Курсовая работа по химии "Биологическое значение воды"

                                           Содержание

Введение

Нахождение в природе

Биологическое значение воды

Состав воды

Физические свойства воды

Химические свойства воды

Особенности талой воды

Информационная роль воды

Лечение водой

Климат и погода

Водные ресурсы Земли

Использование водных ресурсов

Охрана водных ресурсов

Проблемы загрязнения водных ресурсов

Заключение

Список литературы

                                             Введение

       Вода! У тебя нет ни вкуса, ни цвета, ни запаха, тебя не опишешь, тобою наслаждаешься, не понимая, что? ты такое. Ты не просто необходима для жизни, ты и есть жизнь. С тобой во всем существе разливается блаженство, которое не объяснить только нашими пятью чувствами. Ты возвращаешь нам силы и свойства, на которых мы уже поставили было крест. Твоим милосердием снова отворяются иссякшие родники сердца [1].

       Без воды жизнь на нашей планете не могла бы существовать. Вода важна для живых организмов по двум причинам. Во-первых, она является необходимым компонентом живых клеток, и, во-вторых, для многих организмов она служит еще и средой обитания.

Цель данной работы – изучение воды как уникального минерального ресурса планеты, ее физико-химические свойства и как следствие значение для всех живых организмов.

       Вода является основным компонентом большинства растительных клеток и тканей. Содержание воды в клетках варьирует в зависимости от типа клеток и физиологических условий. Например, в корне моркови содержится около 85 % воды, тогда как молодые листья салата на 95 % состоят из воды.

В некоторых сухих семенах и спорах содержание воды составляет всего лишь 10 %; однако, для того чтобы они стали метаболически активными, содержание воды в них должно существенно увеличиться.

Вода является средой, в которой происходит диффузия растворенных соединений по клеткам растения; представляет собой вещество, необычайно удобное для регуляции температуры; служит растворителем необходимым для протекания многих биохимических реакций; наконец, вода довольно мало сжимаема при давлениях, существующих в организме, что подчеркивает ее роль в поддержании структуры растения.

Минеральные вещества, необходимые для роста, и органические соединения, синтезируемые в ходе фотосинтеза – все они транспортируются по растению в виде водных растворов. У активно растущих растений существует непрерывный водный поток из почвы через тело растения к листьям, где вода испаряется в основном через устьица.

        Вода представляет собой один из необходимых метаболитов, т.е. непосредственно участвует в метаболизме. Она служит источником кислорода, выделяемого в ходе фотосинтеза, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа. При образовании АТФ – важного макроэргического соединения – из АДФ и фосфата происходит отщепление воды, иными словами, подобное фосфорилирование есть не что иное, как процесс дегидратации, происходящий в водном растворе в биологических условиях; вода участвует в реакциях гидролиза. Таким образом, знание уникальных свойств воды имеет громадное значение для общего понимания физиологии растений.

Если оба атома водорода заменить на атомы дейтерия (²Н), то мы получим тяжелую воду, или окись дейтерия с молекулярной массой 20. В воду можно также ввести атом трития (³Н), который радиоактивен и имеет период полураспада 12,4 г. Такая вода оказалась полезным инструментом в изучении скорости  ее диффузии в тканях растений. Возможно пометить воду замещая обычный изотоп воды ¹⁶О на тяжелый изотоп ¹⁸О. Этот тип метки был использован для доказательства того, что кислород, выделяемый в ходе фотосинтеза, происходит из воды, а не из углекислого газа.

        Сегодня уже не надо доказывать, какую роль играет вода в жизнедеятельности человека: от ее качества зависит состояние здоровья людей, уровень их санитарно-эпидемиологического благополучия, степень комфортности и, как следствие, социальная стабильность общества в целом.

                                  Нахождение в природе

Вода является самым распространенным на Земле веществом. Поверхность земного шара на 3/4 покрыта водой (океаны, моря, озера, ледники). В больших количествах вода также находится в атмосфере и земной коре. Наша планета буквально пропитана водой и окутана водяным паром. Общие запасы свободной воды на Земле составляют 1,4 млрд. км³. Почти столько же воды находится в физически и химически связанном состоянии, например в природных кристаллогидратах: глауберовой соли Na₂SO₄ · 10H₂O, бокситах

Al2O3 x nH2O и др [2, с.335].

                                    Биологическое значение воды

Жизнь возникла в воде, вода входит в состав живых тел и является средой для протекания в организме биохимических реакций. Вода составляет основную часть цитоплазмы растительной и животной клетки, растительных соков, жидких тканей животных. Вода - это внутренняя и внешняя среда для многих из них. Она осуществляет транспортировку питательных веществ и кислорода, выводит продукты распада, участвует в дыхании и терморегуляции, т.е. поддерживает температуру тела. Почти все биохимические реакции в каждой живой клетке – это реакции в водных растворах. С водой удаляются из нашего тела ядовитые шлаки; вода, выделяемая потовыми железами и испаряющаяся с поверхности кожи, регулирует температуру нашего тела. Организмы животных и растений содержат от 50 до 90 % воды. В организме человека она составляет около 65% от массы тела. Большая часть воды в организме находится внутри клеток (70%), около 23%  составляет межклеточная вода, а остальная (7%) находится внутри кровеносных сосудов и в составе плазмы крови. Потеря организмом человека более 10% воды может привести к смерти [2, с. 336-337]. Представители животного и растительного мира содержат такое же обилие воды в своих организмах. Меньше всего воды, лишь 5 – 7% веса, содержат некоторые мхи и лишайники. Большинство обитателей земного шара и растения состоят более чем на половину из воды. Например, млекопитающие содержат 60 – 68 %; рыбы – 70 %; водоросли – 90 – 98 % воды. Вода служит для многих клеток и организмов средой обитания, для которой характерно довольно значительное постоянство условий. У каждой жидкости есть такое понятие как поверхностное натяжение. Из всех жидкостей самое большое поверхностное натяжение у воды (7,6 · 10-4 Н/м). Многие мелкие организмы, благодаря поверхностному натяжению воды, удерживаются на воде или скользят по её поверхности. Вода - это основа биологической жизни на Земле. Биологическое значение воды можно показать на примере медузы. Если высушить медузу, то остаток составит 0,1% ее живой массы. Организм форели на 84% состоит из воды, лягушки на 80%. За 9 - 10 дней вода проходит через весь организм.

