Технологии водоочистки

Глава 1.1. Характеристика природных вод Вследствие указанной несимметричности распределения электри­ ческих зарядов молекула воды обладает ярко выраженными полярными свойствами (длина диполя 0,39 А). Этим объяс11яется ее способность рас­ творять многие вещества. Результаты определения молекулярного веса водяного пара указы­ вают на то, что ему соответствует простейшая формула воды - Н2О. В жидком состоянии вода ассоциирована, т.е. наряду с простыми молеку­ лами содержит и более сложные образования, соответствующие общей формуле (НгО)^. Подобные молекулярные агрегаты постоянно возникают и распадаются, что можно выразить следующей схемой: хНгО ^ (НгО)^. При нагревании воды степень ее ассоциации уменьшается. Наличие водородных связей является одной из причин аномалий воды, обнаруживаемых ею по ряду свойств. В частности, для воды харак­ терна наименьшая летучесть (несмотря на то, что у соединений водорода с элементами подгруппы кислорода она возрастает при переходе от тяжелых металлов к легким), максимальная плотность при температуре 3,98 °С, аномально высокие теплота плавления и удельная теплоемкость, быстрое уменьшение вязкости при повышении температуры, аномальное измене­ ние теплоемкости в зависимости от температуры (в противоположность обычно наблюдающемуся увеличению теплоемкости при повышении температуры: в случае воды она сначала падает и только потом начинает возрастать). Некоторые аномалии имеют чрезвычайно большое значение. В пер­ вую очередь, это относится к свойству воды приобретать максимальную плотность при температуре 3,98 °С, благодаря чему даже в самое холод­ ное время года в водоемах сохраняется жизнь (лед защищает водоемы от глубокого промерзания). Большое значение имеет и аномально большая теплоемкость воды, благодаря которой зимой массы воды медленно ос­ тывают, а летом постепенно нагреваются, являясь, таким образом, регуля­ тором температуры на земном шаре. Вода обладает наибольшим поверх­ ностным натяжением из всех известных жидкостей, за исключением рту­ ти. Поверхностное натяжение и плотность воды обусловливают высоту, на которую она может подниматься по капиллярам. Это свойство обеспе­ чивает движение воды в стеблях растений и стволах деревьев. Вода является наилучшим растворителем, не сравнимым ни с од­ ной жидкостью, для большого числа твердых соединений, газов и жидко­ стей. 14