлаждению, т. е. может оставаться в жидком состоянии ниже температуры плавления (даже при -30°С). Удельная теплоёмкость, удельная теплота плавления и кипения Вода аномально высоки по сравнению с другими веществами, причём удельная теплоёмкость Вода минимальна при 40°С. Вязкость Вода с ростом давления уменьшается, а не повышается, как следовало бы ожидать по аналогии с другими жидкостями. Сжимаемость Вода крайне невелика, причём с ростом температуры уменьшается.

  Табл. 1. - Физические свойства воды<

Свойство	Значение
Плотность, г/см3
лёд  . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,9168 (0°С)
жидкость  . . . . . . . . . . . .	0,99987 (0°С) 1,0000 (3,98°С) 0,99823 (20°С)
пар насыщенный  . . . . . .	0,5977 кг/м3 (100°С)
Темп-ра плавления  . . . . .	0°С
Темп-ра кипения  . . . . . . .	100°С
Критич. темп-ра  . . . . . . . .	374,15°С
Критич. давление  . . . . . . .	218,53 кгс/см2
Критич. плотность  . . . . . .	0,325 г/см3
Теплота плавления  . . . . . .	79,7 кал/г
Теплота испарения  . . . . . .	539 кал/г (100°С)
Уд. теплопровод- ность, кал/(см·сек·град)
лёд  . . . . . . . . . . . . . . . . . .	5,6·10-3 (0°С)
жидкость  . . . . . . . . . . . .	1,43·10-3 (0°С) 1,54·10-3 (45°С)
пар насыщенный  . . . . . .	5,51·10-5 (100°С)
Уд. электропровод- ность, ом--1·см-1
лёд  . . . . . . . . . . . . . . . . . .	0,4·10-8 (0°С)
жидкость  . . . . . . . . . . . .	1,47·10-8 (0°С) 4,41·10-8 (18°С) 18,9·10-8 (50°С)
Уд. теплоёмкость кал/(г·град)
жидкость  . . . . . . . . . . . .	1,00 (15°С)
пар насыщенный  . . . . . .	0,487 (100°С)
Диэлектрическая про- ницаемость
лёд  . . . . . . . . . . . . . . . . . .	74,6 (°С)
жидкость  . . . . . . . . . . . .	81,0 (20°С)
пар насыщенный	1,007 (145°С)
Вязкость, спз
жидкость  . . . . . . . . . . . .	1,7921 (0°С) 0,284 (100°С)
Поверхностное натя- жение жидкой во- ды на границе с воздухом, дин/см	74,64 (0°С) 62,61 (80°С)
Показатель прелом- ления (D - линия   натрия)  . . . . . . . . . . . . . .	1,33299 (20°С)
Скорость звука в во-   де  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	1,496 м/сек (25°С)

  Примечание: 1 кал/(см·сек·град) = 418,68 вт/(м·К); 1 ом^-–1·см^-–1 = 100 сим/м;
1 кал/(г·град) =.4,186 кдж (кг·К); 1 спз = 10^-3н·сек/м²; 1 дин/см = 10^–3н/м.

Аномалии физических свойств Вода связаны со структурой её молекулы и особенностями межмолекулярных взаимодействий в жидкой Вода и льде. Три ядра в молекуле Вода образуют равнобедренный треугольник с протонами в основании и кислородом в вершине (рис. 1, а). Распределение электронной плотности в молекуле Вода таково (рис. 1, б, в), что создаются 4 полюса зарядов: 2 положительных, связанных с атомами водорода, и 2 отрицательных, связанных с электронными облаками необобществлённых пар электронов атома кислорода. Указанные 4 полюса зарядов располагаются в вершинах тетраэдра (рис. 1, г). Благодаря этой полярности Вода имеет высокий дипольный момент (1,86 D), а четыре полюса зарядов позволяют каждой молекуле Вода образовать четыре водородные связи с соседними (такими же) молекулами (например, в кристаллах льда).