        Вода известна как хороший растворитель - она растворяет многие вещества. Кроме того, вода является той физико-химической средой, благодаря которой может осуществляться большинство реакций обмена веществ, обеспечивающих непрерывный процесс разрушения и восстановления живых тканей.

        Таким образом, вода является основной биологической жидкостью. Она не только инертная среда, она может также вступать в соединение с другими компонентами живой материи. Необходимо особо подчеркнуть это ее значение в биологическом круговороте. Одновременно вода играет роль в регулировании температуры организма и необходима для орошения его тканей.

        Взрослый человек должен выпивать около 2,5 л воды в сутки. За 60 лет своей жизни он выпивает целую цистерну пресной воды (50 т). Пить очень пресные воды вредно, ибо это вызывает выщелачивание кальция из организма, особенно детского.

Жажда является естественной потребностью, ее вызывает повышение осмотического давления внутри организма. Это так называемая " тканевая жажда ", которую невозможно утолить, смазывая слизистую оболочку рта, эту потребность можно удовлетворить только введением жидкости в организм. В течение суток в пищеварительный канал поступает 9 -10 л жидкости, которая впитывается слизистой оболочкой. Из этого количества жидкости извне поступает только 2,5 л, а остальное количество распределяется следующим образом: 1,5 л слюны, столько же желудочного сока, 3 л кишечного сока, 0,7 л сока поджелудочной железы и 0,5 л желчи. В ухе у нас есть так называемый лабиринт, наполненный жидкостью, при ходьбе он регулирует равновесие нашего тела. Питьевой центр в нашем организме - это командный пункт, ведающий водным балансом человеческого тела. Он контролирует и регулирует беспрерывный обмен воды между отдельными органами. В среднем в сутки из организма человека выделяется 2 - 2,5 л воды. Чтобы поддержать водный баланс в организме необходимо вводить в него такое же количество воды.

Отсюда, очевидно то огромное значение, которое имеет вода для всех живых существ.

       Функции воды:

1) обеспечивает подержание структуры,

2) служит растворителем и средой для диффузии,

3) участвует в реакциях гидролиза,

4) является средой, где происходит оплодотворение,

5) обеспечивает распространение семян,

6) обуславливает осмос,

7) участвует в фотосинтезе,

8) транспортирует неорганические ионы и органические молекулы,

9) обеспечивает прорастание семян,

10) обеспечивает транспорт веществ,

11) обеспечивает осморегуляцию

12) способствует охлаждению,

13) служит одним из компонентов смазки,

14) служит опорой некоторым организмам,

15) выполняет защитную функцию,

16) способствует миграции организмов.

                                           Состав воды

Жидкая вода, соответствующая формуле Н2О в естественных условиях не существует. Полностью соответствует формуле Н2O лишь вода, находящаяся в парообразном состоянии. Много ученых работают над решением трудной проблемы получения абсолютно чистой воды. Но пока получить такую воду не удалось. Вода, близкая по составу формуле Н2О, находится только в нескольких лабораториях мира, как эталон. Необычные (аномальные) свойства воды были загадкой для ученых. Выяснилось, что они обусловлены тремя причинами: − полярным характером молекул; − наличием неподеленных электронных пар у атомов кислорода; − образованием водородных связей. Итак, молекула воды (H2O) состоит из двух атомов водорода (H) и одного атома кислорода (O). Оказывается, что едва ли не все многообразие свойств воды и необычность их проявления определяется, в конечном счете, физической природой этих атомов, способом их объединения в молекулу и группировкой образовавшихся молекул. В отдельно рассматриваемой молекуле воды атомы водорода и кислорода, точнее их ядра, расположены так, что образуют равнобедренный треугольник. В вершине его - сравнительно крупное кислородное ядро, в углах, прилегающих к основанию, - по одному ядру водорода. Модель молекулы воды, предложенная Нильсом Бором, показана на рис. 1.1а. В соответствии с электронным строением атомов водорода и кислорода молекула воды cодержит пять электронных пар. Они образуют электронное облако. Облако неоднородно - в нем можно различить отдельные сгущения и разрежения. У кислородного ядра создается избыток электронной плотности. Внутренняя электронная пара кислорода равномерно обрамляет ядро: схематически она представлена окружностью с центром - ядром O2 - (рис. 1.1а). Четыре внешних электрона группируются в две электронные пары, тяготеющие к ядру, но частично не скомпенсированные. Схематически суммарные электронные орбитали этих пар показаны в виде эллипсов, вытянутых от общего центра – ядра O2. Каждый из оставшихся двух электронов кислорода образует пару с одним электроном водорода. Эти пары также тяготеют к кислородному ядру. Поэтому водородные ядра – протоны, оказываются несколько оголенными, и здесь наблюдается недостаток электронной плотности. Таким образом, в молекуле воды различают четыре полюса зарядов: два отрицательных (избыток электронной плотности в области кислородного ядра) и два положительных (недостаток электронной плотности у двух водородных ядер).

          Рис. 1.1а. Строение молекулы воды. Угол между связями О-Н         

Для большей наглядности можно представить, что полюса занимают вершины деформированного тетраэдра, в центре которого находится ядро кислорода (рис. 1.1б).

Рис. 1.1б. Строение молекулы воды. Расположение полюсов заряда

Общий вид электронного облака молекулы воды показан на рис. 1.1в.

