Вода

Вода
Систематична назва	Вода
Інші назви	Дигідрогену монооксид
Ідентифікатори
Номер CAS	7732-18-5
PubChem	962
Номер EINECS	231-791-2
DrugBank	DB09145
KEGG	D00001 і C00001
Назва MeSH	D01.045.250.875, D01.248.497.158.459.650 і D01.650.550.925
ChEBI	15377
RTECS	ZC0110000
SMILES	O
InChI	InChI=1S/H2O/h1H2
Номер Бельштейна	3587155
Номер Гмеліна	117
Властивості
Молекулярна формула	H2O
Молярна маса	18,01528(33) г/моль
Зовнішній вигляд	прозора безбарвна рідина з блакитним відтінком
Густина	1 г/см³ (при 4 °C)
Тпл	0 °C
Ткип	99,98 °C
Кислотність (pKa)	15,74
Основність (pKb)	15,74
Діелектрична проникність (ε)	80
Структура
Кристалічна структура	Гексагональна
Геометрія	зігнута молекула з кутом 104,45°
Дипольний момент	1,85 Д
Небезпеки
NFPA 704	0 0 0
Пов'язані речовини
Інші катіони	Сірководень Перекис водню
Пов'язані речовини	водяна пара; лід важка вода
Якщо не зазначено інше, дані наведено для речовин у стандартному стані (за 25 °C, 100 кПа)
Інструкція з використання шаблону
Примітки картки

Вода́, Н₂O — хімічна речовина у вигляді прозорої, безбарвної рідини без запаху і смаку (в нормальних умовах). Є основною складовою гідросфери Землі та рідин усіх відомих живих організмів (в яких вона діє як розчинник). Хімічна формула H₂O, вказує на те, що кожна її молекула містить один атом кисню і два атоми водню, з'єднані ковалентними зв'язками, що приєднані до атома кисню під кутом 104,45°. «Вода» — це також назва рідкого стану H₂O за стандартних температури і тиску (в межах Землі).

Загальний опис

Одна з найпоширеніших речовин у природі та основна складова живих організмів. Це найпростіший гідрид оксигену — дигідроген моноксид (H₂O). Безбарвна рідина, у великих кількостях — блакитного кольору (т. пл. 0 °C, т. кип. 100 °C, густина при 0 °C 0,99987 г см⁻³) без запаху та смаку. Максимальна густина при 4 °C — 1,0000 г см⁻³. Вода у твердому стані (лід) має виключно тетраедричне розташування атомів O (залежно від деталей геометрії їх розташування розрізняють три форми льоду). Водневі зв'язки й залишковий порядок зберігаються і в розчині. Утворює гідрати з багатьма солями. До катіонних центрів приєднується вільними електронними парами, до аніонних — через утворення водневих зв'язків. Як нейтральний оксид, слабко дисоціює на [Н₃О]⁺ і [ОН]^– (при 25 °C рК становить 13,997). Реагує з лужними й лужноземельними металами з утворенням гідроксидів та водню. З неметалічними оксидами (наприклад, SO₃, P₂O₅) дає кислоти, з оксидами більшості електропозитивних металів — гідроксиди (наприклад, NaOH). Багато речовин при взаємодії з водою зазнають гідролізу — заміщення електронегативних замісників на гідроксильну групу. Вода здатна приєднуватися до полярних кратних зв'язків (ковалентна гідратація).

У природі існує у трьох агрегатних станах — твердому (лід), рідкому (вода) і газоподібному (водяна пара). Молекула води складається з одного атома кисню і двох атомів водню. Атоми водню розташовані в молекулі таким чином, що напрямки до них утворюють кут 104,45° із вершиною в центрі атома кисню. Таке розташування зумовлює молекулі води дипольний момент у 1,844 дебаї. При заміні атомів водню (протонів) на атоми дейтерію утворюється модифікація, яка називається важкою водою.

Вода — одна із найголовніших речовин, потрібних для органічного життя. Рослини та тварини містять понад 60 % води за масою. На Землі водою покрито 70,9 % поверхні. Вона здійснює у природі постійний колообіг, випаровуючись з поверхні й повертаючись на неї у вигляді атмосферних опадів. Вода має велике значення для економіки: сільського господарства й промисловості. Прісні води, придатні для пиття, становлять лише 2,5 % від загальної кількості води на Землі. Нестача води може стати однією з найгостріших проблем людства в найближчі десятиліття.

