Woda
Woda
Woda
-wchodzi w skład organizmów
-pełni funkcję środowiska życia
-umożliwia przemianę materii
-jest składnikiem pożywienia
Woda z chemicznego punktu widzenia
Woda jest jedną z najbardziej rozpowszechnionych substancji w przyrodzie. Oceany, morza, jeziora i rzeki zajmują prawie 3/4 powierzchni kuli ziemskiej. Astrofizycy odkryli nawet obłoki wodne nawet w przestrzeniach kosmicznych. Masy wód oceanów i mórz stanowią pewien rodzaj regulatora klimatu powodując stopniowe i łagodne zmiany temperatury.
Wzór chemiczny: H20
Wzór strukturalny: H --- O --- H
Zasoby wodne ziemi szacuje się na 1,3 - 1,5 mld km2
96,5% - wody słone: wody wszechoceanów
3,5% - wody słodkie, w tym ok 30% wody podziemne, ok. 70% lodowce
najwięcej wody wchłanianej jest z płynami(50%) a nieco mniej z pokarmami(38%)
18% wody tracimy wraz z potem
60% wody tracimy z moczem, 4% z kałem
18% wody wydalamy w postaci pary
Woda jako rozpuszczalnik
Cząsteczki wody są polarne, tzn. zawierają ładunki dodatnie i ujemne. Polarność cząsteczek wody sprawia, że jest ona doskonałym rozpuszczalnikiem. Rozpuszcza się w niej wiele różnych substancji, szczególnie tych, których cząsteczki maja również charakter polarny. W szybkości rozpuszczania wspomaga temperatura, sypkość substancji rozpuszczanej oraz mieszanie roztworu. Dla większości substancji stałych rozpuszczalność, czyli maksymalna liczba gramów, jak w danej temperaturze może się rozpuścić w 100 g wody, rośnie ze wzrostem temperatury.
ROZTWÓR= SUBSTANCJA ROZPUSZCZANA + ROZPUSZCZALNIK
Krążenie wody w przyrodzie
Większość wody zawarta jest w oceanach i morzach. Całkowita ilość wody w przyrodzie jest stała, mimo iż nieustannie krąży. Na ten obieg składa się wiele procesów:
- parowanie
-przemieszczanie się pary wodnej
-skraplanie się wody zawartej w powietrzu i jej spadanie w postaci opadów
-spływy
-wsiąkanie
-pobieranie wody przez rośliny za pomocą korzeni i wydalanie jej za pomocą liści
Stany skupienia wody
W naturalnych warunkach woda występuje w 3 stanach skupienia:
-stan gazowy
-stan ciekły
-stan stały
Gazy przyjmują kształt i objętość naczynia, w którym się znajdują.
Ciała stałe nie mają sprężystości, jednak ich kształt może ulec zmianie pod wpływem sił mechanicznych, co jednak nie zmieni objętości.
Ciecze również nie posiadają sprężystości, ale wykazują płynność i po wlaniu do naczynia dostosowują się do jego kształtu; nie zmienia jednak wtedy objętość.
Woda - człowiek
Ludzie, podobnie jak zwierzęta lądowe i wodne, stale tracą wodę i wciąż muszą ją pobierać z otoczenia. Każdy żywy organizm jest wyposażony w mechanizm wodnej gospodarki ustroju, czyli złożony zespół procesów fizykochemicznych i fizjologicznych, które odpowiadają za właściwe pobieranie wody z otoczenia, transportowanie jej, użytkowanie, przetwarzanie i wydalanie. Stosunek wody pobranej do wydalonej nazywamy bilansem wodnym i może być dodatni(ciało więcej wody pobrało niż wydaliło) lub ujemny( woda z organizmu w większych!!! ilościach została wydalona niż pobrana). Woda w ciele znajduje się pod różna postacią, jednak najwięcej znajduje się w ustrojowych płynach pozakomórkowych, takich jak krew(osocze), limfa i płyny tkankowe. Zdrowy człowiek posiada w organizmie 2,5 l wody.