Рис. 1.1в. Строение молекулы воды. Внешний вид электронного облака

Почти шарообразная молекула воды имеет заметно выраженную полярность, так как электрические заряды в ней расположены асимметрично. Каждая молекула воды является миниатюрным диполем с высоким дипольным моментом - 1,87 Дебая (Дебай - внесистемная единица электрического дипольного момента молекул). Полярность молекул воды, наличие в них частично не скомпенсированных электрических зарядов порождает склонность к группировке молекул в укрупненные «сообщества» - ассоциаты. В температурном интервале от 0 до 100°С концентрация отдельных (мономерных молекул) жидкой воды не превышает1%. Все остальные молекулы воды объединены в ассоциаты различной степени сложности, и их состав описывается общей формулой (H2O)x.  Непосредственной причиной образования ассоциатов являются водородные связи. Они возникают между ядрами водорода одних молекул и электронными «сгущениями» у ядер кислорода других молекул воды. Правда, эти связи в десятки раз слабее, чем «стандартные» внутримолекулярные химические связи, и достаточно обычных движений молекул, чтобы разрушить их. Но под влиянием тепловых колебаний так же легко возникают и новые связи этого типа. Возникновение и распад ассоциатов можно выразить схемой: x H2O = (H2O)x. Поскольку электронные орбитали в каждой молекуле воды образуют тетраэдрическую структуру, водородные связи могут упорядочить расположение молекул воды в виде тетраэдрических координированных ассоциатов (рис. 1.2).

Рис.1.2. Схема объединения молекул воды.

Возможны и другие модели водной структуры. Тетраэдрически связанные молекулы воды образуют своеобразные рои довольно стабильного состава. Пространства между роями заполняют мономерные молекулы воды. Исследователи раскрывают все более тонкие и сложные механизмы «внутренней организации» водной массы. Кроме льдоподобной структуры, жидкой воды и мономерных молекул, описан и третий элемент не тетраэдрической структуры. Определенная часть молекул воды ассоциирована не в трехмерные каркасы, а в линейные кольцевые объединения. Кольца, группируясь, образуют еще более сложные комплексы ассоциатов. Изучение структуры жидкой воды еще незакончено; оно дает все новые факты, углубляя и усложняя наши представления об окружающем мире. Развитие этих представлений помогает понять многие аномальные свойства воды и особенности взаимодействия ее, как растворителя, с другими веществами.   Изотопный состав воды. Вода имеет молекулярный вес равный 18. Однако, не все молекулы воды являются одинаковыми. Часть молекул воды имеет вес 19, 20, 21 и даже 22. Это происходит потому, что некоторые молекулы воды составлены не из обычных атомов кислорода и водорода, имеющих атомный вес 16 и 1 соответственно, а из атомов более тяжелых. Кроме атомов кислорода, имеющих атомный вес 16, в воде обнаружены атомы кислорода с весом 17 и 18, которые обозначаются 17О и 18О. Количество «тяжелых» атомов в общей смеси атомов кислорода очень мало и определяется соотношением 16О : 17О : 18О = 3150 : 5 : 1. Для водорода найдены также тяжелые атомы с весом 2 и 3. Изотопы водорода распространены на Земле в соотношении: 1Н (протий) 99,9844%, 2Н (D-дейтерий) 0,0156%, 3Н (Т- тритий) 3х10-16 %. В гидросфере количество протия (1Н) примерно в 6000 раз больше, чем дейтерия. Открытие изотопов вызвало большой интерес к возможности получения «тяжелой воды». Соединение дейтерия с кислородом D2O называется “тяжелой водой”. По своим физическим свойствам «тяжелая вода» отличается от «обычной воды». Плотность D2O равна 1,1056 при +4°С. Температура плавления +3,81°С. Кипения +101,4°C. Температура максимальной плотности +11,3°С. «Тяжелая вода» токсична: она замедляет биохимические реакции, и живые организмы в ней погибают. Так как температура плавления «тяжелой воды» +3,81°С, то талая вода содержит меньше «тяжелой воды», чем обычная. Было замечено, что люди, живущие в высокогорных районах и использующие для питья талую воду, живут в среднем значительно дольше. Влияние талой воды на продолжительность жизни было подтверждено опытами на животных. Различие в содержании «тяжелой воды», наблюдающееся в природе, объясняется тем, что происходит частичное разделение изотопов. Одной из главных причин разделения изотопов является процесс испарения. Упругость паров «тяжелой воды» хотя и незначительно, но ниже обычной воды, а так как процесс испарения является основным фактором круговорота воды, то обогащение воды изотопами в местах испарения и обеднения ими в местах конденсации может вызвать заметную разницу в плотностях больших масс воды. Изотопный состав подземных вод также в значительной степени зависит от атмосферных осадков, но закономерности его формирования значительно сложнее. Больше всего близок к составу атмосферных вод изотопный состав подземных вод зоны активного водообмена. По изменению изотопного состава воды возможно определение взаимосвязи подземных вод с поверхностными водоемами, определение источников питания подземных вод и оценка взаимосвязи водоносных горизонтов.  В глубоких водоносных горизонтах артезианских вод подземное испарение протекает очень слабо, и формирование изотопного состава подземных вод регулируется обменными процессами в системе вода - горная порода. Так, в Западной Сибири пресные и соленые воды и рассолы выщелачивания каменной соли неглубоких горизонтов (до 500м) по концентрации дейтерия и кислорода-18 напоминают атмосферные воды⦋3, с. 6-10⦌.

                                    Физические свойства воды

На земле нет другого такого соединения, которое обладало бы таким широ-ким набором удивительных свойств, как вода:

1. При замерзании вода расширяется, а не сжимается. Её объём увеличи-

вается на 10%, а плотность соответственно уменьшается. Поэтому лед плава-ет и защищает зимой водоемы от промерзания.

2. Вода единственное вещество на земле, которое существует одновре-

менно в 3-х агрегатных состояниях: твердом, жидком и газообразном.

3. У воды исключительно высокая величина поверхностного натяжения (σ), поэтому она способна подниматься по тонким капиллярам. С этим связаны многие особенности циркуляции воды в почве, образование различных пленочных вод, движение соков в растениях, кровообращение.