Кристаллическая структура обычного льда гексагональная (рис. 2), она «рыхлая», в ней много «пустот». (При плотной «упаковке» молекул Вода в кристаллах льда его плотность составляла бы около 1,6 г/см³.) В жидкой Вода присущая льду связь каждой молекулы H₂O с четырьмя соседними («ближний порядок») в значительной степени сохраняется; однако «рыхлость» структуры при плавлении льда уменьшается, молекулы «дальнего порядка» попадают в «пустоты», что ведёт к росту плотности Вода При дальнейшем нагревании Вода возрастает тепловое движение молекул, расстояние между ними увеличивается, т. е. происходит расширение Вода, которое начиная с +3,98°С уже преобладает, и поэтому далее с ростом температуры плотность Вода уменьшается. Водородные связи примерно в 10 раз прочнее, чем связи, обусловленные межмолекулярными взаимодействиями, характерными для большинства других жидкостей; поэтому для плавления, испарения, нагревания Вода необходима гораздо большая энергия, чем в случае других жидкостей, что объясняет отмеченные аномально высокие значения теплот плавления и испарения и удельной теплоёмкости. С повышением температуры водородные связи разрываются, однако определённое их число сохраняется даже при 100°С. Растворённая в органических растворителях Вода состоит из образовавшихся за счёт водородных связей ассоциатов (H₂O)₂.

Вода как растворитель. Вода - наиболее универсальный растворитель. Газы достаточно хорошо растворяются в Вода, если способны вступать с ней в химическое взаимодействие (аммиак, сероводород, сернистый газ, двуокись углерода). Прочие газы мало растворимы в Вода При понижении давления и повышении температуры растворимость газов в Вода уменьшается. Многие газы при низких температурах и повышенном давлении не только растворяются в Вода, но и образуют кристаллогидраты (аргон, криптон, ксенон, хлор, сероводород, углеводороды и др.). В частности, пропан при 10°С и 0,3 мн/м² (3 кгс/см²) даёт кристаллогидрат C₃H₈·1₇H₂O. При уменьшении давления такие гидраты распадаются. Кристаллогидраты многих газообразных веществ, образующиеся при низких температурах, содержат Вода в «пустотах» своих кристаллов (так называемые клатраты, см. Соединения включения).
Вода - слабый электролит, диссоциирующий по уравнению:

причём количественной характеристикой электролитической диссоциации Вода служит ионное произведение Вода: К_в = [Н⁺] [ОН^-], где [Н⁺] и [ОН^-] - концентрация соответствующих ионов в г-ион/л; Кв составляет 10^-14 (22°С) и 72·10^-14 (100°С), что соответствует усилению диссоциации Вода с ростом температуры (см. также Водородный показатель).

Будучи электролитом, Вода растворяет многие кислоты, основания, минеральные соли. Такие растворы проводят электрический ток благодаря диссоциации растворённых веществ с образованием гидратированных ионов (см. Гидратация). Многие вещества при растворении в Вода вступают с ней в реакцию обменного разложения, называемую гидролизом. Из органических веществ в Вода растворяются те, которые содержат полярные группы (-ОН, -NH₂, - СООН и др.) и имеют не слишком большую молекулярную массу. Сама Вода хорошо растворима (или смешивается во всех отношениях) лишь в ограниченном числе органических растворителей. Однако в виде ничтожной примеси к органическим веществам Вода присутствует практически всегда и способна резко изменять физические константы последних.

Вода любого природного водоёма содержит в растворённом состоянии различные вещества, преимущественно соли (см., например, Жёсткость воды). Благодаря высокой растворяющей способности Вода, получить её в чистом виде весьма трудно. Обычно мерой чистоты Вода служит её электропроводность. Дистиллированная Вода, полученная перегонкой обычной Вода, и даже повторно перегнанный дистиллят имеют электропроводность примерно в 100 раз более высокую, чем у абсолютно чистой Вода Наиболее чистую Вода получают синтезом из тщательно очищенного кислорода и водорода в спец. аппаратуре.

В последние годы появились многочисленные сообщения о существенном изменении свойств технической и дистиллированной Вода после её протекания с определённой скоростью в магнитных полях оптимальной (весьма невысокой) напряжённости. Эти изменения носят временный характер и через 10-25 часов постепенно и самопроизвольно исчезают. Отмечается, что после такой «магнитной обработки» ускоряются процессы кристаллизации растворённых в Вода веществ, адсорбции, изменяется смачивающая способность Вода и др. Хотя теоретическое объяснение этих явлений пока отсутствует, они уже находят широкое практическое применение - для предотвращения образования накипи в паровых котлах, для улучшения процессов флотации, очистки Вода от взвесей и др.