najwięcej wody wchłanianej jest z płynami(50%) a nieco mniej z pokarmami(38%)
18% wody tracimy wraz z potem
60% wody tracimy z moczem, 4% z kałem
18% wody wydalamy w postaci pary
Zużycie wody przez człowieka w życiu codziennym:
50 l - kąpiel w wannie
36 l - korzystanie z toalety
32 l - używanie pralki
14 l - mycie naczyń
2 l - kapiący kran
Energia wodna, z której czerpie człowiek
Woda to jedno z najważniejszych naturalnych źródeł energii- ekologiczne, niepowodujące zanieczyszczeń, a także odnawialne; jednak nierozważne gospodarowanie tymi zasobami może spowodować szybki spadek ilości wody na Ziemi. Od starożytności znane są urządzenia wykorzystujące ruch fal czy siłę płynących strumieni. W większości z nich przepływająca woda wprawiała w ruch elementy maszyn połączonych z przekładniami, zamieniającymi jej ruch w inny rodzaj energii. Obecnie istnieją olbrzymie elektrownie wykorzystujące ten rodzaj zasobów naszej planety. Współczesne hydroelektrownie to wielkie zakłady energetyczne przetwarzające energię mechaniczna wody w prąd. W hydroelektrowniach przemieszczające się masy wody kierowane są do specjalnych kanałów i rur, w których poruszają obrotowymi łopatami turbin, wprowadzając w ruch generatory prądu.
Skażenie wody przez człowieka
Mimo iż ludzie umieją mądrze i racjonalnie korzystać z wody, często - świadomie lub nie - bezmyślnie ją zanieczyszczają. W Polsce jest podobnie: różne gałęzie przemysłu, szczególnie chemiczny, hutniczy i metalurgiczny powodują przedostawanie się do wody wielu toksycznych produktów: metali ciężkich, arsenu, cyjanków itp., a przecież np. kadm jest toksyczny dla nerek, ołów wywołuje ołowicę...Nawozy sztuczne i pestycydy, fosfory itp. - to wszystko bardzo niekorzystnie wpływa na wodę oraz organizmy w niej żyjące.
Wszędzie powinno się wprowadzać różnego rodzaju oszczędzania wody:
- oszczędzanie i przeróbkę ścieków
- mniej "łakome" systemy nawadniające
- sprawne nawadnianie terenów wodonośnych
- innowacje techniczne
- niekonwencjonalne metody uzyskiwania wody pitnej
Sporty wodne
Woda pozwala na rozwój sportów wodnych. Obejmują one dużą grupę dyscyplin, które w naszym kraju- zwłaszcza latem- zyskują dużą popularność. Oto niektóre z dyscyplin, które trenowanie umożliwiają zbiorniki wodne:
- pływanie
- surfing
- narciarstwo wodne
- windsurfing
- żeglowanie
- jachting
Napoje i woda
Woda jest niezbędna do życia. Przez pewien czas możemy obejść się bez jedzenia, ale nie bez picia. Ponieważ ten naturalny napój nie ma smaku i zapachu, człowiek wymyślił inne napoje aromatyczne, orzeźwiające oraz smakowe. Herbata, kawa, kakao to tropikalne produkty, które odkryli Europejczycy podczas wypraw na podbój świata w XVI i XVII wieku. Powodzenie tych napojów nie przestała rosnąć, więc Europejczycy poczęli systematycznie zwiększać liczbę upraw. Jedynie herbata jest napojem tradycyjnym, spożywanym w regionach, gdzie rosną krzewy herbaciane. Obecnie jest ona, tuz po wodzie i mleku, najbardziej rozpowszechnionym napojem na świecie; natomiast kawa pita jest tylko w krajach uprzemysłowionych. Kakao ma najwięcej zwolenników wśród dzieci.
Woda mineralna i źródlana. W Europie mistrzami w piciu tej wody są Francuzi, Niemcy, Belgowie, Włosi, Austriacy i Szwajcarzy- od 53 do 77 l rocznie.
Napoje gazowane. Od 50 do 77 l rocznie na osobę przypada w Hiszpanii, Niemczech, Belgii i Wielkiej Brytanii. Francuzi zadawalają się 27 l.
Herbata. Najwięcej pije jej Brytyjczyk oraz mieszkaniec Kataru, Irlandii i Iraku - 2 kg na osobę. 1 kg rocznie przypada na osobę w Polsce.
Kawa. W Finlandii i Szwecji spożywa się jej ponad 10 kg rocznie na mieszkańca. Norwegowie, Duńczycy i Holendrzy spożywają 8 kg kawy, a Japończycy 2 kg.
