Вода и ее подготовка к сатурации. Химическая природа воды


Вода - химическое соединение двух атомов водорода с одним атомом кислорода. Однако, формуле воды Н20 по молекулярной массе соответствуют только водяные пары при высокой температуре. В жидком виде вода состоит из более сложных молекул, соответствующих формуле (Н20)". Ассоциация молекул воды происходит вследствие их дипольного характера и возникновения водородной связи. Водородная связь образуется между атомом водорода одной полярной молекулы воды и атомом кислорода другой полярной молекулы.

Два атома водорода несут положительный заряд, в то время как кислород имеет два отрицательных заряда. Если мысленно соединить между собой эти заряды, то получится тетраэдр. Разноименно заряженные вершины различных молекул воды притягиваются. Силы этого межмолекулярного притяжения, или так называемые «водородные связи», оказываются весьма значительными. Благодаря им каждая молекула воды может притянуть до четырех других молекул воды. Так соединены, например, молекулы льда.


Роль водородных связей очень многообразна. Они цементируют воду воедино, помогают группироваться молекулам воды в более крупные агрегаты. Скрытая теплота плавления и парообразования и большая теплоемкость воды обусловлены необходимостью затрачивать дополнительное количество энергии на преодоление этих молекулярных сил.

Возникновение водородной связи объясняется свойством атома водорода взаимодействовать с сильно электроотрицательным элементом, например, с кислородом другой молекулы воды. Такая особенность атома водорода обусловливается тем, что, отдавая свои единственный электрон на образование ковалентной связи с кислородом, он остается в виде ядра очень малого размера, почти лишенного электронной оболочки. Поэтому атом водорода не испытывает отталкивания электронной оболочки кислорода другой молекулы воды, а наоборот, притягивается ею и может вступить с нею во взаимодействие.