Поширення в природі

У Всесвіті

Хімічні елементи, які входять до складу води, водень і кисень належать до найпоширеніших у природі. Утворення води з цих елементів відбувається там, де густина газів достатньо велика і зіткненням між атомами достатньо ймовірне. Вода виявлена в складі міжзоряних газових хмар, що лежать у межах нашої галактики — Чумацького Шляху.

У Сонячній системі

Одним з найважливіших питань, пов'язаних з освоєнням космосу людиною і можливістю виникнення життя на інших планетах, є питання про наявність води за межами Землі в достатній концентрації. Відомо, що деякі комети більше, ніж на 50 % складаються з водяного льоду. Не варто, втім, забувати, що не будь-яке водне середовище придатне для життя — зокрема, акумуляторна батарея містить 25 %-ий розчин сірчаної кислоти у воді (але життя в ньому, очевидно, є малоімовірним, тим більше, його виникнення).

У результаті бомбардування місячного кратера, проведеного 9 жовтня 2009 року НАСА з використанням космічного апарату LCROSS, вперше були отримані достеменні свідчення наявності на супутнику Землі водяного льоду у великих обсягах^[1].

Точно з'ясовано, що вода у замерзлому стані є на поверхні Марса.

Рідка вода, імовірно, є під поверхнею деяких супутників планет, найімовірніше, на Європі, супутнику Юпітера.

На Землі

Краплини води (роса) на павутинці

Вода належить до найпоширеніших речовин на Земній кулі^[2]. Водою вкрито близько 2/3 поверхні земної кулі (океани, моря, озера, річки). Значна її кількість у вигляді льоду і снігу вкриває високі гори й величезні простори Арктики та Антарктиди. Багато води в атмосфері — пара, туман і хмари. Значні кількості води містяться і в земній корі у вигляді підземних вод. У природі вода перебуває не тільки у вільному стані, а і в хімічно зв'язаному.

Вода входить до складу багатьох гірських порід і всіх рослинних і тваринних організмів. На воду припадає близько 60 % маси тварин і до 80 % маси риб. У деяких рослинах вміст води іноді перевищує 90 % їхньої маси.

Більшість запасів води на Землі знаходяться в морях і океанах, прісна вода становить 2,5-3 % від загального об'єму гідросфери^[3].

Вчені припускають, що перші поклади води в мантії Землі з'явилися приблизно 2,7 млрд років тому. Вважається, що воду занесли астероїди на ранній стадії утворення планети близько 4 млрд років тому.^[4]

Фізичні властивості

Див. також Властивості води.

Спрощена просторова модель формування водневих зв'язків між молекулами води

Чиста вода — безбарвна прозора рідина, без запаху і смаку. На землі вода існує в трьох агрегатних станах — твердому, рідкому та газоподібному. За нормального атмосферного тиску при 0°С вона замерзає і перетворюється у лід, а при 100 °С — кипить, перетворюючись у пару. У газоподібному стані вода існує і за нижчої температури, навіть нижче 0 °С. Тому лід і сніг теж поступово випаровуються.

У рідкому стані вода практично не стискається, при замерзанні розширюється на 1/11 від свого об'єму.

Найбільшу густину вода має при +4 °С. Масу 1 см³ чистої води при цій температурі прийняли за одиницю і назвали грамом (сучасне визначення грама основане на точнішому еталоні). На відміну від інших рідин, вода при охолодженні від + 4 до 0 °С розширюється. Тому лід легший від води (на 8 %) і не тоне у ній. Завдяки цьому, а також малій теплопровідності шар льоду захищає глибокі водойми від промерзання до дна, і цим забезпечується у них життя.

Потрійна точка води, тобто умови, за яких одночасно у рівноважному стані можуть співіснувати вода, лід та пара, реалізується при температурі 0,01 °C і тиску 611,73 Па. Значення 0,01 °C точне — на ньому основане визначення одиниці вимірювання температури в Міжнародній системі (SI), кельвіна. Проте відповідно до запропонованих змін у SI, коли значення сталої Больцмана та числа Авогадро буде зафіксовано, температура потрійної точки води буде визначатися з похибкою.

Вода характеризується великою питомою тепломісткістю, що дорівнює за означенням калорії 1 кал/г-град. Завдяки цьому температура океанів і морів змінюється досить повільно, і цим регулюється температура на поверхні земної кори. Цим пояснюється також те, що клімат на островах рівномірніший, ніж на материках.