4. При нагревании от 0 до 4°С плотность воды увеличивается, а не умень-

шается, как у других веществ. Максимальную плотность вода имеет при 4°С, а не при 0°С. Плотность воды при 4°С и давлении 1 атм. принята за единицу

плотности твердых и жидких веществ.

       Указанные свойства воды играют определенную роль в природе. Например, влажные воздушные массы, поступающие из более теплых, южных широт в более холодные, северные, выделяют дополнительное количества тепла в результате перехода воды из газообразного в жидкое, а потом твердое состояние. Наоборот, таяние льда, принесенного рекой с расположенных севернее верховий, вызывает значительное понижение температуры, вплоть до заморозков. Замерзшая в трещинах влага разрушает твердые скалы ⦋10, с. 60⦌.

5. Диэлектрическая постоянная воды выше, чем у других жидкостей.

Например, бензол – 2,3, хлороформ – 5,1, уксусная кислота – 21, вода – 81.

6. Вода обладает высокой теплоемкостью, в 3000 раз большей, чем воздух. Это значит, что при охлаждении 1м3 воды на 1° на столько же нагревается 3000 м3 воздуха ⦋3, с.6⦌.

        Вода—прочное вещество: чтобы «разорвать» столбик абсолютно чистой воды площадью поперечного сечения 1 квадратный сантиметр, требуется усилие в 20т. Но в природе нет абсолютно чистой воды. В лабораторных условиях достигнута чистота воды с границей прочности поверхностного натяжения 150 кг на 1 квадратный сантиметр, что соответствует границе прочности на разрыве некоторых сортов стали. Именно в силу этого капли воды имеют шарообразную форму. Определенное изменение физических свойств воды происходит под воздействием внешних полей. Известны, например, данные о влиянии электрического поля, которое на 11—18 % увеличивает скорость испарения воды. Под действием ультразвука уменьшается ее вязкость. Свежеконденсированная вода обладает повышенной плотностью. После снятия действия внешних полей вода какое-то время сохраняет вызванные ими аномальные свойства—эту способность называют «структурной памятью» воды. В последние годы открыта еще одна особенность воды. Скорость распространения звука в воде морей и океанов при температуре 25 градусов и давлении в 1 атмосферу (98 066, 5 Па) составляет 1496,3 м/с. Благодаря разной плотности, температуре, солености воды в толще морей образуется слоистость и возникают звукопроводящие каналы, способные передавать акустические колебания на расстояние в несколько сотен километров ⦋10, с.61 ⦌.

                                    Химические свойства воды

Вода активное в химическом отношении вещество.

Na + 2H2O = H2 +2NaOH

2K + 2H2O = H2 +2KOH

Железо реагирует с водой при нагревании по реакции:

1. Вода реагирует со многими металлами с выделением водорода.

3 Fe + 4H2O = 4H2 +Fe3O4

Не все, а только достаточно активные металлы могут участвовать в окис-

лительно-восстановительных реакциях такого типа. Наиболее легко реагируют щелочные и щелочноземельные металлы I и II групп.

Из неметаллов с водой реагируют, например, углерод и его водородное

соединение (метан). Эти вещества гораздо менее активны, чем металлы, но все же способны реагировать с водой при высокой температуре:

С + H2O = H2 + СО ( при сильном нагревании)

СН4 + 2H2O = 4H2 + СО2 ( при сильном нагревании)

2. Вода разлагается на водород и кислород при действии электрического тока. Это также окислительно-восстановительная реакция, где вода является одновременно и окислителем, и восстановителем.

2Н2О электрический ток 2Н2 + О2

3. Вода реагирует со многими оксидами неметаллов. В отличие от предыдущих, эти реакции не окислительно-восстановительные, а реакции соединения.

SO2 + H2O = H2SO3 сернистая кислота

SO3 + H2O = H2SO4 серная кислота

СO2 + H2O = H2СO3 угольная кислота

4. Некоторые оксиды металлов также могут вступать во взаимодействие с водой.

СаО + Н2О = Са(ОН)2 гидроксид кальция или гашеная известь)

Не все оксиды металлов способны реагировать с водой. Часть из них практически нерастворима в воде и поэтому с водой не реагирует. Это ZnO,

TiO2, Cr2O3, из которых приготавливают стойкие к воде краски. Оксиды железа и алюминия также не растворимы в воде и не реагируют с ней.

5. Вода образует многочисленные соединения, в которых ее молекула полностью сохраняется. Это гидраты. Если гидрат кристаллический, то он называется кристаллогидратом. Например:

CuSO4 + 5H2O = CuSO4 5H2O

H2SO4 + H2O = H2SO4 H2O гидрат серной кислоты

NaOH + H2O = NaOH H2O гидрат едкого натра

Соединения, связывающие воду в гидраты и кристаллогидраты, используют в качестве осушителей. С помощью их, например, удаляют водяные пары из влажного атмосферного воздуха.

6. Особая реакция воды – синтез растениями крахмала (С6Н10О5)n и других подобных соединений (углеводов), происходящая с выделением кислорода.

6nСО2 + 5nН2О = (С6Р10О5)n + 6Н2О

7. В комплексных соединениях вода является лигандом и координируется как катионами [Cr(H2O)6]Cl3, [Pt(H2O)2Cl4], так и анионами [A(H2O)m]n-.

