МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ТОРГОВЕЛЬНО-

ЕКОНОМІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ

Кафедра товарознавства, управління безпечністю та якістю

Курсова робота

Із дисципліни "Фізичні та хімічні властивості та методи дослідження сировини і матеріалів "

на тему:

“Хімічні та фізичні властивості і методи дослідження води”

Студента ІI курсу III групи

факультету торгівлі та маркетингу Сташевського Павла Сергійовича

Науковий керівник:

Гончарова І.В.

Київ 2016

Зміст

Розділ 1. Фізичні властивості та методи дослідження води.

1.1 Фізичні властивості води…………………………………………..14 1.2 Фізичні методи дослідження води……………………………...…21

Розділ 2. Хімічні властивості та методи дослідження води.

2.1 Хімічні властивості води…………………………………………..27 2.2 Хімічні методи дослідження води………………………………...31

Висновок……………………………………………………………….35

Список використаних джерел……………………………………….36

Вступ

Вода — одна із найголовніших речовин, потрібних для органічного життя. Рослини та тварини містять понад 60% води за масою. На Землі водою покрито 70,9 % поверхні. Вона здійснює у природі постійний кругообіг, випаровуючись з поверхні й повертаючись на неї у вигляді атмосферних опадів. Вода має велике значення для економіки: сільського господарства й промисловості. Прісні води, придатні для пиття, становлять лише 2,5 % від загальної кількості води на Землі. Нестача води може стати однією з найгостріших проблем людства в найближчі десятиліття.

Вода - найважливіша речовина на нашій планеті. І в першу чергу тому, що потрібна нам для виживання. Ми складаємося з неї на 70-80%. Вона всюдисуща. Навіть наші кістки на 15% складаються з води. Вона всемогутня. У ній протікають всі хімічні процеси в організмі. Вона регулює температуру тіла, бере участь в транспорті поживних речовин. Перша життя з'явилася в воді. З тих пір кожна наша клітина залежить від неї. [1]

Сама по собі вода не має поживної цінності, але вона є неодмінною складовою частиною всього живого. У рослинах міститься до 90% води, в той час як тіло дорослої людини складається з неї приблизно на 60 - 65%. Вникнувши в деталі можна відзначити, що кістки містять 15% води, мозок 75%, в той час як кров складається з неї на цілих 92%.

Першочергова роль води в житті всіх живих істот, і людини в тому числі, пов'язана з тим, що вона є універсальним розчинником величезної кількості хімічних речовин.

Ось лише невеликий і далеко не повний перелік "обов'язків" води в нашому організмі:

1.Регулює температуру тіла.

2.Зволожує повітря.

3.Забезпечує доставку поживних речовин і кисню до всіх клітин тіла.

4.Захищає життєво важливі органи.

5.Допомагає перетворювати їжу в енергію.

6.Допомагає поживним речовинам засвоюватися органами.

7.Виводить шлаки і відходи процесів життєдіяльності.

Певне і підвищений вміст води - ось необхідна умова існування живого організму. При зміні кількості споживаної води та її сольового складу порушуються процеси травлення і засвоєння їжі, кровотворення та ін. Без води неможлива регуляція теплообміну організму з навколишнім середовищем і підтримка температури тіла.

Людина надзвичайно гостро відчуває зміну змісту води в своєму організмі і може прожити без неї всього декілька діб. При втраті води в кількості менше 2% ваги тіла (1-1.5л) з'являється почуття спраги, при втраті 6-8% наступає стан напівнепритомності, при 10% - галюцинації, порушення ковтання. Втрата 10-20% води небезпечна для життя. Тварини гинуть при втраті 20-25% води.