Фізичні властивості води великою мірою зумовлені тим, що її молекули мають значний дипольний момент (1,844 Дебая). Оскільки атоми кисню є більш електронегативними, ніж атоми водню, вони відтягують на себе електронну густину ковалентних зв'язків у молекулах води. Через це на перших (O) виникає частковий негативний заряд (2δ^-), а на других (H) — вдвічі менший за значенням позитивний заряд (δ⁺). Внаслідок електростатичного притягування між атомами водню й висню сусідніх молекул води, між ними формується водневий зв'язок^[5]. Завдяки такій взаємодії конденсація води відбувається при порівняно високій температурі. Так, наприклад, набагато важчі молекули кисню і вуглекислого газу при цих температурах конденсованої фази не утворюють.

У будь-який момент часу в рідкій воді більшість молекул утворюють водневі зв'язки, проте час життя кожного з них дуже короткий (від 1 до 20 пс). Після руйнування одного зв'язку наступний, із тим же або іншим партнером, утворюється приблизно через 0,1 пс. Тимчасові групи молекул води, сполучених між собою водневими зв'язками, називають «кластерами, що мигають». Сила водневих зв'язків досить невелика (енергія розриву 23 кДж/моль), проте вони дуже суттєво впливають на властивості води, через їх велику кількість^[5].

Завдяки своїй формі молекули води можуть сполучатись водневими зв'язками із чотирма іншими. Саме таким чином вони організовані у кристалах льоду. Проте в рідкій воді молекули менш впорядковані та перебувають у стані постійного руху, тому середня кількість зв'язків, що утворюються кожною із них, в будь-який момент часу становить 3,6^[5].

У воді виявлено наявність когерентних далекодійних диполь-дипольних взаємодій, як в льоду. Це означає, що структура рідкої води має більше схожості з льодом, ніж вважалося раніше. Великий асортимент і просторове поширення когерентних режимів свідчить про існування широкої мережі водневих зв'язків, на відміну від більш ранніх уявлень про структуру води, які розглядали подібну динаміку тільки для невеликих молекулярних кластерів^[6]

Вода як розчинник

Схематичне зображення гідратної оболонки навколо іону натрію

Вода — це полярний розчинник, у ній добре розчиняються полярні й заряджені сполуки, які ще називають гідрофільними. Речовини, що складаються із неполярних молекул, у воді не розчиняються, їх називають гідрофобними. Гідрофобними, а отже і погано розчинними, зокрема є такі гази як кисень і вуглекислий газ. Тому багато живих організмів, в тому числі й людина, мають спеціальні транспортні білки, такі як гемоглобін та міоглобін, для перенесення кисню по тілу, а вуглекислий газ в крові перебуває у формі бікарбонату (HCO^-
₃)^[7].

Здатність води ефективно розчиняти полярні й заряджені речовини зумовлена високою діелектричною проникністю, її діелектрична стала при температурі 25 °C становить 78,5 (для порівняння діелектрична стала неполярного розчинника бензену при тій же температурі 4,6). Це означає, що вода може ефективно екранувати електростатичні взаємодії між розчиненими іонами. Наприклад, під час розчинення хлориду натрію молекули води утворюють гідратні оболонки навколо іонів Na⁺ і Cl^-, таким чином стабілізують їх, частково нейтралізують їхні заряди, і не дозволяють взаємодіяти одне з одним утворюючи кристали^[8].

Існують також амфіфільні речовини, молекули яких мають гідрофобну і гідрофільну частини. Коли такі речовини потрапляють у воду, їхні полярні частини вступають у взаємодію з молекулами води, в той час як гідрофобні навпаки такої взаємодії уникають. Таким чином завдяки так званим гідрофобним взаємодіям амфіфільні речовини формують у воді міцели^[9].

Прозорість води

Після падіння краплі води

Чиста вода — прозора речовина з показником заломлення у видимому діапазоні 1,33. Вода, проте поглинає електромагнітні хвилі в інфрачервоній та ультрафіолетовій областях спектру.

Прозорість води залежить від товщини шару, через яку проходить світло, від кольоровості й мутності води, тобто від вмісту в ній різних забарвлених завислих мінеральних і органічних речовин.

Мірою прозорості служить висота стовпа води, за якої можна спостерігати білий диск-прозоромір певних розмірів, що його занурюють у воду, або розрізняти на білому папері стандартний шрифт певного розміру та типу. Результати виражаються в сантиметрах із зазначенням способу вимірювання. За ступенем прозорості води поділяють на: 1) прозорі; 2) слабко прозорі; 3) слабко каламутні; 4) каламутні; 5) сильно каламутні.

