Чистая вода и растворы

Когда говорят, что вода в реке или озере чистая, то имеют в виду ее прозрачность. Однако в природе совершенно чистой воды не бывает, так как в ней легко растворяются многие минеральные и органические вещества.

Вещество, в котором растворяются какие либо другие вещества (становятся невидимыми, не задерживаются на фильтре), называют растворителем, а растворитель вместе с растворенными в нем веществами — раствором.

Вода — хороший растворитель. Поэтому в реках, озерах, морях и других водоемах она представляет собой раствор различных веществ.

Вода, в 1 л которой растворено менее 1 г веществ, называется пресной. Такая вода находится в реках, в большинстве озер и прудов. Обитатели пресной воды — животные (речной рак, карась, большой прудовик, медицинская пиявка), растения (ряска, элодея, роголистник) — называются пресноводными. В морях и океанах, некоторых озерах вода горько соленая.

В ней растворено большое количество солей. Больше всего в ней поваренной соли. В 1 л морской воды в среднем растворено до 35 г солей. Соленая вода имеет большую плотность по сравнению с пресной водой. Растения и животные, обитающие в морях и океанах, называются морскими.

Прежде чем попасть в водоем, вода часто проходит через отложения мела, извести, гипса и становится жесткой. В такой воде плохо мылится мыло, долго не развариваются мясо, овощи, крупа. В чайниках, паровых котлах, трубах водяного отопления от жесткой воды на стенках образуется накипь.

Разрез трубы водяного отопления. Просвет почти забит накипью
Разрез трубы водяного отопления. Просвет почти забит накипью

Вода, в которой растворено незначительное количество частиц извести, мела, гипса, называется мягкой. В такой воде мыло дает обильную пену, а овощи, мясо и крупа хорошо развариваются. Мягкая вода — это дождевая и талая (снеговая) вода. Большей мягкостью по сравнению с речной отличается прудовая вода.

Водоемы с жесткой или мягкой водой благоприятны для одних организмов и неблагоприятны для других. Так, речные раки лучше развиваются и достигают более крупных размеров в жесткой воде. Вещества, придающие ей жесткость, необходимы ракам для образования прочного панциря.

Растворимость веществ в значительной мере зависит от температуры. При ее возрастании растворимость твердых веществ, как правило, увеличивается. Убедиться в этом можно при растворении сахара в стакане с водой комнатной температуры и с водой, нагретой до кипения.

Исключением из этого правила является гипс. Начиная с температуры +35°С растворимость его уменьшается. Это одна из причин образования накипи этого вещества на стенках чайника, самовара, парового котла.

Раствор, в котором растворяемое вещество при повышении температуры больше не растворяется, называется насыщенным.

Растворимость газов в отличие от растворимости твердых веществ с повышением температуры снижается. Поэтому вода в водоемах в жаркую погоду содержит меньше растворенного кислорода, чем в холодную. Объяснить это можно тем, что при повышении температуры воды движение молекул газа усиливается и они улетучиваются из раствора. В этом легко убедиться на опыте: на стенках стакана с налитой холодной (водопроводной) водой через некоторое время в комнатных условиях появляются пузырьки газа. Вот почему рыбок из одного аквариума помещают в другой только после того, как налитая в него вода по температуре сравняется с комнатной. Иначе пузырьки воздуха появятся не только на стенках аквариума, но и на коже и жабрах рыбок, что вредно для них.

Пузырьки воздуха, образующиеся в воде из под крана в комнатных условиях
Пузырьки воздуха, образующиеся в воде из под крана в комнатных условиях

Способность воды к растворению различных минеральных и органических веществ имеет большое значение в природе и жизни человека. Растения при помощи корней всасывают из почвы необходимые для их жизни растворы минеральных солей. Животные и человек используют пищу, содержащую растворы нужных им минеральных и органических веществ.

Растворенным в воде кислородом дышат организмы — обитатели водоемов.

Человек применяет растворы удобрений для подкормки выращиваемых растений, растворы различных веществ — для борьбы с вредителями и болезнями растений. Водный раствор поваренной соли используют в быту при солении огурцов, помидоров и других овощей, а водный раствор сахара — при приготовлении варенья, компотов и сиропов из ягод и фруктов. Чай, который ежедневно употребляет каждый человек, — водный раствор сахара и веществ, которые растворяются при заварке измельченных сухих листьев чая.

Различные водные растворы применяются в медицине. Водный раствор питьевой соды, например, используют при полоскании горла. Водой как растворителем различных веществ человек пользуется и для поддержания чистоты своего тела.

В большом количестве вода применяется как растворитель при производстве промышленных товаров.