Надмірне ж споживання води призводить до перевантаження серцево-судинної системи, викликає виснажливе потовиділення, що супроводжується втратою солей, послаблює організм.[2] Питна вода повинна відповідати СанПіН 2.1.4.1074-01 «Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води централізованих систем питного водопостачання. Контроль якості ». Дані санітарні правила застосовуються щодо води, призначеної для споживання населенням в питних і побутових цілях, для використання в процесах переробки продовольчої сировини та виробництва харчових продуктів, їх зберіганні і торгівлі, а також для виробництва продукції, що вимагає застосування води питної якості. Питна вода, що реалізується населенню в бутлях, контейнерах, пакетах, повинна відповідати вимогам СанПіН 2.1.4.1116-02 «Питна вода. Гігієнічні вимоги до якості води, розфасованої в ємності. Контроль якості ». Питна вода повинна мати сприятливі органолептичні властивості, нешкідлива за хімічним складом, бути безпечна в епідемічному й paдіаційному відношенні. Органолептичні показники питної води. Питна вода повинна володіти хорошими органолептичними властивостями, тобто бути прозорою, безбарвною, без присмаків і запаху, мати освіжаючу температуру і не містити видимих домішок. [3] Поширення в природі

у всесвіті Хімічні елементи, які входять до складу води, гідроген і оксиген, належать до найпоширеніших у природі. Утворення води з цих елементів відбувається там, де густина газів достатньо велика і зіткненням між атомами достатньо ймовірне. Вода виявлена в складі міжзоряних газових хмар, що лежать у межах нашої галактики —Чумацького Шляху. у сонячній системі Одним з найважливіших питань, пов'язаних з освоєнням космосу людиною і можливістю виникнення життя на інших планетах, є питання про наявність води за межами Землі в достатній концентрації. Відомо, що деякі комети більше, ніж на 50 % складаються з водяного льоду. Не варто, втім, забувати, що не будь-яке водне середовище придатне для життя — зокрема, акумуляторна батарея містить 25%-ий розчин сірчаної кислоти у воді (але життя в ньому, очевидно, є маловірогідним, тим більше, його виникнення).У результаті бомбардування місячного кратера, проведенного 9 жовтня 2009 року НАСА з використанням космічного апарату LCROSS, вперше були отримані достеменні свідчення наявності на супутнику Землі водяного льоду у великих обсягах. Точно з'ясовано, що вода у замерзлому стані є на поверхні Марсу. Рідка вода, імовірно, є під поверхнею деяких супутників планет, найімовірніше, на Європі, супутнику Юпітера. на Землі

Вода належить до найпоширеніших речовин на Земній кулі. Водою вкрито близько 2/3 поверхні земної кулі (океани,моря, озера, річки). Значна її кількість у вигляді льоду і снігу вкриває високі гори і величезні простори Арктики і Антарктиди. Багато води в атмосфері — пара, туман і хмари. Значні кількості води містяться і в земній корі у вигляді підземних вод. У природі вода перебуває не тільки у вільному стані, а і в хімічно зв'язаному.

Вода входить до складу багатьох гірських порід і всіх рослинних і тваринних організмів. На воду припадає близько 60 % маси тварин і до 80 % маси риб. У деяких рослинах вміст води іноді перевищує 90 % їхньої маси.

Більшість запасів води на Землі знаходяться в морях і океанах, прісна вода становить 2,5-3% від загального об'єму гідросфери. [4]

Вода - це сама нешкідлива рідина, яку ви можете пити. Що ми маємо на увазі під словом «вода»? Проста вода, мінеральна вода, зельтерська вода, газована вода і будь-яка інша вода, яка не містить калорій. Перевірте етикетку пляшки з водою, яку ви купуєте, тому що ви можете бути дуже здивовані, побачивши цукор або натрій або кофеїн, або все відразу. Все це може виявитися в ваших улюблених напоях.

Кращий спосіб з'ясувати п'єте ви достатню кількість води, це подивитися на свою сечу. Вона повинна мати світлий відтінок жовтого кольору. Пийте більше, якщо вона темна. Дозвольте вашій спразі керувати вами. Ви можете не потребувати вісім келихів, щоб відчувати себе добре в звичайний день. Ви можете хотіти 9 або 10 келихів, якщо жарко або якщо ви тренуєтеся. Вода потрібна для травлення, здорової шкіри, кровообігу, контролю температури і для безлічі інших функцій.

