Самое необыкновенное вещество в мире - страница 19

Именно благодаря аномально высокой диэлектри- ческой проницаемости вода — один из самых сильных растворителей. Она даже способна раство- рить любую горную породу на земной поверхности. Медленно и неотвратимо она разрушает даже грани- ты, выщелачивая из них легкорастворимые составные части.

Нет в природе такой прочной породы, которая могла бы сопротивляться всемогущему разрушите- лю — воде.

Ручьи, речки и реки сносят растворенные водой примеси в океан. Вода из океана испаряется и вновь возвращается на землю, чтобы снова и снова продол- жать свою вечную работу. А растворенные соли оста- ются в морях и океанах.

Не думайте, что вода растворяет и сносит в море только то, что легко растворимо, и что в морской воде содержится только обычная соль, которая стоит на обеденном столе. Нет, морская вода содержит в себе почти все элементы, существующие в природе. В ней есть и магний, и кальций, и сера, и бром, и йод, и фтор. В меньшем количестве в ней найдены железо,

65

медь, никель, олово, уран, кобальт, даже серебро и золото. Свыше шестидесяти элементов нашли хими- ки в морской воде. Наверное, будут найдены и все остальные. Больше всего в морской воде поваренной соли. Поэтому вода в море соленая.

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

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:

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 Н_>30^>+.

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 H_>9OJ и Н_>70^ .

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,