Когда мы говорим о питьевом режиме и о том, какая именно нам нужна вода, мы приходим к очевидному: необходимо узнать о воде побольше. Что такое вода? Откуда она берется в наших кранах или в магазинных бутылках? Какими свойствами она обладает? Поняв все это, мы сможем определить: какие свойства воды мы можем использовать себе на благо, а что нужно нейтрализовать, чтобы не нанести вред своему организму.
А для начала запомним следующее:
Вода – это не просто Н2О! Вода бывает разная, и не всякая вода полезна!
Физико-химические свойства воды
Из школьного курса физики каждому известно, что любое вещество может находиться в трех основных агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном. Такие состояния называются еще фазовыми. Вода не является исключением. Она может находиться в виде пара (газообразное состояние), льда (твердое состояние) и жидкости (то, что мы и привыкли называть водой). Интересно, что все эти три формы могут существовать одновременно: водяной пар (газ) и тут же облака, которые состоят из мельчайших капелек воды (жидкость) или кристалликов льда (твердое вещество), покрытое льдом озеро, не замерзшее под ледяным слоем, айсберги в море и так далее.
Точка кипения воды – 100 °С, точка таяния льда – 0 °С при обычных условиях. Одно из удивительных свойств воды – расширяться при замерзании. Сжимаемость воды в жидком и твердом состоянии очень мала за счет свойств водородных связей ее молекул: дело в том, что атомы водорода глубоко «внедрены» в атом кислорода, и молекула является почти сферической.
Особенности поведения воды в различных фазовых состояниях обеспечили определенные особенности жизни на нашей планете. Так, лед легче воды и плавает на поверхности. В результате в холодное время под слоем льда сохраняется постоянная положительная температура воды, что позволяет существовать живым организмам, сохраняя активный образ жизни на протяжении всего года.
Толщина слоя льда зависит не только от температуры окружающей среды, но и от примесей, содержащихся в самой воде – эти примеси могут как повышать, так и понижать точку замерзания при неизменном давлении. Но в достаточно глубоких водоемах и в самые жестокие морозы сохраняется жизнь – даже под льдами Северного полюса.
Если бы вода в твердом состоянии вела себя так же, как подавляющее большинство веществ (обычно твердая фаза тяжелее, а не легче жидкой за счет большей плотности), то жизнь в таком виде, как сейчас, на Земле была бы невозможна.
В настоящее время известно 135 изотопных разновидностей воды, среди которых выделяют следующие виды, основанные на природных изотопах водорода:
• Легкая вода (содержит самый легкий изотоп водорода – протий, Н2О);
• Тяжелая вода (вместо водорода содержит его изотоп дейтерий – D2О);
• Сверхтяжелая вода (вместо водорода содержит его изотоп тритий – Т2О);
• Тритий-дейтериевая вода (TDО);
• Тритий-протиевая вода (ТНО);
• Дейтерий-протиевая вода (DHO).
Кроме того, существует еще три разновидности молекул воды – по стабильным изотопам кислорода (16О, 17О и 18О).
Любая вода представляет собой смесь всех разновидностей молекул воды – как традиционные Н2О, так и все варианты природных изотопов.
Наш организм приспособился лишь к одному изотопу воды – Н2О.
Эта вода является истинной колыбелью жизни на Земле – она основа жизнедеятельности не только человека, но и всех остальных живых организмов. Но назвать воду, основанную на других изотопах водорода и кислорода, полностью мертвой тоже нельзя – существуют организмы, которые живут именно в такой воде.
Исследователи раскрывают всё более тонкие и сложные механизмы «внутренней организации» водной массы. Изучение воды дает все новые и новые факты, углубляя и усложняя наши представления об окружающем мире. Развитие этих представлений помогает нам понять свойства воды и особенности взаимодействия ее с другими веществами.
Доказано, что в кристаллах воды существует беспрерывное движение.
Интересно, что в тоненьких трубочках (капиллярах), в которых вода не замерзла, жидкость начинает циркулировать подобно тому, как циркулируют жидкости в живых организмах – у животных или растений. И законы циркуляции воды в таких капиллярах такие же, как и для циркуляции крови или соков растений. Однако, если нарушить структуру воды, то данное свойство исчезнет.
Чем длиннее жизнь каждого кристалла воды, тем больше у него родства (подобия) с жидкостями человеческого организма!
Еще интереснее тот факт, что структура протоплазмы живой клетки и льда подобны друг другу. Структура льда полностью подходит к структуре живых молекул: эти молекулы могут быть «вписаны» в ледяную решетку при снижении температуры вплоть до абсолютного нуля (-273 °С) без нарушения их жизненных функций после оттаивания. В организме живые молекулы «вложены» в ледяную решетку, как в специально созданный для них футляр.
Это открытие принадлежит Генри Коанда – румынскому ученому, специализирующемуся в области аэродинамики. При изучении кристаллов воды у разных снежинок он обнаружил в центрах кристаллизации снежинок циркуляцию воды.
И если жизнь – это одушевленная вода, то так же, как и жизнь, вода многолика, и характеристики ее можно назвать бесконечными.
Вода – самый распространенный растворитель на нашей планете. Химия, как наука, начиналась с изучения водных растворов разнообразных веществ. В воде растворяются самые разнообразные вещества: и газы, и жидкости, и твердые тела.
Особенно это заметно в морской воде – в ней можно найти почти всю таблицу Менделеева, даже редкие и радиоактивные элементы. Больше всего в морской воде хлора, натрия, магния, серы, кальция, калия, брома, углерода, стронция и бора.
А если бы из океанических вод выделить все растворенное в них золото, то каждому человеку, живущему на Земле, досталось бы по 3 килограмма!