Хімічні властивості

Молекули води мають слабку здатність до зворотної іонізації шляхом розпаду на протон H⁺ і гідроксид-іон OH^-:

H₂O H⁺ + OH^-;

Попри те, що одним із продуктів дисоціації є протони, вони не існують у воді у вільному стані, а натомість відразу ж приєднуються до молекул H₂O з утворенням іонів гідронію H₃O⁺. Внаслідок іонізації чиста вода до певної міри може проводити електричний струм. При чому гідроксид- і гідроній-іони в електричному полі рухаються значно швидше ніж інші іони. Це пояснюється явищем «перестрибування протонів»: жоден індивідуальний іон не переміщується на великі відстані, натомість відбувається перенесення протонів між молекулами води, з'єднаними між собою водневими зв'язками. Таким чином виникає сумарний рух гідроній-іонів до катода, а гідроксид-іонів — до анода. «Перестрибування протонів» також призводить до того, що у водних розчинах дуже швидко проходять кислотно-основні реакції^[10].

У стані рівноваги тільки невеличка частина молекул води іонізовані, так при температурі 25 °C на іони розпадається приблизно одна молекула із пів мільярда. Іонний добуток води ({H⁺}×{OH^-}, де {H⁺} і {OH^-} — активності відповідних іонів) є сталою величиною і становить 1×10⁻¹⁴ M², оскільки у чистій воді концентрації (і активності) іонів OH^- і H⁺ рівні, то кожна з них рівна 1×10⁻⁷ M². Негативний десятковий логарифм із {H⁺} називається pH (водневий показник), відповідно для чистої води, яка є абсолютно нейтральною, він становить 7^[11].

У хімічному відношенні вода досить активна. З багатьма речовинами вона вступає в хімічні реакції вже при звичайній температурі. З оксидами лужних і лужноземельних металів вона утворює основи:

СаО + Н₂О = Са(ОН)₂

З багатьма оксидами неметалів (ангідридами) вода утворює кисневмісні кислоти:

Р₂О₅ + 3Н₂О = 2Н₃РО₄

З найактивнішими металами вона утворює основи з виділенням водню:

2Na + 2Н₂О = 2NaOH + Н₂ ↑

З деякими солями вода утворює так звані кристалогідрати, які характеризуються строго визначеною кількістю молекул води, що припадають на одну молекулу солі. Наприклад, з сульфатом міді вода утворює мідний купорос:

CuSO₄ + 5Н₂О = CuSO₄ • 5Н₂О

в якому на одну молекулу сульфату міді припадає п'ять молекул води. Воду, що входить до складу кристалів, називають кристалізаційною.

Кристалізаційну воду не слід плутати з гігроскопічною водою, яка поглинається (адсорбується) поверхнею і порами всіх речовин на відкритому повітрі. Деякі речовини відзначаються підвищеною здатністю поглинати вологу повітря. Внаслідок цього вони мокріють (наприклад, NaCl), а то й і розпливаються на повітрі (як CaCl₂). Такі речовини називають гігроскопічними. На відміну від кристалізаційної, кількість гігроскопічної води в речовинах, змінна. Вона хімічно не взаємодіє з речовиною-адсорбатом.

При високій температурі водяна пара взаємодіє з залізом і іншими речовинами. Наприклад:

3Fe + 4Н₂О = Fe₃О₄ + 4Н₂

Раніше цю реакцію застосовували в техніці для добування водню.

У термічному відношенні вода досить стійка. Проте при температурах, вищих 1000 °С, вона починає розкладатися на водень і кисень:

2Н₂О = 2Н₂ + O₂

Хімічна сумісність вод — здатність вод не утворювати твердих осадів при їх змішуванні.

Хімічний склад природних вод

Хімічний склад природних вод (атмосферних опадів, поверхневих, підземних, морських) є комплексом розчинених газів, мінеральних солей та органічних сполук, до якого входять майже всі відомі хімічні елементи. Сучасні фізико-хімічні методи дають змогу визначити понад 80 елементів, присутніх у гідросфері Землі. Проте, багато елементів міститься у природних водах у надзвичайно малих кількостях, які неможливо виявити внаслідок недостатньої чутливості методів аналізу.