8. При взаимодействии с солями происходит гидролиз последних с

образованием кислых, основных и средних солей:

Na2CO3 + H2O = NaHCO3 + NaOH

FeCl3 + H2O = FeOHCl2 + HCl

Al2S3 + H2O =Al(OH)3 + H2S

Процесс ступенчатого гидролиза солей используют при очистке воды с помощью коагулянтов. Например, при использовании в качестве коагулянта

сернокислого алюминия, ступенчатый гидролиз соли протекает по схеме:

AI2(SO4)3 + H2O =AIOH SO4 +H2SO4

AIOH SO4 + H2O = [AI(OH)2]2 SO4 +H2SO4

[AI(OH)2]2 SO4 + H2O=AI(OH)3+H2SO4 + 

                                                                                   ⦋3, с. 11-12⦌

                                    Особенности талой воды

Уже небольшое нагревание (до 50-60° С) приводит к денатурации белков и прекращает функционирование живых систем. Между тем охлаждение до полного замерзания и даже до абсолютного нуля не приводит к денатурации и не нарушает конфигурацию системы биомолекул, так что жизненная функция после оттаивания сохраняется. Это положение очень важно для консервирования органов и тканей предназначенных для пересадки. Вода в твёрдом состоянии имеет другую упорядоченность молекул, чем в жидком  и после замерзания и оттаивания приобретает несколько иные биологические свойства, что послужило причиной применения талой воды с лечебной целью. После оттаивания вода имеет более упорядоченную структуру, с зародышами клатратов льда что позволяет ей взаимодействовать с биологическими компонентами и растворёнными веществами, например с другой скоростью. При употреблении талой воды в оганизм попадают мелкие центры льдоподобной структуры, которые в дальнейшем могут разрастись и перевести воду во льдоподобное состояние и тем самым произвести оздоравливающее действие.

                                     Информационная роль воды

 При взаимодействии молекул воды со структурными компонентами клетки могут образовываться не только вышеописанные пяти-, шести- и т. д. компонентные структуры, но и трёхмерные образования могут образовываться додекаэдральные формы, которые могут обладать способностью к образованию цепочечных структур, связанных общими пятиугольными сторонами. Подобные цепочки могут существовать и в виде спиралей, что делает возможным реализацию механизма протонной проводимости по этому универсальному токопроводу. Следует также учесть данные С. В. Зенина (1997 г.), что молекулы воды в таких образованиях могут взаимодействовать между собой по принципу зарядовой комплементарности, то есть посредством дальнего кулоновского взаимодействия без образования водородных связей между гранями элементов, что позволяет рассматривать структурированное состояние воды в виде исходной информационной матрицы. Такая объёмная структура имеет возможность переориентироваться, в результате чего происходит явление "памяти воды", так как в новом состоянии отражено кодирующее действие введённых веществ или других возмущающих факторов. Известно, что такие структуры существуют непродолжительное время, но в случае нахождения внутри додекаэдра кислорода или радикалов происходит стабилизация таких структур. В прикладном аспекте возможности "памяти воды" и передачи информации посредством структурированной воды объясняют действие гомеопатических средств и акупунктурных воздействий. Как уже говорилось, все вещества при растворении в воде образуют гидратные оболочки и поэтому каждой частице растворённого вещества соответствует конкретная структура гидратной оболочки. Встряхивание такого раствора приводит к схлопыванию микропузырьков с диссоциацией молекул воды и образованию протонов, стабилизирующих такую воду, которая приобретает излучательные свойства и свойства памяти, присущие растворённому веществу. При дальнейшем разведении этого раствора и встряхивании образуются всё более длинные цепи - спирали и в 12-сотенном разведении уже нет самого вещества, но сохраняется память о нём. Введение этой воды в организм передаёт эту информацию в структурированные компоненты воды биологических жидкостей, которая передаётся структурным компонентам клеток. Таким образом, гомеопатический препарат действует прежде всего информационно. Добавление спирта в процессе приготовления гомеопатического средства удлиняет устойчивость во времени структурированной воды. Не исключено, что спиралеобразные цепи структурированной воды являются возможными компонентами переноса информации из биологически активных точек (точек акупунктуры) на структурные компоненты клеток определённых органов.