Образование и диссоциация Вода Образование Вода при взаимодействии водорода с кислородом сопровождается выделением теплоты 286 кдж/моль (58,3 ккал/моль) при 25°С (для жидкой Вода). Реакция 2H₂ + O₂ = 2H₂O до температуры 300°С идёт крайне медленно, при 550°С - со взрывом. Присутствие катализатора (например, платины) позволяет реакции идти при обычной температуре. Спокойное горение водорода в кислороде, как и взрывное взаимодействие, - это цепные реакции, идущие с участием радикалов свободных.

Химические свойства Вода В обычных условиях Вода - достаточно устойчивое соединение. Распад молекул H₂O (термическая диссоциация) становится заметным лишь выше 1500°С. Разложение Вода происходит также под действием ультрафиолетового (фотодиссоциация) или радиоактивного излучения (радиолиз). В последнем случае, кроме H₂ и O₂, образуется также перекись водорода и ряд свободных радикалов. Характерным химическим свойством Вода является способность её вступать в реакции присоединения, а также гидролитические разложения взаимодействующих веществ. Восстановители действуют на Вода преимущественно при высокой температуре. Только наиболее активные из них, как щелочные и щелочноземельные металлы, реагируют с Вода уже при комнатной температуре с выделением водорода и образованием гидроокисей: 2Na + 2H₂O = 2NaOH + Н₂; Ca + 2H₂O = Ca (OH)₂ + H₂. Магний и цинк взаимодействуют с Вода при кипячении, алюминий - после удаления с его поверхности окисной плёнки. Менее активные металлы вступают в реакцию с Вода при красном калении: 3Fe + 4H₂O = Fe₃O₄ + 4H₂. Медленное взаимодействие многих металлов и их сплавов с Вода происходит при обычной температуре. Используя Вода, содержащую изотоп кислорода ¹⁸O, удалось показать, что при коррозии железа во влажной атмосфере «ржавчина» получает кислород именно из Вода, а не из воздуха (см. Коррозия металлов). Благородные металлы - золото, серебро, платина, палладий, рутений, родий, а также ртуть с Вода не взаимодействуют.

Атомарный кислород превращает Вода в перекись водорода: H₂O + O = H₂O₂. Фтор уже при обычной температуре разлагает Вода: F₂ + H₂O 2HF + О. Одновременно образуются также H₂O₂, озон, окись фтора F₂O и молекулярный кислород O₂. Хлор при комнатной температуре даёт с Вода хлористоводородную и хлорноватистую кислоты: Cl₂ + H₂O = HCl + HClO. Бром и иод в этих условиях реагируют с Вода аналогичным образом. При высоких температурах (100°С для хлора, 550°С для брома) взаимодействие идёт с выделением кислорода: 2Cl₂ + 2H₂O = 4HCl + O₂. Фосфор восстанавливает Вода и образует метафосфорную кислоту (только в присутствии катализатора под давлением при высокой температуре): 2P + 6H₂O = 2HPO₃ + 5H₂. С азотом и водородом Вода не взаимодействует, а с углеродом при высокой температуре даёт водяной газ: С + H₂O = CO + H₂. Эта реакция может служить для промышленного получения водорода, как и конверсия метана: CH₄ + H₂O = CO + 3H₂ (1200-1400°С). Вода взаимодействует со многими основными и кислотными окислами, образуя соответственно основания и кислоты. Присоединение Вода к молекулам непредельных углеводородов лежит в основе промышленного способа получения спиртов, альдегидов, кетонов (см. также Гидратация). Вода участвует во многих химических процессах как катализатор. Так, взаимодействие щелочных металлов или водорода с галогенами, многие окислительные реакции не идут в отсутствие хотя бы ничтожных количеств Вода