Хімічний склад природних вод у гідрохімії при дослідженнях умовно поділяється на 7 груп^[3]:

1. розчинені гази — кисень, азот, сірководень, діоксид вуглецю та ін.;
2. головні (основні) іони (макрокомпоненти): аніони — гідрокарбонати (HCO⁻
   ₃), сульфати (SO²⁻
   ₄), хлориди (Cl⁻); катіони — кальцій (Ca²⁺), магній (Mg²⁺), калій (K⁺), натрій (Na⁺);
3. біогенні речовини — сполуки азоту (NO⁻
   ₂, NO⁻
   ₃, NH⁺
   ₄), фосфору (PO³⁻
   ₄), кремнію, заліза;
4. органічні речовини — різноманітні органічні сполуки, які належать до органічних кислот, складних ефірів, гумусових речовин, азотовмісних сполук (білки, амінокислоти) тощо;
5. мікроелементи — всі метали, крім тих, що увійшли до головних іонів;
6. радіоактивні елементи — виділені в окрему групу з мікроелементів, враховуючи специфіку походження, фізичні властивості та вплив на життєдіяльність організмів;
7. специфічні забруднювальні речовини — пестициди, синтетичні поверхнево-активні речовини, феноли, нафтопродукти тощо.

Важливим є інтегральний показник — мінералізація води — сума всіх визначених при аналізі мінеральних речовин у мг/дм³ (г/дм³), які містяться у даній воді. Понад 90 % мінералізації природних вод становлять головні іони.

В океанології замість мінералізації використовують поняття солоність води, вимірюється в проміле — ‰ (тисячна частка).

Води з мінералізацією до 1000 мг/дм³ (1 г/дм³) називаються прісними — найбільш придатними для використання людиною в питних цілях. Але прісні води (води льодовиків, більшості річок, прісних озер, частина ґрунтових та артезіанських вод) становлять всього лише 2,5–3 % від загальної кількості води в гідросфері. Тому важливим є їхнє раціональне використання, та охорона від забруднення.

Найменшу мінералізацію серед всіх типів природних вод мають атмосферні опади — в середньому 30–60 мг/дм³. У воді великих річок — 200–600 мг/дм³ (Дніпро, Десна — 30–350 мг/дм³), у відомих озерах — Байкал, (Росія) — до 100 мг/дм³, Світязь, (Україна) — близько 200 мг/дм³, підземні води у бюветах по розливу питної води у м. Києва — понад 500 мг/дм³. Водночас, є соляні озера з дуже великою мінералізацією води (Мертве море — до 300 г/дм³), а свердловина у Бей-Сіті (США), пробурена на Північно-Американській платформі, відкрила найбільш мінералізовані підземні води — понад 600 г/дм³^[3].

Середня солоність морської води у світі — 35 ‰ (35 г/дм³), у Чорному морі — 18 ‰, Азовському — 12 ‰.

Роль води в природі

У природі вода відіграє надзвичайно важливу роль для людства. Важливими є процеси колообіг води в природі — випаровуючись, вода переноситься на величезні відстані й там випадає у вигляді дощу і снігу. Вологість повітря і кількість атмосферних опадів є найважливішими факторами, що регулюють клімат і погоду.

Природні води є також одним з найважливіших геологічних факторів, що змінюють зовнішній вигляд земної поверхні, розмиваючи гори й утворюючи долини (вивітрювання гірських порід). Вона руйнує гірські породи не тільки механічно, а й хімічно, реагуючи з ними з утворенням інших речовин. При цьому, природні води збагачуються, в першу чергу, розчинними мінеральними речовинами, збільшуючи свою мінералізацію.

Вода має величезне значення в житті людини, тварин і рослин. Вона потрібна рослинам для розчинення поживних речовин ґрунту. Нестача води у ґрунті призводить до погіршення живлення рослин і зниження врожаю сільськогосподарських культур. Тому для забезпечення у ґрунті води здійснюють цілий комплекс агрохімічних заходів.

Сукупність процесів всмоктування, розподілу, споживання та виділення води й солей в організмі людини (і тварин) називається водно-сольовим обміном. Він забезпечує стабільність осмотичної концентрації, іонного складу та кислотно-лужної рівноваги всередині організму^[12]

Усі процеси травлення і засвоєння їжі людиною і тваринами відбуваються у водному середовищі. Надмірна втрата води організмом (до 10–20 %) може призвести до загибелі. Щоденна потреба дорослої людини у воді становить 2,5–4 дм³. Вода є одним з шести основних харчових елементів здорового харчування людини поряд з вуглеводами, білками, жирами, вітамінами і мінералами.

Шкідлива дія води

Шкідливою дією води є:

1. катастрофічне затоплення під час повеней та паводків сільськогосподарських угідь та населених пунктів, що приносить значні економічні збитки;
2. руйнування берегів, захисних дамб та інших споруд;
3. заболочення, підтоплення і засолення ґрунтів, спричинені підвищенням рівня ґрунтових вод внаслідок ненормованої подачі води під час зрошення, витікання води з водопровідно-каналізаційних систем та перекриття потоків підземних вод при розміщенні великих промислових та інших споруд;
4. ерозія ґрунтів, утворення ярів, зсувів та селів.