                                                Лечение  водой

Вода—основной источник влаги в организме, она утоляет жажду, обладает тонизирующим, очищающим, успокоительным, охлаждающим или согревающим свойством, в зависимости от того, до какой температуры она была доведена. Наружное использование воды может помочь при самых различных заболеваниях, так как вода обладает успокоительным, очищающим, сосудорасширяющим или сосудосуживающим (в зависимости от температуры) свойством. В  лечебных целях применяют различные виды воды, различающиеся по своему химическому составу. Талая (протиевая) вода. Ее готовят путем разогревания снега или льда (только из экологически чистых районов). Протиевую воду можно приготовить двумя способами. Первый способ позволяет приготовить ее из обычной воды из-под крана: заморозив, а потом разморозив ее. Делают это следующим образом. Налить в эмалированную кастрюлю холодную воду и поставить ее в морозильную камеру. Когда вода наполовину замерзнет, лед вынуть, а оставшуюся воду слить. Лед растопить и использовать для питья и лечения. Второй способ более сложный. Точно так же, как в первом случае, нужно налить воду в кастрюлю. Когда поверхность и стенки кастрюли покроются корочкой льда, его следует собрать и выбросить. Кастрюлю вновь поставить в морозильную камеру. Когда вода замерзнет на  2/3, незамерзшую воду слить. Лед, оставшийся в кастрюле,- это протиевая вода, она очищена от вредных примесей. Талая вода полезна при желудочно-кишечных заболеваниях. Дождевую воду собирают во время дождя. Она восстанавливает структуру волос. Кремниевая вода насыщена ионами кремния. Чтобы приготовить ее, в банку с чистой водой нужно опустить кусочек кремния и держать его в ней неделю, после чего вода готова к употреблению. Кремниевая вода обладает бактерицидным, дезинфицирующим действием, применяется при заболеваниях желудка, кишечника, мочеполовой системы, трофических язвах, ожогах, ранах, малокровии, алкогольной зависимости, заболеваниях кожи, пищевых отравлениях. Серебряная вода насыщена ионами серебра. Можно приготовить такую воду в домашних условиях, для этого надо налить чистую воду в серебряный сосуд и настаивать ее 7-10 дней или приобрести в магазине серебряную воду, ее производят в специальных ионизаторах. Серебряная вода обладает очень эффективным бактерицидным действием, катионы серебра значительно подавляют деятельность болезнетворных бактерий. Полезна серебряная вода при кишечных заболеваниях, способна лечить дизентерию, дифтерию и холеру. Знахари издавна использовали свойства воды и в зависимости от состава воды применяли «живую» или «мертвую» воду, первая из которых могла залечивать раны и язвы, а вторая—снимать напряжение. «Живая» и «мертвая» вода—это кислая и щелочная вода. Ее получают при электролизе обычной воды. При электролизе у положительно заряженного анода собирается кислая вода, и ее называют «мертвой», а у отрицательно заряженного анода собирается щелочная—«живая» вода. «Живая» вода имеет щелочной привкус, а «мертвая»—кислый. «Мертвая» вода расширяет и выводит из организма соли, шлаки. Живая вода нормализует давление и кислотно-щелочной баланс в организме, а также регулирует обмен веществ. Горячая вода хорошо очищает кожу и вызывает прилив крови. Горячей водой можно умываться только в молодом возрасте и только при жирной коже. Эту процедуру лучше проводить вечером, так как за ночь происходит прилив крови и восстанавливается естественная жировая смазка. Однако горячая вода расширяет кровеносные сосуды и поры лица, усиливает деятельность сальных и потовых желез, снижает тонус кожи. Поэтому умываться горячей водой  чаще одного-двух раз в неделю не рекомендуется. После умывания горячей водой надо обязательно сполоснуть лицо холодной водой. Теплая вода полезна при нормальной коже, но длительное и частое умывание ею может расслабить тонус кожи и мышц. Прохладная и холодная вода повышает тонус кожи, укрепляет ее, делает более выносливой. Умывание холодной водой вызывает сужение кожных сосудов, а затем их расширение, замедляет деятельность сальных и потовых желез. Постоянное умывание холодной водой может привести не только к сухости кожи, но и к застойным явлениям, покраснению и синеватому оттенку кожи ⦋4, с. 458-459⦌. При водолечении наряду с температурным фактором важное значение имеет и механический фактор—давление воды, ее движение. Процедуры с холодной водой (ниже 20 градусов) оказывают общетонизирующее действие, стимулируют функцию нервной и сердечно-сосудистой систем, повышают обмен веществ. Процедуры с теплой водой (37—39 градусов) показаны при хронических воспалительных заболеваниях, особенно опорно-двигательного аппарата, нарушении некоторых видов обмена веществ (водно-солевого, жирового). Процедуры с горячей водой (выше 40 градусов) обладают потогонным действием, а также повышают обмен веществ в организме. Противопоказанием к водолечению являются выраженный атеросклероз, гипертоническая болезнь III стадии, новообразования, туберкулез в активной фазе, наклонность к кровотечениям, заболевания крови и кроветворных органов, инфекционные заболевания. Дозировка водолечебных процедур должна быть строго индивидуальной с учетом не только характера раздражителя, но и реактивности больного. При слабой и быстро проходящей реакции процедуры можно назначать ежедневно, при более сильной—через день. Водолечение обычно назначают в виде курса от 12—15 до 20—30 процедур. В водолечебные процедуры входят душ, кишечные промывания, купание, обливание, обмывание, обтирание, укутывание. Кишечное промывание представляет собой водолечебную процедуру, посредством которой из кишечника удаляют задержавшиеся в нем кал, бактерии, токсины, слизь. С успехом применяется в санаторно-курортной практике. Купание является одним из видов закаливания. Энергичным закаливающим действием обладают купания в открытых водоемах, так как при них термическое раздражение водой сочетается с воздействием воздуха, солнечной радиации и движений (плавание). Продолжительность купания  зависит от температуры воздуха и воды. Начинают с 4—5 мин, постепенно доводят время до 15—20 мин. Не рекомендуется купаться ранее чем через после еды. Обливание применяется как закаливающая процедура,  а также при функциональных расстройствах сердечно-сосудистой и нервной систем. Обливание производят 2—3 ведрами воды медленно, держа ведро на уровне плеч больного так, чтобы вода равномерно стекала по задней и передней поверхности тела, затем энергично растирают согретой, грубой простыней или махровым полотенцем. Процедуру проводят ежедневно или через день в течение 2—3 минут, постепенно понижая температуру воды с 34—35 градусов при каждом последующем обливании на 1—2 градуса и доводят ее до 22—20 градусов к концу курса лечения, который состоит из 16—20 процедур. Обмывание. Общие обмывания производят с целью закаливания здоровым людям, а также нетяжелым больным для повышения резистентности организма; местные обмывания теплой водой—слабым больным, находящимся в постели. Для общих обмываний в тазу с водой назначенной температуры (около 5 л) обильно смачивают губку или махровое полотенце, отжимают и быстро обмывают обнаженного сидящего на табуретке больного. Спереди начинают с грудной клетки, а сзади с затылка. Процедуру повторяют 2—3 раза, после чего больного тщательно растирают холщевым полотенцем до появления гиперемии кожи, укутывают в согретую простыню и одеяло и укладывают в постель. Для местных обмываний берут воду температуры 32—30 градусов с последующим понижением до 20 градусов. Процедуру проводят ежедневно или через день. Длительность процедуры 2—3 минуты. Общее число процедур 15—20. В помещении, где проводят обмывание, должно быть тепло (температура воздуха не менее 25 градусов) и должны отсутствовать сквозняки. Обтирание является освежающей и тонизирующей процедурой. Больного укутывают влажной простыней, растирают до ощущения теплоты, затем простыню снимают, обливают больного водой и тщательно вытирают сухим холщевым (махровым) полотенцем или простыней. Начинают обтирание с температуры воды 32—30 градуса, постепенно снижая ее до 18—20 градусов. Иногда больных после обтирания обливают ведром воды с прибавлением соли, уксуса, одеколона. Процедуры длительностью 3—5 минут проводят ежедневно, всего 20—30 процедур. Укутывание применяется с целью успокоения нервной системы при бессоннице, гипертонической болезни I—II стадии и неврастениях (укутывание бывает влажное и сухое, общее и частичное). У лихорадящих больных дает жаропонижающий эффект, а также может вызвать обильное потоотделение. Назначают ежедневно или через день, на курс 15—20 процедур, продолжительность 10—15 минут. Техника следующая: больного раздевают, без белья укладывают на кушетку, предварительно подложив теплое одеяло и влажную простыню, затем укутывают вначале в простыню, а поверх покрывают одеялом⦋9, с. 19-20⦌.   Когда рекомендуется пить воду в лечебных целях: 1) при всех острых заболеваниях, поносах, лихорадочных состояниях, вызывающих высокую температуру; учащенном пульсе—поскольку эти состояния заставляют организм расходовать значительно большее количество воды, чем обычно; 2)при приливах крови к внутренним органам (сердцу, легким, печени, селезенке, желудку) и при воспалениях в них; при приливах крови к органам брюшной полости и к нижней части туловища, например, при геморрое, отравлении печени, почек и т.д.; 3) при задержке кровообращения и неправильном распределении крови, при внутренних и наружных новообразованиях, кистах, полипах, абсцессах, наростах, отложениях; 4) для выведения желчи при желтухе и мочевой кислоты при суставных заболеваниях; 5) при накоплении в организме продуктов распада и обмена веществ ⦋6, с. 350⦌