Вода, химически связанную с веществом, в которое она входит (неразличимую в виде «готовых» молекул H₂O), называют конституционной; молекулы H₂O образуются лишь в момент разложения вещества, например при сильном нагревании: Ca (OH)₂ = CaO + H₂O. Вода, входящая в состав ряда кристаллических веществ (например, алюминиевых квасцов K₂SO₄·Al₂ (SO₄)₃·2₄H₂O) и различимая в этих кристаллах рентгенографически, называется кристаллизационной или кристаллогидратной. Вода, поглощённую твёрдыми веществами, имеющими большое число пор и развитую поверхность (например, активным углём), называют адсорбционной. Свободную Вода, заполняющую тонкие канальцы (например, в почве), называют гигроскопической (капиллярной) Вода Различают также структурно-свободную Вода, располагающуюся в пустотах некоторых структур, например в минералах. Качественно можно обнаружить Вода в виде конденсата, образующегося при нагревании исследуемого образца; проводя нагревание при непрерывном взвешивании, получают количественные результаты (термогравиметрический анализ). В органических растворителях Вода можно обнаружить по окрашиванию бесцветной сернокислой меди CuSO₄, образующей с Вода синий кристаллогидрат CuSO₄·5H₂O. Отделить и количественно определить Вода часто удаётся азеотропной отгонкой её с бензолом, толуолом или другой жидкостью в виде азеотропной смеси, после расслоения которой при охлаждении измеряют объём отделившейся Вода

Применение Вода в промышленности. Невозможно указать другое вещество, которое бы находило столь разнообразное и широкое применение, как Вода Вода - химический реагент, участвующий в производстве кислорода, водорода, щелочей, азотной кислоты, спиртов, альдегидов, гашёной извести и многих других важнейших химических продуктов. Вода - необходимый компонент при схватывании и твердении вяжущих материалов - цемента, гипса, извести и т.п. Как технологический компонент для варки, растворения, разбавления, выщелачивания, кристаллизации Вода применяется в многочисленных производственных процессах. В технике Вода служит энергоносителем (см. Гидроэнергетика), теплоносителем (паровое отопление, водяное охлаждение), рабочим телом в паровых машинах (см. Пар водяной), используется для передачи давления (в частности, в гидравлических передачах и прессах, а также при нефтедобыче) или для передачи мощности (см. Гидропривод машин). Вода, подаваемая под значительным давлением через сопло, размывает грунт или породу (см. Гидромеханизация).

  Требования, предъявляемые к Вода в промышленности, весьма разнообразны. Вода особой чистоты необходима для развития новейших отраслей промышленности (производство полупроводников, люминофоров, атомная техника и др.). Поэтому особое внимание уделяется в настоящее время вопросам водоподготовки и водоочистки. По некоторым оценкам, общий объём ежегодно перерабатываемых материалов (руды, уголь, нефть, минералы и т.д.) составляет во всём мире около 4 млрд. м³ (4 км³); в то же время потребление свежей Вода (т. е. Вода из источников водоснабжения) только промышленностью СССР составило в 1965 37 млрд. м³. Стремительный рост потребления Вода ставит перед человечеством новую важную проблему - борьбы с истощением и загрязнением водных ресурсов планеты (см. Водные ресурсы).

Лит.: Вернадский Вода И., История природных вод, Избр. соч., т. 4, М., 1960; Горизонты биохимии, пер. с англ., М., 1964; Некрасов Б. Вода, Основы общей химии, т. 1, М., 1965; Фюрон Р., Проблемы воды на земном шаре, пер. с франц., М., 1966; Круговорот воды, М., 1966; Паундер Э., Физика льда, пер. с англ., М., 1967; Виноградов А. П., Введение в геохимию океана, М., 1967; Самойлов О. Я., Структура водных растворов электролитов и гидратация ионов, М., 1957; Изотопный анализ воды, 2 изд., М., 1957; Термодинамика и строение растворов, М., 1959; Краткая химическая энциклопедия, т. 1, М., 1961, с. 605-14.
  Вода Л. Василевский.

Вода в организме - основная среда (внутриклеточная и внеклеточная), в которой протекает обмен веществ у всех растений, животных и микроорганизмов, а также субстрат ряда химических ферментативных реакций. В процессе фотосинтеза Вода вместе с углекислым газом вовлекается в образование органических веществ и, таким образом, служит материалом для создания живой материи на Земле.