Під час проєктування водогосподарських та інших об'єктів повинна враховуватися можлива шкідлива дія вод, а під час експлуатації цих об'єктів — вживатися заходи щодо її запобігання, а саме:

1. залуження та створення лісонасаджень на прибережних захисних смугах, схилах, балках та ярах;
2. будівництво протиерозійних гідротехнічних споруд, земляних валів, водоскидів, захисних дамб, водосховищ-регуляторів;
3. спорудження дренажу;
4. укріплення берегів тощо.

Вода у техніці та сільському господарстві

Вода має численні технічні застосування. Енергія падіння води широко використовується на гідроелектростанціях (ГЕС) для одержання дешевої електричної енергії. Багато води використовується на теплових електростанціях (ТЕС) та атомних електростанціях (АЕС) для технологічного охолодження. Воду використовують у будівельній, текстильній, шкіряній, металургійній і багатьох інших галузях промисловості. Особливо широко застосовують воду у хімічній промисловості для процесів розчинення, фільтрування, промивання і як сировину для одержання різних хімічних продуктів: їдких лугів, кислот, водню тощо.

Надзвичайна роль води у сільському господарстві. Особливо це стосується посушливих регіонів планети, в яких для вирощування сільськогосподарських культур необхідне зрошування земель. Площа зрошуваних земель у світі становить 16 % від усіх сільськогосподарських угідь, але вони дають 50 % сільгосппродукції. Країни-лідери по зрошуванню земель, тис. км²: Індія — 558; Китай — 546; США — 224; Пакистан — 182. Україна на 24-му місці — 22,1 тис. км².

Кожна галузь, кожне виробництво висуває свої вимоги до якості води, яку використовує. Але спільним для них є те, що їм необхідні прісна вода.

Якість води

Якість води водних об'єктів, що використовуються для господарсько-питного водопостачання, купання, спортивних занять, організованого відпочинку, з лікувальною метою, а також підземних вод повинна відповідати певним санітарним нормам.^[13] З цією метою повинні реалізовуватися заходи з охорони вод від забруднення.

Очищення природної води для водопостачання

Джерела водопостачання

Джерелами водопостачання є поверхневі (насамперед річкові) та підземні води. Річкові води завжди необхідно очищувати. Підземні води, як більш захищені від антропогенного забруднення, є більш надійними джерелами водопостачання, з яких вода подається населенню часто без попереднього очищення (наприклад, питна вода з бюветів, що набули поширення з 90-х років ХХ ст. у м. Києві).

Вимоги до якості води, яка використовується для різних цілей

Необхідність очищення (обробки) води виникає тоді, коли якість води природного джерела водопостачання не відповідає нормативним вимогам того чи іншого водокористувача (за органолептичними показниками, мінералізацією, вмістом інших хімічних та органічних речовин, за санітарно-гігієнічними показниками). Вимоги до якості води, а відповідно і методи очищення природної води залежать від того, для яких цілей вона використовується^[12]

Наприклад, вода для охолодження робочих агрегатів, паросилового господарства має бути вільною від солей які можуть спричинити відклади накипу. В цьому випадку важливою характеристикою є твердість води, за необхідності застосовують методи пом'якшення води.

Вода зі значною кількістю органічних речовин, в яких можуть розвиватися мікроби, цілком непридатна не тільки для пиття, а й для цілої низки інших цілей. Така вода непридатна, наприклад, для харчової промисловості, для цукрового, крохмального і паперового виробництва. Органічні домішки можуть викликати гниття паперу та бродіння крохмалю і цукру.

Особливо високі вимоги висуваються до якості питної води. Фактично, контроль починається з відповідних нормативних вимог до якості води джерел господарсько-питного водопостачання, оскільки від цього залежить, власне, якість «приготовленої» на водопровідній станції питної води.

Очищення води

Воду, відібрану з річки, спочатку на водопровідній станції відстоюють у спеціальних відстійниках, в яких осідає пісок, глина й основна маса інших нерозчинних речовин, а потім її фільтрують крізь шар гравію, коксу і піску, щоб відокремити завислі частинки, які важко осідають. При цьому, разом із завислими частинками відфільтровуються залишки органічних речовин і більша частина бактерій. Для повного знезараження воду хлорують, додаючи до неї невеликі кількості хлору (зазвичай у вигляді хлорного вапна з розрахунком 0,7 г хлору на 1 т води), або озонують. Після чого отримана питна вода подається у водопровідну мережу. Станом на початок другого тисячоліття досліджено використання наносітки для вищезгаданої цілі. Див. посилання.