                                                Климат и погода

Вода – важнейший фактор климатообразования. Поглощая тепло из   атмосферы, и отдавая его обратно, вода регулирует климатические процессы. Вода играла и играет определяющую роль в геологической истории Земли, в формировании климата и погоды, в круговороте веществ, в физиологической и биологической сферах жизни.

                                        Водные ресурсы Земли

Общее количество воды на земле оценивается в 14000 млн.км3. Однако стационарные запасы пресных вод, пригодных для использования составляют всего 0,3 % объема гидросферы. Вода на нашей планете находится в состоянии круговорота. Круговорот – это постоянный обмен

элементами между воздухом, водой, землей, растениями и животными. Под

действием солнечной энергии вода испаряется с поверхности мирового океана и суши, а затем выпадает в виде атмосферных осадков. Все эти процессы дают возможность всему живому на Земле жить и развиваться. Вода также имеет лечебные свойства . Минеральные воды содержат большое количество полезных свойств. Возле таких источников создают санатории. Вода занимает 79,8 % всей поверхности планеты, а на долю суши остается лишь 29,2%. Водную оболочку нашей планеты называют гидросферой. Вода появилась на нашей планете около 3,5 млрд. лет назад в виде паров, которые образовались в результате дегазации мантии. В настоящее время вода – это самый важный элемент в биосфере Земли, поскольку ее нельзя заменить ничем. К счастью, водные ресурсы считаются неисчерпаемыми, поскольку ученые придумали способ опреснения соленых вод. Главное назначение воды как природного ресурса – поддержание жизнедеятельности всего живого – растений, животных и человека. Она – основа всего живого на нашей планете, главный поставщик кислорода в самом важном процессе на Земле – фотосинтезе. Невозможно не отметить роль водных источников в видоизменении нашей планеты. Люди испокон веков селились возле водоемов и источников воды. Вода служит одним из главных средств сообщения. Почти три четверти поверхности Земли покрыто океанами и морями. Это источники влаги, которая, испаряясь, поднимается в атмосферу и образует облака. Моря и океаны оказывают большое влияние на погоду во всем мире, так как воздушные потоки, проходящие над ними, нагреваются или охлаждаются. Водные ресурсы нашей планеты – это запасы всей воды. Это: океаны, озера, реки, моря, болота, подземные воды, искусственные водоемы, ледники и снежники (Антарктида, Арктика и высокогорья), вода, содержащаяся в растениях и животных, пары атмосферы. Пресная вода – самая ценная, ее используют гораздо шире, чем морскую, соленую. Из всего водного запаса в мире 97% воды приходится на долю морей и океанов. 2% пресных вод заключено в ледниках, и лишь 1% - это запасы пресной воды в озерах и реках.

                                Использование водных ресурсов

Водные ресурсы – важнейший компонент и жизнедеятельности человека. Люди используют воду в промышленности и в быту. По данным статистики больше всего водные ресурсы задействованы в сельском хозяйстве (около 66% всех запасов пресной воды). Около 25 % использует промышленность и всего 9% идет на удовлетворение нужд в коммунальной и бытовой сфере. Человеку в день требуется выпивать не менее 2,5 литров воды. Однако в среднем на 1 человека в крупных городах тратиться не менее 360 литров в сутки. Сюда входит использование воды в канализации, водопроводе, на полив улиц и тушение пожаров, на мытье автотранспорта и прочая, и прочая. Еще один вариант использования водных ресурсов – водный транспорт. Ежегодно только по акватории России перевозится свыше 50 млн. тонн груза. Не стоит забывать и про рыбные хозяйства. Разведение морских и пресноводных рыб играет немаловажную роль в экономике стран. Причем для разведения рыбы требуется чистая вода, насыщенная кислородом и не содержащая  вредоносных примесей.

                                      Охрана водных ресурсов

Моря и океаны могут постоянно давать растущему населению мира продовольствие и энергию, если мы будем использовать их разумно. Но если мы не начнем защищать океаны немедленно, условия жизни в них будут нарушены, многие виды исчезнут и мы навсегда потеряем многие возможные выгоды. На сегодняшний день существует лишь два способа сохранить запас водных ресурсов: создавать более совершенные коллекторы и беречь и сохранять имеющиеся запасы пресной воды. Сегодня самой эффективной мерой по охране водных ресурсов считается метод очистки сточных вод. Различные способы позволяют удалить до 96% вредных веществ из воды. Но часто этого бывает недостаточно, ученые думают над теми вопросами, чтобы построение новых очистительных объектов было выгодно экономически.