Види води

1.Джерельна вода Джерельна вода являє собою ґрунтові і підземні води, які мають виходи на поверхню. По суті, така вода мало чим відрізняється від артезіанської або криничної, і для того щоб називатися джерельною, вона повинна мати природний вихід на поверхню. Пробиваючись на поверхню, джерельна вода проходить через шари гравію і піску, що забезпечує їй природну фільтрацію. При такій очищення вода не втрачає своїх цілющих властивостей, і не змінює своєї структури і гідрохімічного складу, тому джерельну воду можна пити, не піддаючи її будь-яким додатковим способам очищення. Не вся джерельна вода однакова за своїм складом, а значить, різні джерела мають різні цілющі властивості. Наприклад, одні допомагають боротися з підвищеним артеріальним тиском і аритмією, роблять благотворний вплив на опорно-руховий апарат і нервову систему. Інші допомагають при головних болях і сприяють очищенню печінки і нирок. Треті нормалізують кровообіг, допомагають при інфекційних захворюваннях і сечокам'яної хвороби. Четверті благотворно впливають на шкіру, лікують різні виразки і рани. 2.Тала вода Талою водою називають воду, що утворилася в результаті танення льоду або снігу. Тала вода такій воді не міститься дейтерій, який завдає великої шкоди організму. Його засвоєння вимагає додаткових енергетичних витрат. А у великих кількостях дейтерій прирівнюється до найсильніших отрут. Вживання талої води є прекрасним способом омолодження всього організму. Старі зруйновані клітини заважають утворенню нових і молодих, але завдяки прискореному обміну речовин, якому сприяє тала вода, ці клітини виводяться з організму, що допомагає уповільнити процес старіння.

Завдяки талій воді поліпшується робота всіх органів і підвищується імунітет. Знижується рівень холестерину в крові, підвищується мозкова активність і працездатність. Тала вода сприяє прискоренню відновних процесів, допомагає позбутися від алергії і дерматологічних захворювань, покращує травлення і допомагає боротися із зайвою вагою. Тала вода допомагає спортсменам, які перенесли травму швидше прийти у форму.

Тала вода дає великий заряд енергії, тим самим, сприяючи зменшенню тривалості сну. 3.Морська вода Морська вода надає різнобічну оздоровчий вплив на організм людини. Вона має прекрасні антибактеріальні, протизапальні і розсмоктуючими властивостями. Видаляє з організму шкідливу слиз різної локалізації, зменшує біль при захворюваннях опорно-рухового апарату, благотворно впливає на серцево-судинну систему. Стимулює обмінні процеси в організмі, сприяє нормалізації сну, допомагає боротися з втомою і стресами. Насичує організм мікроелементами і мінералами. Підвищує імунітет, допомагає боротися із захворюваннями дихальної системи. Покращує кровообіг, зменшує м'язові і суглобові болі.

Крім лікувальних морська вода має прекрасні косметологічними властивостями, вона стимулює регенерацію тканин, підвищує еластичність шкіри, очищає і живить клітини шкіри, допомагає в боротьбі з целюлітом. Зміцнює волосся і нігті. Сприяє виведенню шлаків з організму, знімає набряки.

4.Дистильована вода Дистильованою водою називається очищена вода, яка не містить будь-яких було шкідливих домішок. У ній повністю відсутні або ж містяться лише в мізерних кількостях мікро- і макроелементи властиві звичайній воді. По суті, дистильована вода є конденсатом води, а її чистота обумовлена тим, що при кипінні вода випаровується при меншій температурі, ніж домішки. Застосовується дистильована вода в медичних установах для виготовлення ліків і розчинів для ін'єкцій. Також її використовують для проведення наукових дослідів. У побуті така вода використовується для роботи охолоджувальних та опалювальних систем.