Табл. 2. - Содержание воды в различных организмах, их органах и тканях<

Организмы, органы, ткани	Содержание воды, %
Растения (наземные)
верхушка растущего побега	91-93
листья  . . . . . . . . . . . . . . . . .	75-86
Семена злаков  . . . . . . . . . . .	12-14
Водоросли  . . . . . . . . . . . . . . .	90-98
Мхи, лишайники  . . . . . . . . . .	5-7
Медузы  . . . . . . . . . . . . . . . . .	95–98
Дождевые черви  . . . . . . . . . .	84
Насекомые
взрослые  . . . . . . . . . . . . . . .	45-65
личинки  . . . . . . . . . . . . . . . .	58-90
Рыбы  . . . . . . . . . . . . . . . . . . .	70
Млекопитающие (в т. ч.   человек)  . . . . . . . . . . . . . . . .	63-68
скелет  . . . . . . . . . . . . . . . . .	20-40
мышцы  . . . . . . . . . . . . . . . . .	75
печень  . . . . . . . . . . . . . . . . .	75
Мозг человека  . . . . . . . . . . . .
серое вещество  . . . . . . . . . .	84
белое вещество  . . . . . . . . . .	72

  Вода обеспечивает тургор тканей, перенос питательных веществ и продуктов обмена (кровь, лимфа, сок растений), физическую терморегуляцию (см. Транспирация, Потоотделение) и другие процессы жизнедеятельности. Жизнь, вероятно, возникла в водной среде. В ходе эволюции различные водные животные и водные растения вышли на сушу и приспособились к наземному образу жизни; тем не менее и для них Вода - важнейший компонент внешней среды. Жизнь без Вода невозможна. При недостатке Вода жизнедеятельность организмов нарушается. Лишь покоящиеся формы жизни - споры, семена - хорошо переносят длительное обезвоживание. Растения при отсутствии Вода увядают и могут погибнуть, но чувствительность различных растений к недостатку Вода неодинакова (см. Засухоустойчивость, Ксерофиты, Мезофиты). Животные, если лишить их Вода, быстро погибают: упитанная собака может прожить без пищи до 100 дней, а без Вода - менее 10. Содержание Вода в организмах велико (см. табл. 2).

В жидкостях организма - межклеточных пространствах, лимфе, крови, пищеварительных соках, соке растений и др. - содержится свободная Вода В тканях животных и растений Вода находится в связанном состоянии - она не вытекает при рассечении органа. Вода способна вызывать набухание коллоидов, связываться с белком и другими органическими соединениями, а также с ионами, входящими в состав клеток и тканей (гидратационная Вода). Молекулы Вода, находящиеся внутри клеток, но не входящие в состав гидратационных оболочек ионов и молекул, представляют иммобильную Вода, легче гидратационной вовлекаемую в общий круговорот Вода в организме (см. Водно-солевой обмен, Всасывание, Выделение).

Лит.: Зюков А. М., Обмен воды в организме. Физиология и патология, Хар., [1929]; Данилов Н. Вода, Физиологические основы питьевого режима, М., 1956; Кравчинский Б. Д., Физиология водно-солевого обмена жидкостей тела, Л., 1963.
  Вода Вода Парин.

  Гигиеническое значение Вода Вода входит в состав всех жидкостей и тканей человеческого тела, составляя около 65% всей его массы. Потеря Вода опаснее для организма, чем голодание: без пищи человек может прожить больше месяца, без Вода - всего лишь несколько дней. В Вода растворяются важные для жизнедеятельности организма органические и неорганические вещества; она способствует электролитической диссоциации содержащихся в ней солей, кислот и щелочей, выполняет роль катализатора разнообразных процессов обмена веществ в организме.

Физиологическая потребность человека в Вода, которая вводится в организм с питьём и с пищей, в зависимости от климатических условий составляет 3-6 л в сутки. Значительно большее количество Вода необходимо для санитарных и хозяйственно-бытовых нужд.

Лишь при достаточном уровне водопотребления, которое обеспечивается централизованными системами водоснабжения, оказывается возможным удаление отбросов и нечистот при помощи сплавной канализации. Уровень водопотребления (в л на 1 жителя в сутки) в известной мере определяет и уровень санитарной. культуры в населённых местах (см. табл. 3).