Питна вода

Питна вода повинна бути цілком прозорою, безбарвною, без запаху і смаку, без органічних залишків і хвороботворних бактерій, з помірною кількістю розчинених солей. Вода, в якій дуже мало або дуже багато розчинених солей, шкідлива.

В Україні мінералізація (сухий залишок) питної води згідно з нормативними вимогами "Державних санітарних норм та правил «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» (ДСанПіН 2.2.4-171-10)^[14] не повинна перевищувати 1 г/дм³, але може бути 1,5 г/дм³ — за погодженням з головним санітарним лікарем відповідної адміністративної території України. Водночас, за показником фізіологічної повноцінності мінерального складу води — оптимальною є мінералізація 0,2–0,5 г/дм³.

Треба зазначити, що існує міжнародний стандарт якості питної води, рекомендований Всесвітньою організацією охорони здоров'я (ВООЗ), в Європейському Союзі діє Директива Ради 98/83/ЄС «Про якість води, призначеної для споживання людиною» від 3.11.1998 р.^[15], але нормативи на питну воду в кожній країні світу відбивають, власне, економічні можливості держави^[16].

Дистильована вода

Для повного очищення від усіх сторонніх речовин воду піддають перегонці або дистиляції. Очищену таким способом воду називають дистильованою. Дистильована вода позбавлена розчинених солей. Дистильовану воду застосовують у хімічних лабораторіях для виготовлення розчинів різних речовин. В аптеках її використовують для виготовлення ліків. Дистильовану воду вживають для кислотних електричних акумуляторів. Найбільші її кількості використовує хімічна промисловість. Останнім часом дистильовану воду застосовують також для парових котлів високого тиску.

Абсолютно чиста вода

У хімії води — ретельно очищена вода з питомим опором 18,3 МОм·см⁻¹ при 25 °С^[17].

Гідрологія

Гідрологія — наука, що вивчає природні води, їх взаємодію з атмосферою і літосферою, а також явища і процеси, які в них протікають (випаровування, замерзання тощо).

Предметом вивчення гідрології є всі види вод гідросфери, розташовані у різних водних об'єктах — в океанах, морях, річках, озерах, водосховищах, болотах, ґрунтових і підземних водах^[2].

Гідрологія досліджує колообіг води в природі, гідрологічний режим водних об'єктів, вплив на нього діяльності людини, розробляє заходи з управління режимом водних об'єктів і водним режимом окремих територій; проводить аналіз гідрологічних елементів для окремих територій і Землі в цілому; дає оцінку і прогноз стану і раціонального використання та охорони водних ресурсів; користується методами, застосовуваними в географії, фізиці та інших науках.

Гідрологія поділяється на океанологію, гідрологію суші і гідрогеологію.

Океанологія поділяється на біологію океану, хімію океану, геологію океану, фізичну океанологію, і взаємодія океану та атмосфери.

Гідрологія суші поділяється на гідрологію річок (потамологію), озерознавство (лімнологія), болотознавство, гляціологію.

Хімічний склад різних типів природних вод вивчає гідрохімія, яку часто вважають науковою дисципліною в гідрології.

Всесвітній (міжнародний) день водних ресурсів

Враховуючи важливість водних ресурсів у розвитку економічної діяльності та соціального добробуту, яка не отримує широкого усвідомлення, Генеральною Асамблеєю в 1993 році оголосила 22 березня кожного року Всесвітнім днем водних ресурсів.

Див. також

Класифікація вод Питна вода Вода адсорбційна Вода вільна Вода гігроскопічна Вода гідроксильна Вода зв'язана Вода для ін'єкцій Вода конституційна Вода кристалізаційна Вода міжплощинна Вода молекулярна Води змішані Вода мінеральна

Води капілярні Води магматогенні Води надмерзлотні Води природні Вуглекислі води Ґрунтові води Підземні води Поверхневі води Пластові води Кислі води Інфільтраційні води Кріогалінові води Нафтові води

Нормальна вода Промислова вода «Суха вода» Твердість води Міжмерзлотна вода Очищення природної води Знезараження води Акваметрія Ефект Мпемби Змочування Змочуваність Дигідрогену монооксид