До природного же дистильованої воді відносяться роса, дощ, сніг і іній. У дистильованої води є багато як противників, так і прихильників. Перші стверджують, що вона може використовуватися тільки в промислових цілях, і не придатна для пиття. Другі ж вважають, що це найчистіша вода і пити її не тільки можна, а й треба. На думку супротивників дистильованої води, саме відсутність в ній мінеральних речовин несе шкоди організму. І мало того що людина вживаючи дистильовану воду не отримує необхідних для нормальної життєдіяльності речовин, так ще і при регулярному вживанні втрачає отримані з інших продуктів кальцій, магній і калій за допомогою вимивання їх вищеназваної водою. Прихильники дистильованої води підтверджують той факт, що в ній практично немає мінеральних речовин. При цьому їх думку щодо користі цих речовин розділяється. Так деякі вважають, що хоч дані мінеральні речовини і корисні для організму, але їх зміст у звичайній воді настільки низько, що вони фактично не мають на організм будь-якого впливу. А всі необхідні мікро- і макроелементи ми з успіхом отримуємо з їжі.

Інші ж також не заперечують, що мінеральні речовини, що містяться у воді корисні, але говорять про те, що вони є неорганічними і наш організм не в змозі їх засвоїти. А це означає, що при вживанні «жорсткої» води, насиченою тими чи іншими мікро- і макроелементами, відбувається їх осідання в організмі, в результаті чого утворюються камені в нирках і жовчному міхурі. Вени, артерії і капіляри стають жорсткими і ламкими. 5.Термальна вода Термальна вода утворюється з пари, що виділяються остигає магмою, які піднімаються у верхні шари землі і, піддаючись впливу більш холодних температур, конденсуються в воду.Також термальна вода може утворюватися з атмосферних опадів, які проникають в глибокі горизонти землі, попутно очищаючись, збагачуючись солями і різними елементами, а також нагріваючись за допомогою водопровідних порід і підземних газів. Завдяки своїм походженням термальна вода містить в собі безліч різних солей, а також мікро і макроелементів, серед яких кальцій, натрій, калій, марганець, кремній, цинк, селен, мідь, залізо, бром, йод, фтор і хлор. Термальна вода насичує шкіру корисними речовинами, зволожує її, допомагає позбутися від лущення, запалень, почервоніння і подразнень, тонізує, покращує колір обличчя, підвищує захисні властивості шкіри, нормалізує водно-ліпідний баланс. Така вода гіпоалергенна і може застосовуватися, як для дорослої, так і для дитячої шкіри.

6.Артезіанська вода Артезіанська вода - це вода, яка перебуває на глибині 25-200 метрів під гідравлічним тиском і укладена між водотривкими шарами. В основному артезіанська вода залягає в доантропогенових відкладеннях, в межах великих геологічних структур, утворюючи артезіанські басейни (басейн підземних вод в межах однієї або декількох геологічних структур, які укладають напірні водоносні горизонти). Такі води захищені від зовнішнього забруднення найбільш надійно.

Розтин артезіанських вод штучним шляхом призводить до того, що вода піднімається вище покрівлі водоносного пласта, чи достатній тиск вона виливається на поверхню землі, буває навіть, що фонтанує. Хімічний склад деяких артезіанських вод відображає умови їх формування, так як багато артезіанські води є давніми. Умови освіти цих вод дуже різноманітні. [4]

Вода і життя - поняття нероздільні. І серед всіх екологічних проблем, з якими зараз зіткнулася Україна, забезпечення населення питною водою належної якості займає перше місце. Це, безумовно, справа державної ваги. В даний час склалася напружена обстановка із забезпеченням населення України доброякісною питною водою. Основним критерієм якості питної води є її вплив на здоров'я людини. Нешкідливість води забезпечується відсутністю в ній токсичних і шкідливих для здоров'я домішок антропогенного і техногенного походження.  Питна вода повинна за органолептичними, хімічними та мікробіологічними, а також радіологічними показниками відповідати вимогам державних стандартів України та санітарного законодавства. Питна вода - фактор, який зумовлює головні показники життєзабезпечення і здоров'я населення. Але протягом останніх десятиліть спостерігається постійне погіршення якості води поверхневих водойм, річок, і, як наслідок цього, погіршення якості питної води. Більша частина забруднень не вилучається сучасними міськими системами підготовки питної води; їх вміст у воді може навіть зовсім не нормуватися. 