Soki owocowe. W USA spożywane są w dużych ilościach, 30 l rocznie. Szwajcaria i Norwegia spożywa ich 25 l, a Francja 3,5 l.
Piwo. Na jedną osobę w Niemczech, Czechach, Nowej Zelandii, Belgii, Austrii czy Wielkiej Brytanii przypada od 108 do 148 l piwa ciemnego lub jasnego. Polacy piją po 31 l. Otrzymuje się je w wyniku fermentacji alkoholowej mieszaniny wody, słodu jęczmiennego, ziarna kukuradzinego lub ryżu, cukru, drożdży i chmielu.
Wino. Francuzi, Włosi i Hiszpanie, Portugalczycy, Luksemburczycy i Argentyńczycy piją co roku od 53 do 75 l wina na osobę. Polacy tylko(a może "aż") 7,7 l na osobę. Jest to sfermentowany np. sok winogronowy. Królami produkcji wina są Francuzi.
Woda - rośliny
Woda ma też duże znaczenie dla roślin wodnych i lądowych. Dla tych pierwszych stanowi przede wszystkim warunki dla życia. Przykładem roślin, dla których woda jest niezbędna do życia, są glony. Są to organizmy bardzo przydatne dla ludzi. Wykorzystuje się je w kosmetyce, jako ściółka i nawóz lub pasza dla zwierząt domowych. Mają zastosowanie przy produkcji leków, pożywek, cukierków, korzystnie wpływają na obieg pierwiastków w przyrodzie, działają skałotwórczo.
Na Ziemi spotyka się rośliny znacznie bardziej rozwinięte niż glony. Często specjalnie przystosowały się do życia w wodzie lub jej okolicy. Przystosowanie rośliny wodnej związane jest z jej miejscem, jakie zajmuje w zbiorniku. Przy brzegu jeziora lub stawu rosną rośliny niemal całkowicie wynurzone nad wodę, np. tatarek, pałka wodna, trzcina. Ich łodygi są puste w środku, co nadaje im wytrzymałość i sztywność. Liście także posiadają mocne i sztywne. Będąc nad zbiornikiem wodnym zapewne spotkamy rośliny pływające o dużych, płaskich, okrągłych liściach i wiotkich łodygach. Są to np. rzęsy wodne, żabiściki, grzebienie białe, grążele wodne czy strzałki. Wystają ponad wodę, by móc pobierać tlen. Niektóre z nich wytwarzają specjalne komory magazynujące tlen wewnątrz ciała.
Woda jest też niezbędna w procesie fotosyntezy.
Woda - zwierzęta
Woda jest niezbędna zwierzętom. Podobnie jak rośliny, wyróżniamy zwierzęta wodne i lądowe. Wodnym stwarza warunki do życia. Lądowe wykorzystują ją wraz z pokarmem, jako produkt wydalania, wspomagają trawienie. Organizmy wodne to nie tylko mikroskopijne wrotki, pierścienice czy jamochłony. To też różnej wielkości ryby i ssaki wodne, a także średniej wielkości zwierzęta umiejące żyć w środowisku wodnym i lądowym, jak żaby.
Woda jako produkt wydalania
Zbędne produkty przemiany materii to przede wszystkim woda, dwutlenek węgla i produkty przemiany azotowej. W wyniku aktywności metabolicznej komórek powstają zbyteczne produkty przemiany materii. Gdyby substancje te gromadziły się w organizmie, osiągnęłyby zapewne wkrótce wysokie stężenie, a nawet poziom toksyczny, zagrażający homeostazie wewnętrznej. Płazy i ssaki wydalają azot przede wszystkim w postaci mocznika.
Bibliografia:
P. Schuwer "Encyklopedia dla młodzieży"
K. M. Pazdro, M. Torbicka "Chemia cz.I "
Ville "Biologia"
B. Klimuszko "Miologia 5/6" + zeszyt ćwiczeń
T. Umiński "Ekologia, Środowisko, Przyroda"
K. Stępczak "Biologia"
M. i M. Augustyniak "Przyroda" 4-6 + ćwiczenia
Z. Kluz, K. Łopata "Chemia 7/8"
R. Przekop "Zbiór konspektów lekcyjnych z botaniki w szkole średniej"