Табл. 3. - Нормативы хозяйственно-питьевого водопотребления

Степень благоустройства районов жилой застройки	Водопотребле- ние на 1 жит, л/сут (сре- днесуточное, за год)
Здания с водопользованием   из водоразборных колонок   (без канализации)	30-50
Здания с внутренним водо- проводом и канализацией   без ванн)	125-150
Здания с водопроводом, ка-   нализацией, ваннами и во-   донагревателями, работаю-   щими на твёрдом топливе	150-180
То же с газовыми нагрева-   телями	180-230
Здания с водопроводом, ка-   нализацией и системой   централизованного горя-   чего водоснабжения	275-400

  Для предупреждения опасности прямого или косвенного отрицательного влияния Вода на здоровье и санитарные условия жизни населения большое значение имеют научно-обоснованные гигиенические нормативы предельно допустимого содержания в Вода химических веществ. Эти нормативы являются основой государственных стандартов качества питьевой Вода (ГОСТ - 2874) и обязательны при проектировании и эксплуатации хозяйственно-питьевых (коммунальных) водопроводов. В интересах здравоохранения в 60-х гг. 20 в. во всех социалистических странах, в США, Франции были пересмотрены стандарты качества питьевой Вода Международные стандарты питьевой Вода были опубликованы Всемирной организацией здравоохранения (ВОЗ) в 1963; в 1968 закончена разработка проекта нового стандарта качества питьевой Вода в СССР.

Потребление Вода населением должно быть безопасно в эпидемиологическом отношении; Вода не должна содержать болезнетворных бактерий и вирусов. Водный путь распространения характерен для возбудителей холеры, брюшного тифа, паратифов и лептоспирозов, в известной мере также для возбудителей дизентерии, туляремии, эпидемического гепатита, бруцеллёза. С Вода в организм человека могут попадать цисты дизентерийной амёбы, яйца аскарид и др. Эпидемиологическая безопасность Вода обеспечивается очисткой сточных вод и их обеззараживанием, мерами санитарной охраны водоёмов, очисткой и обеззараживанием водопроводной Вода

Показателями безопасности Вода в эпидемиологическом отношении являются: 1) общее количество бактерий (выращиваемых на питательной среде - агаре при t 37°С) - не более 100 в 1 мл; 2) количество кишечных палочек (выращиваемых на плотной питательной среде с концентрацией на мембранных фильтрах) - не более 3 в 1 л. При использовании жидких сред накопления титр кишечной палочки должен быть не менее 300. По проекту ГОСТа (1968) к бактериям группы кишечной палочки относятся грамотрицательные неспороносные палочки, факультативные анаэробы, способные сбраживать глюкозу с образованием кислоты и газа при t 35-37°С в течение 24 часов.

Природный состав Вода издавна привлекал к себе внимание как возможная причина массовых заболеваний неинфекционной природы. Содержание в Вода хлоридов, сульфатов и продуктов разложения органических веществ (аммиак, нитриты и нитраты) рассматривалось лишь как косвенный показатель опасного для здоровья населения загрязнения Вода бытовыми стоками. Благодаря применению новых методов исследования были обнаружены районы с недостатком или избытком в Вода тех или иных микроэлементов. В этих районах наблюдаются своеобразные изменения флоры и фауны. В связи с недостаточным или избыточным поступлением в организм микроэлементов с Вода и с пищей, среди населения отмечаются характерные заболевания. Так, развитие эндемического флюороза вызывается недостаточным содержанием фтора в питьевой Вода, причём выявлена прямая связь между концентрацией фтора в Вода и частотой и тяжестью поражения зубов. Фтор питьевой Вода оказывает также влияние на фосфорно-кальциевый обмен и на процесс кальцификации костей. Для фтора питьевой Вода характерен малый диапазон концентраций от токсических до физиологически полезных. В связи с этим установлено, что содержание фтора в питьевой Вода не должно превышать 0,7-1,0 мг/л (до 1,2 при фторировании Вода) в зависимости от климатических условий. Долгое время существовало представление о содержащихся в Вода нитратах как о косвенных показателях бытового загрязнения Вода Однако наличие повышенных концентраций нитратов обнаруживается и в природных подземных Вода и даже в Вода артезианских водоносных горизонтов (Молдавская ССР, Татарская АССР, район Владивостока). Использование в молочных смесях для детского питания Вода, содержащей повышенные концентрации нитратов, вызывает у детей метгемоглобинемию разной тяжести. Водонитратная метгемоглобинемия встречается и у детей старших возрастов, поэтому она приобретает черты эндемического заболевания. (См. табл. 4).