Вода, яку ми споживаємо, обов'язково повинна бути чистою. Хвороби, які передаються через забруднену воду, викликають погіршення здоров'я, інвалідність і загибель величезного числа людей, особливо дітей. Відбувається це переважно в менш розвинених країнах, звичайним для яких є низький рівень особистої та комунальної гігієни. В результаті забруднення вододжерел насамперед передаються людині такі хвороби, як черевний тиф, дизентерія, холера, анкілостомоз.

Через воду може передаватися інфекційна жовтяниця, туляремія, водна лихоманка, бруцельоз, поліомієліт. Часом вода стає джерелом зараження людини тваринами паразитами - глистами. Іноді через воду відбувається зараження лямбліями, які вражають тонкий кишечник і печінку.

Якість води визначається за наявністю в ній хімічних включень, які раніше всього виявляють наші органи чуття: нюх, зір. Так, мікрочастинки міді надають воді деяку каламутність, заліза - червоність. За даними МОЗ України та Міністерства навколишнього природного середовища та ядерної безпеки України, наведеним у "Національному плані дій з гігієни навколишнього середовища" (розроблений у 1998 р):  • щорічно до 10% досліджених проб води з водопровідних мереж не відповідають гігієнічним нормативам за органолептичними властивостями, загальної мінералізації, вмісту хімічних речовин;  • практично кожна восьма проба питної води із сільських водопроводів і кожна третя з джерел децентралізованого водоспоживання не відповідаєвимогам за бактеріологічними показниками;  • кількість аварій, що відбуваються в результаті надзвичайно поганий стан водопровідної мережі, на рівень перевищує відповідну норму в країнах Європи;  • питна вода в деяких регіонах України - значний фактор ризику виникнення інфекційних захворювань. [5] Мета: ознайомитися з видами та проблемами води, вивчити хімічні та фізичні методи дослідження води, а також дослідити деякі зразки самостійно, дослідним шляхом перевірити якість питної води в Україні, з`ясувати роль води у житті людини, поглибити свої знання в данній темі. Об’єкт: вода трьох зразків: торгових марок *знаменівська* та *bonaqua* і вода з фільтру Предмет: фізичні і хімічні методи дослідження води трьох зразків: торгових марок *знаменівська* та *bonaqua* і вода з фільтру

Розділ 1 Фізичні властивості та методи дослідження води

1.1 Фізичні властивості води До них відносяться запах, смак, колір і прозорість, тобто ті властивості, які можуть бути визначені органами почуттів людини. Каламутна, пофарбована в який-небудь колір або має неприємний запах і смак вода неповноцінна в санітарно-гігієнічному відношенні навіть у тому випадку, якщо вона нешкідлива для організму людини. Погіршення властивостей води негативно позначається на водно-питному режимі, рефлекторно впливає на багато фізіологічні функції, зокрема на секреторну діяльність шлунка. [1] Прозорість. Це важливий показник чистоти води. Під прозорістю води розуміється її здатність пропускати світло і робити видимими предмети, що знаходяться на певній глибині. Прозорість води визначається кількістю містяться в ній механічних і хімічних домішок. Прозорість питної води повинна бути не менше 30 см, Важливим чинником, що визначає прозорість води в непроточних водоймищах, є біологічні процеси. Прозорість води тісно пов'язана з біомасою і продукцією планктону. Чим краще розвинений планктон, тим менше прозорість води. Таким чином, прозорість води може характеризувати рівень розвитку життя у водоймищі.  У природних водоймах для оцінки прозорості користуються диском Секкі. Його опускають на таку глибину, щоб він повністю зник з виду, ця глибина й уважається прозорістю. Подібний спосіб виміру був уперше застосований у ВМС США в 1804 році. У цей час існує також ряд електронних приладів для виміру прозорості води.

Чиста вода — прозора речовина з показником заломлення у видимому діапазоні 1,33. Вода, проте поглинає електромагнітні хвилі в інфрачервоній та ультрафіолетовій областях спектру.

