Самое необыкновенное вещество в мире - [16]

А знаете ли вы, что кровь человека и других животных близка по составу к морской воде? И что растения извлекают из земли питательные вещества в виде водного раствора? Если бы вода не обладала удивительным свойством — необычайно высокой

66

■ (?Кц

	i\ S ' 1 >’
	НЭШ

диэлектрической проницаемостью, море не было бы соленым. Но это некому было бы заметить — не было бы на Земле жизни.

Распадаются ли в воде на ионы ее собственные моле- Да, распадаются. Молекулы воды очень проч- ны, но все же очень небольшая часть их диссоциирует на ионы:

При этом из каждого мил-

лиарда молекул воды при обычной температуре дис- социированы всего лишь только две молекулы.

Свободный протон Н⁺ —ядро атома водорода, —конечно, не может существовать в водной среде: ион водорода немедленно присоединяется к молекуле воды и образует ион гидроксония Н₃0⁺.

Да, как буд- то бы может. Правда, такая вода еще пока не полу- чена. Но ученые установили, что если воду нагревать все больше и больше, то диссоциация ее молекул на ионы будет возрастать.

При очень высокой температуре должно наступить такое удивительное состояние воды, при котором в ней не останется ни одной молекулы воды, все они распадутся на ионы.

Удалось рассчитать, что такое состояние воды должно наступить при температуре не ниже 900°С. Давление при этом должно быть не менее 15 ГПа.

Может быть, такая вода существует в недрах Зем- ли. Интересно, какие у нее свойства.

Конечно, проще

всего предположить, что молекулы воды в воде обра- зуются при взаимодействии протона и иона водорода с отрицательным ионом — гидроксилом. Так это и было написано во всех школьных учебниках мира. Потом химики стали считать, что молекулы воды

68

Так как размеры иона гидроксония гораздо боль- ше размеров «голого» протона — иона водорода Н⁺, то столкновения гидроксила с гидроксонием должны происходить чаще, чем с протоном, и скорость реак- ции должна быть выше. Можно даже теоретически рассчитать, определив размеры частиц, значение констант скоростей обеих реакций — и с протоном и с ионом гидроксония.

Однако опыт привел к неожиданному и удивитель- ному результату: оказалось, что константа скорости реакции на самом деле имеет еще большее значение и молекулы воды в воде образуются и не из ионов водорода Н+, как учили школьные учебники, и не из ионов гидроксония, как считают почти все химики, а из частиц гораздо больших размеров. Ученые ду- мают, что вода в воде образуется из больших ионов H₉OJ и Н₇0^ .

Уравнение реакций образования воды в воде теперь выглядит даже для глаза химика удиви- тельно:

69

образуются при взаимодействии гидроксила с ионом гидроксония:

Почему вода «мокрая»? Вода не очень «мокрая», если считать, что этот шутливый вопрос относится к способности воды смачивать другие тела. Боль- шинство жидкостей гораздо «мокрее» воды. Вода с трудом смачивает металлы, совершенно не смачивает жирные поверхности. Водой не намочишь парафин. Капли воды скатываются с поверхности многих полимерных материалов: тефлона, полиэтилена и др. Спирт же, например, или керосин очень хорошо смачивают почти любые тела. Это объясняется тем,

что силы взаимодействия между молекулами воды так необычайно велики, что вода собирается в капли там, где все другие жидкости растекаются.

Это свойство воды причиняет много огорчений в обыденной жизни и в технике: загрязненные жиром или маслами руки водой не отмоешь. Из-за этого и было изобретено мыло. Химиками было синтезиро- вано много специальных веществ — «смачивателей», которые применяются в технике, чтобы воду сделать «мокрее».

А сухой вода может быть? Оказывается, может. Не- давно ученые сумели приготовить сухую воду. К обычной воде добавили немного тонкого порошка несмачиваемой кремниевой кислоты. Вода сразу становится сухой и сыпучей. Ее можно пересыпать, перевозить в пакетиках; даже на ощупь такая вода совсем не влажная, а сухая и холодная.

А что такое «скользкая» вода? «Скользкая» вода за- служивает большого внимания. Речь идет об очень удивительных свойствах, которые может приобре- тать вода в зависимости от природы растворенных в ней примесей. То, что свойства воды должны зави- сеть от того, что в ней содержится, — это совершенно ясно и никого удивлять не может.

Но чтобы так резко могли изменяться основные свойства вещества от ничтожных добавок, как это было обнаружено на примере влияния на свойства воды малых добавок одного растворимого полиме- ра, — этого никто из ученых предвидеть не мог.

Оказалось, что если растворить в воде ничтожное количество растворимого полимера — полиэтилено- ксида, то вода приобретает удивительные свойства, за которые этот раствор и получил название «скольз- кой» воды. Такая вода течет по трубам почти втрое быстрее обычной. Струя такой воды из шланга бьет

70

в два с половиной раза дальше. Тела движутся в ней гораздо быстрее. «Скользкую» воду начинают при- менять при тушении пожаров.

Какую форму имеет вода? Хотя этот вопрос может показаться странным, но он задан совершенно пра- вильно. Вода обладает собственной формой, как и любая другая жидкость. Ее форма — шар. Утвержде- ние учебников, что вода принимает форму сосу- да, а собственной не имеет, неверно. Ее собственная