Табл. 4. - Показатели безвредности химических веществ (природных и добавляемых в процессе обработки) в питьевой воде

Наименование ингре- диентов и веществ	Содержание в воде, мг/л, не более
Свинец  . . . . . . . . . . . .	0,1
Мышьяк  . . . . . . . . . . .	0,05
Фтор  . . . . . . . . . . . . . .	0,7-1,5
Берилий  . . . . . . . . . . .	0,0002
Молибден  . . . . . . . . .	0,5
Нитраты (по N)  . . . . .	10,0
Полиакриламид (ПАА)	2,0
Стронций  . . . . . . . . . .	2,0

  Первые водные интоксикации были отмечены во 2-й половине 19 в. в Западной Европе (свинцовые «эпидемии») вследствие применения свинцовых труб в водопроводной технике (применение таких труб в СССР запрещено). Свинец обнаруживается и в Вода подземных источников, в концентрациях, которые не безразличны для организма из-за возможности длительного действия.

Среди химических веществ, обнаруживаемых в питьевых Вода, могут встречаться также вещества, которые в небольших концентрациях изменяют органолептические свойства Вода (запах, вкус, прозрачность и пр.). Наиболее часто органолептические свойства Вода изменяют содержащиеся химические вещества, в природных Вода (соли общей минерализации, железо, марганец, медь, цинк и др.), остаточные количества соединений, используемые как реагенты при обработке Вода, а также промышленные загрязнения водоёмов.
Показатели, обеспечивающие благоприятные органолептические свойства Вода, приведены в табл. 5.

Табл. 5.-Показатели благоприятных органолептических свойств воды при содержании в ней природных или добавляемых в процессе очистки веществ

Наименование ингреди- ентов и веществ	Содержание в воде, мг/л, не более
Мутность по стандарт-   ной шкале  . . . . . . . . . . .	1,5
Железо  . . . . . . . . . . . . . .	0,3
Марганец  . . . . . . . . . . . .	0,5
Медь  . . . . . . . . . . . . . . . .	1,0
Цинк  . . . . . . . . . . . . . . . .	5,0
Хлориды  . . . . . . . . . . . . .	350
Сульфаты  . . . . . . . . . . . .	500
Сухой остаток  . . . . . . . . .	1000
Триполифосфат  . . . . . . .	5,0
Гексаметафосфат  . . . . .	5,0

  В случае применения Вода для обработки серебра остаточная концентрация его не должна быть больше 0,05 мг/л. Для органолептических свойств Вода также существуют нормативы: запах и привкус на уровне 2 баллов, цветность по шкале -20°, жёсткость -7,0 мг/экв и pH в пределах 6,5-9,0. При содержании в Вода одновременно хлоридов, сульфатов, марганца, меди, цинка сумма их концентраций, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества, не должна превышать 1.

  Лит.: Руководство по коммунальной гигиене, т. 2, М., 1962; Вернадский Вода И., Биогеохимические очерки. 1922-1932 гг., М. - Л., 1940; Международные стандарты питьевой воды, 2 изд., пер., М., 1964.
  С. Н. Черкинский.

Рис. 2. Кристаллическая структура льда.

H₂O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H₂O; в - электронная формула молекулы H₂O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H₂O расположены в вершинах тетраэдра." href="/a_pictures/18/10/255091765.jpg">H₂O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H₂O; в - электронная формула молекулы H₂O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H₂O расположены в вершинах тетраэдра."http://hydrogen.atomistry.com/">H₂O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H₂O; в - электронная формула молекулы H₂O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H₂O расположены в вершинах тетраэдра." src="a_pictures/18/10/th_255091765.jpg">
Рис. 1. Структура молекулы воды: а - геометрия молекулы H₂O (в парообразном состоянии); б - электронные орбиты в молекуле H₂O; в - электронная формула молекулы H₂O (видны необобществленные электронные пары); г - четыре полюса зарядов в молекуле H₂O расположены в вершинах тетраэдра.