Прозорість води залежить від товщини шару, через яку проходить світло, від кольоровості й мутності води, тобто від вмісту в ній різних забарвлених завислих мінеральних і органічних речовин.

Мірою прозорості служить висота стовпа води, за якої можна спостерігати білий диск-прозоромір певних розмірів, що його занурюють у воду, або розрізняти на білому папері стандартний шрифт певного розміру та типу. Результати виражаються в сантиметрах із зазначенням способу вимірювання. За ступенем прозорості води поділяють на: 1) прозорі; 2) слабко прозорі; 3) слабко каламутні; 4) каламутні; 5) сильно каламутні Мутність води залежить від наявності у воді зважених частинок мінерального або органічного походження. Підвищена каламутність обмежує водоспоживання, свідчить про забруднення природних вод. Мутність є показником ефективності процесу освітлення води на очисних спорудах.

Чиста вода — безбарвна прозора рідина, без запаху і смаку. За нормального атмосферного тиску при 0°С вона замерзає і перетворюється улід, а при 100°С — кипить, перетворюючись у пару. У газоподібному стані вода існує і за нижчої температури, навіть нижче 0°С. Тому лід і сніг теж поступово випаровуються.

Колір. Питна вода повинна бути безбарвною. Забарвлення води, як і її каламутність, робить воду неприємною для пиття. Абсолютно безбарвна вода зустрічається рідко, наприклад в підземних водоносних шарах. У відкритих водоймах вода зазвичай має той чи інший відтінок. Жовтуватий відтінок найчастіше свідчить про наявність у воді солей заліза або гумінових речовин. Він характерний для води боліт. Зеленавий колір воді надають мікроводорості. Інколи жовтуватий колір з’являється після пом’якшення води. Це можна пояснити тим, що дана вода містить органічні речовини. В основному це гумусові речовини і танніни (суміш органічних речовин, гумусових кислот). Гумусові речовини є високомолекулярними органічними сполуками.

Найбільшими постачальниками у природні води органічних речовин є ґрунтовий і торф'яний гумус, продукти життєдіяльності і розкладання рослинних і тваринних організмів, стічні води побутових і промислових підприємств.

Міра кольору природних вод вимірюється в градусах платиново-кобальтової шкали і називається забарвленням.

Запах.

Чиста питна вода не повинна мати ніякого запаху. Запах вказує на присутність у воді або продуктів біологічного розпаду рослинних або тваринних організмів, або будь-яких хімічних сполук, сторонніх для питної води. Хоча іноді це лише наслідок надмірної кількості у воді солей сірчаної кислоти, наприклад сірчистого заліза. Це найчастіше характерно для певних мінеральних вод. Фенольний, смоляний та інші запахи свідчать про можливе забруднення води промисловими стічними водами, запах хлору - про надлишкові концентраціях залишкового хлору, який використовується для знезараження питної води і води в плавальних басейнах (вище 0 ,5-0, 6 мг в 1 л води). Інтенсивність запаху питної води оцінюється за 5-ти бальною системою. Згідно СанПіН 2.1.4.1074-01 «Питна вода», запах води не повинен перевищувати 2 балів. Смак. Питна вода не повинна мати сторонніх присмаків. Смак води залежить від її мінерального складу, температури, концентрації розчинених у ній газів (кисню і вуглекислого газу). Кип'ячена вода менш смачна внаслідок втрати газів і двовуглекислого солей кальцію і магнію. Зміни смаку води або поява неприємного смаку свідчать про можливу наявність в ній органічних речовин, продуктів розпаду різних органічних речовин тваринного або рослинного походження. [6]

Густина води — це її маса в одиниці об’єму (в 1 м³), вимірюється в кг/м³. Співвідношення ваги одиниці об’єму морської води за будь-якої температури до ваги одиниці об’єму дистильованої води за тієї самої температури називається питомою вагою морської води, яка визначається так само, як і умовна густина. Найбільшу густину вода має при +4°С. Масу 1 см³ чистої води при цій температурі прийняли за одиницю і назвалиграмом. На відміну від інших рідин, вода при охолодженні від + 4 до 0°С розширюється. Тому лід легший від води (на 8 %) і не тоне у ній. Завдяки цьому, а також малій теплопровідності шар льоду захищає глибокі водойми від промерзання до дна, і цим забезпечується у них життя.