Примітки

1. Вода на місяці: але звідки?. Архів оригіналу за 16 листопада 2009. Процитовано 4 березня 2011.
2. Загальна гідрологія / За ред. В. К. Хільчевського та О. Г. Ободовського. — К.: ВПЦ «Київський університет», 2008. — 399 с.
3. Хільчевський В. К., Осадчий В. І., Курило С. М. Основи гідрохімії. — К.: Ніка-Центр, 2012. — 312 с. — ISBN 978-966-521-559-2
4. Архівована копія. Архів оригіналу за 3 квітня 2016. Процитовано 31 березня 2016.
5. Nelson et al, 2008, с. 44.
6. Elton, DC & Fernández-Serra, M. The hydrogen- bond network of water supports propagating optical phonon-like modes. Nature Commun. 7: 10 193 doi: 10.1038 / ncomms10193 (2016).
7. Nelson et al, 2008 та 47.
8. Nelson et al, 2008, с. 46.
9. Nelson et al, 2008, с. 48.
10. Nelson et al, 2008, с. 54—55.
11. Nelson et al, 2008, с. 55—56.
12. Хільчевський В. К. Водопостачання і водовідведення: гідроекологічні аспекти: Підручник [Архівовано 11 жовтня 2016 у Wayback Machine.]. — К.: ВПЦ «Київський університет», 1999. — 319 с. ISBN 966-594-073-2
13. Закон України «Про забезпечення санітарного та епідемічного благополуччя населення».
14. Державні санітарні норми та правила «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» (ДСанПіН 2.2.4-171-10). Архів оригіналу за 19 січня 2015. Процитовано 25 червня 2015.
15. Директива Ради 98/83/ЄС «Про якість води, призначеної для споживання людиною» від 3.11.1998 р. Архів оригіналу за 6 вересня 2015. Процитовано 25 червня 2015.
16. Все про забруднення та очистку води^{[недоступне посилання з серпня 2019]}
17. Глосарій термінів з хімії / укладачі: Й. Опейда, О. Швайка ; Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л. М. Литвиненка НАН України, Донецький національний університет. — Донецьк : Вебер, 2008. — 738 с. — ISBN 978-966-335-206-0.

Джерела

^{[сторінка?]}

• Деркач Ф. А. Хімія. — Л. 1968
• Мала гірнича енциклопедія : у 3 т. / за ред. В. С. Білецького. — Д. : Донбас, 2004. — Т. 1 : А — К. — 640 с. — ISBN 966-7804-14-3. ^{[сторінка?]}
• Nelson D.L., Cox M.M. (2008). Lehninger Principles of Biochemistry (вид. 5th). W. H. Freeman. ISBN 978-0-7167-7108-1. ^{[сторінка?]}
• Хільчевський В. К., Осадчий В. І., Курило С. М. Основи гідрохімії: Підручник [Архівовано 27 серпня 2021 у Wayback Machine.] [Електронний ресурс]. — К.: Ніка-Центр, 2012. — 312 с. — ISBN 978-966-521-559-2 ^{[сторінка?]}
• Загальна гідрологія [Архівовано 7 березня 2017 у Wayback Machine.] [Електронний ресурс] / За ред. В. К. Хільчевського і О. Г. Ободовського — 2-ге вид., доповнене.  — К.: ВПЦ «Київський університет», 2008. — 399 с. — ISBN 978-966-439-016-0 ^{[сторінка?]}

Посилання

• Вода [Архівовано 10 березня 2016 у Wayback Machine.] //Фармацевтична енциклопедія
• Якість води, яку ми п'ємо [Архівовано 17 березня 2014 у Wayback Machine.] (укр.)
• Назаренко І. І., Польчина С. М., Нікорич В. А. Ґрунтознавство. Стан і форми води в ґрунтах [Архівовано 21 листопада 2015 у Wayback Machine.](укр.)
• Аналіз стану якості водопровідної питної води у Вінницької області [Архівовано 22 квітня 2014 у Wayback Machine.]
• Державні санітарні норми та правила «Гігієнічні вимоги до води питної, призначеної для споживання людиною» (ДСанПіН 2.2.4-171-10) [Архівовано 14 червня 2015 у Wayback Machine.]
• Директива Ради 98/83/ЄС «Про якість води, призначеної для споживання людиною» від 3.11.1998 р. [Архівовано 6 вересня 2015 у Wayback Machine.]
• Computing for Clean Water [Архівовано 10 липня 2015 у Wayback Machine.] (англ.) Нанотехнологічний процес очищення води
• Вода Стаття
• Water Quality Classifications

Науки про Землю   Гідрологія   Фізика