Вода характеризується великою питомою теплоємністю, що дорівнює за означенням калорії 1 кал/г-град. Завдяки цьому температура океанів і морів змінюється досить повільно, і цим регулюється температура на поверхні земної кори. Цим пояснюється також те, що клімат на островах рівномірніший, ніж на материках.

Фізичні властивості води великою мірою зумовлені тим, що її молекули мають значний дипольний момент (1,844 Дебая). Оскільки атоми Оксигену є більшелектронегативними, ніж атоми Гідрогену, вони відтягують на себе електронну густину ковалентних зв'язків у молекулах води. Через це на перших (O) виникає частковий негативний заряд (2δ^-), а на других (H) — вдвічі менший за значенням позитивний заряд (δ⁺). Внаслідок електростатичного притягування між атомами Гідрогену й Оксигену сусідніх молекул води, між ними формується водневий зв'язок. Завдяки такій взаємодії конденсація води відбувається при порівняно високій температурі. Так, наприклад, набагато важчі молекули кисню і вуглекислого газу при цих температурах конденсованої фази не утворюють.

У будь-який момент часу в рідкій воді більшість молекул утворюють водневі зв'язки, проте час життя кожного з них дуже короткий (від 1 до 20 пс). Після руйнування одного зв'язку наступний, із тим же або іншим партнером, утворюється приблизно через 0,1 пс. Тимчасові групи молекул води, сполучених між собою водневими зв'язками, називають «кластерами, що мигають». Сила водневих зв'язків досить невелика (енергія розриву 23 кДж/моль), проте вони дуже суттєво впливають на властивості води, через їх велику кількість.

Завдяки своїй формі молекули води можуть сполучатись водневими зв'язками із чотирма іншими. Саме таким чином вони організовані у кристалах льоду. Проте в рідкій воді молекули менш впорядковані і перебувають у стані постійного руху, тому середня кількість зв'язків, що утворюються кожною із них, в будь-який момент часу становить 3,6.

У воді виявлено наявність когерентних дальнодіючих диполь-дипольних взаємодій, як в льоду. Це означає, що структура рідкої води має більше схожості з льодом, ніж вважалося раніше. [7] Вода — це полярний розчинник, в ній добре розчиняються полярні і заряджені сполуки, які ще називають гідрофільними. Речовини, що складаються із неполярних молекул, у воді не розчиняються, їх називають гідрофобними. Гідрофобними, а отже і погано розчинними, зокрема є такі гази як кисень і вуглекислий газ. Тому багато живих організмів, в тому числі і людина, мають спеціальні транспортні білки, такі як гемоглобін та міоглобін, для перенесення кисню по тілу, а вуглекислий газ в крові перебуває у формі бікарбонату (HCO-3).

Здатність води ефективно розчиняти полярні і заряджені речовини зумовлена високою діелектричною проникністю, її діелектрична стала при температурі 25 °C становить 78,5 (для порівняння діелектрична стала неполярного розчинника бензену при тій же температурі 4,6). Наприклад, під час розчинення хлориду натрію молекули води утворюють гідратні оболонки навколо іонів Na⁺ і Cl^-, таким чином стабілізують їх, частково нейтралізують їхні заряди, і не дозволяють взаємодіяти одне з одним утворюючи кристали. [1]

Головною особливістю води є в’язкість. Сама по собі в’язкість – це здатність якого-небудь речовини (будь то рідина, газ або тверде тіло) чинити опір під час переміщення частинок речовини відносно один одного. Дана характеристика може бути двох видів – об’ємна і тангенціальна. Об’ємна в’язкість – це здатність речовини приймати розтягуючі зусилля. Вона проявляється при поширенні в воді звукових або ультразвукових хвиль. Тангенціальна в’язкість характеризується здатністю рідини чинити опір зсувні зусилля.

Коли вчені досліджували в’язкість води, було з’ясовано, що опір речовини при розтягуванні і зрушеннях залежить від швидкості руху часток різних шарів рідини. Якщо шар, який пересувається швидше, діє на шар, який рухається повільніше, то в дію приводиться прискорювальна сила. Якщо ж все відбувається з точністю до навпаки, то починає діяти гальмуюча сила. Вищезазначені сили спрямовані по дотичній до поверхонь шарів.

За законом Ньютона була виведена формула = d /dn, згідно з якою сила внутрішнього тертя пропорційна градієнту швидкості по нормалі і площі впливу. Якщо відносити силу тертя до площі, яка дорівнює одиниці, то отримаємо дотичне напруження в рідині, що й позначено у вищевказаній формулі. В’язкість води при різних температурах змінюється, тобто значення її коефіцієнтів зменшуються при підвищенні температури. Таким чином, динамічний коефіцієнт в’язкості у солоної води буде трохи відрізнятися від коефіцієнта прісної. При розрахунку самого показника різниця буде коливатися приблизно в межах 5%. Молекула  води  має  кутову  будову:  ядра,  що  входять  до  її  складу,  утворюють  рівнобедрений  трикутник,   в  основі  якого  лежать  розміщенні  два  протони,  а  у  вершині -  ядро  атома  кисню.   Довжина  кожного  зв’язку  Н – О   близька  до  0,1  нм  на  відстань  між  ядрами  атомів  водню  дорівнює  близько  0,15  нм.   З  восьми  електронів,  що  становлять  зовнішній  електронний  шар  атома  кисню  в  молекулі  води  Н : О : Н   дві  електронні  пари  утворюють  ковалентні  зв’язки  О – Н,  а  інші  чотири  електрони  - дві  не поділенні  електронні  пари.

Атом  кисню  у  молекулі  перебуває  в  стані  sр  - гібридизації.   Тому  валентний  кут  Н О Н  ( 104,3 )  близький  до  тетраедричного ( 109,5 ).   Електрони,  що  утворюють  зв’язки  О – Н,  зміщені  до  більш  електронегативного  атома  кисню,  в  результаті  чого  атоми  водню  набувають  ефективних  позитивних  зарядів.

Неподілені  електронні  пари,  що  перебувають  на  гібридних  sр  - орбіталях,  зміщені  відносно  ядра  атома  кисню  і  утворюють  два  негативні  плюси.

Під  час  нагрівання  води  частина  теплоти  витрачається  на  розрив  водневих  зв’язків  ( енергія  розриву  водневого  зв’язку  у  воді  становить  приблизно  25  кДж / моль ).   Цим  пояснюється  теплоємність  води.

Водневі  зв’язки  між  молекулами  води  повністю  розривається  тільки  тоді,  коли  вада  переходить  в  пару.   При  20 С  у  рідкій  воді  зберігається  ще  близько  половини  водневих  зв’язків. [8]

1.2.Фізичні методи дослідження води Фізичні методи аналізу — сукупність методів дослідження структури, складу та властивостей речовин, а також фізико-хімічних процесів, що в них відбуваються, з метою їх ідентифікації та створення нових речовин із заданими властивостями. У фізичних методах аналізу кількість речовини визначають вимірюванням параметра певної фізичної властивості речовини, причому хімічні реакції або зовсім не проводяться, або мають другорядне значення. До фізичних властивостей належать, наприклад, густина речовини, теплопровідність, колір, електропровідність, твердість, радіоактивність та ін. Підготовчий етап фізичних методів аналізу полягає в тому, що спочатку експериментально встановлюють залежність певної фізичної властивості речовини від кількості або концентрації цієї речовини в розчині і складають відповідні таблиці; іноді користуються також графіком, на осі ординат якого відкладають чисельний параметр фізичної властивості речовини, на осі абсцис - концентрацію. За такими таблицями або графіком легко визначити невідому концентрацію речовини, якщо виміряти параметр якоїсь фізичної властивості системи.