                        Проблемы загрязнения водных ресурсов

Источниками загрязнения служат отходы промышленных, животноводческих комплексов и коммунальных трасс, сточных вод, захоронение в водных пространствах радиоактивных веществ. Загрязнение среды приобретает все большие размеры. Происходит быстрое истощение невозобновимых природных ресурсов биосферы. Большинство людей считает, что природные ресурсы неисчерпаемы и это ведет человечество к экологической катастрофе. Рост населения, развитие производства и сельского хозяйства – эти факторы обусловили нехватку пресной воды для человечества. Можно здесь учесть и неучтенные потери воды , прорывы труб, аварии, неисправные текущие краны, пропускающие питьевую воду. С каждым годом растет и доля загрязненных водных ресурсов. Моря и океаны, бывает, используют как свалку для опасных отходов, отравляя обитателей моря и угрожая здоровью связанных с ним людей. В океан сбрасывается огромное количество отходов.           Одним из основных загрязнителей является нефть. Каждый год в океан попадает около 3,5 миллиона тонн нефти. 10% её дают потерпевшие крушение танкеры. Остальное – это утечки с нефтяных месторождений, менее серьезные аварии и умышленные сбросы. А кислотные дожди? Обычно дождевая вода содержит большое количество кислоты, от которой нет особого вреда. Но смешиваясь с некоторыми загрязнителями, её кислотность резко повышается, и она выпадает на землю в виде вредоносного кислотного дождя. Для многих животных ,обитающих в озерах и реках, повышение кислотности окружающей среды оказывается губительным. Природой предусмотрено самоочищение водоемов, которое происходит за счет круговорота воды в природе, за счет жизнедеятельности планктона, облучения ультрафиолетовыми лучами, оседания нерастворимых частиц. Но все эти процессы уже не справляются с той массой загрязнения, которое доставляет водным ресурсам планеты деятельность человека.

                                                     Заключение

       Вода - сок жизни. Такое определение дал воде Леонардо да Винчи. В воде зародилась жизнь, без воды не возможно вообще существование - ни растений, ни животных, ни людей. Академик Ферсман назвал воду " самым важным минералом на земле, без которого нет жизни ".

       Вода - это величайшая ценность не только для жителей пустыни, но и для каждого человека. Восточная поговорка гласит: "где вода, там жизнь. Где кончается вода, там кончается земля".

        Все живое вещество нашей планеты на 2/3 состоит из воды. Без воздуха жизнь возможна (анаэробные организмы), без воды – нет. Недаром академик Вернадский считал, что «вода и живое вещество – генетически связанные части организованности земной коры», а немецкий физиолог Эмиль Дюбуа писал: «Жизнь – это одушевленная вода».

        Без воды человек не может жить и 3 дней. Вода составляет 60% массы человека к 50 годам. Основная часть воды, около 70%, сосредоточена внутри клеток, а 30% - это внеклеточная вода, которая разделяется на две части: меньшая часть, около 7%, - это кровь и лимфа (она является фильтром крови), а большая часть – межтканевая, омывающая клетки.

Без воды невозможно питание и развитие организма. Для жизни необходимо, чтобы питательные вещества попадали в кровь, которая разносит их по всему организму. Сама кровь, как показано, также содержит большое количество воды. В каждом органе нашего тела, в каждой живой клетке идут превращения одних веществ в другие. Из поступающей в организм пищи вырабатываются сложные вещества, необходимые для его нормальной работы. Все эти превращения возможны только тогда, когда различные вещества в организме находятся в растворе. Только в водной среде могут протекать те химические процессы, без которых невозможна жизнь. В воде растворяются и в таком виде покидают организм вредные продукты химического распада. Но этим физиологическое значение воды не исчерпывается. Потоотделение в жару—необходимая защита от перегревания. Вот почему так много воды в нашем теле [11, с. 204].

Не только человеческий, но и все другие организмы в большей своей части состоят из воды. В живых существах ее содержится очень много. Подсчитано, что если «выжать» из всех растений и животных воду, то полученного количества—шесть тысяч кубических километров—хватило бы на питание всех рек земного шара в течение двух месяцев[11, с. 204].

        Среди многих полезных свойств воды едва ли не самым важным является ее способность утолять жажду. Суточная потребность человека в воде меняется в зависимости от условий. При комнатной температуре и выполнении работы средней тяжести организм взрослого человека расходует 2,5—3 литра воды в сутки. В результате «сгорания» энергетических веществ в организме образуется 300—500 граммов воды. Остальная часть поступает извне. В пищевых продуктах ежедневного рациона ее содержится примерно один-полтора литра. Недостающее количество покрывается употреблением жидких блюд и напитков. В жарком климате и при работе в горячих цехах потребность в воде может утраиваться и достигать 8—10 литров в сутки. Покрывается она дополнительным питьем. Заметим, что жажда, заставляющая превышать приведенные здесь средние цифры потребности в воде, иногда является симптомом заболевания—диабета или несахарного мочеизнурения. При повышенной жажде, не откладывая, обследуйтесь у врача.  «Вода…- это живая кровь, которая создает жизнь там, где ее не было» (А.А.Карпинский). Человек очень быстро ощущает нарушение водного баланса. Если количество воды в человеческом организме уменьшится на 1-2% (0,5-1л) против нормы, человек испытывает жажду; при уменьшении на 5-8% (2-3 л) его кожа сморщивается, во рту пересыхает, сознание затемняется, могут появиться галлюцинации; потеря 10% влаги (~5 л) вызывает расстройство психического аппарата, нарушение глотательного рефлекса; при потере 14-15% (7-8 л) человек умирает.

        Таким образом, очевидно, что жизнедеятельность человеческого организма прочно связана с водой.

                                 СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.     Антуан де Сент-Экзюпери. Планета людей / Антуан де Сент-Экзюпери. –Москва: Амфора, 2015.-384 с.

2.     Егоров, А. С. Химия: репетитор для поступающих в вузы / А. С. Егоров. – Ростов-на-Дону:Феникс, 2007.—667 с.

3.     Шиян, Л. Н. Свойства и химия воды. Водоподготовка: учеб. пособие / Л. Н. Шиян.—Томск: Издательство ТПУ, 2004.—72 с.

4.      Большая энциклопедия народной медицины.—Москва: Издательство «Эксмо», 2006.—1088 с.

5.     Химия. Для школьников старших классов и поступающих в вузы: Теоретические основы. Вопросы. Задачи. Тесты: учеб. Пособие / Р. А. Лидин ⦋ и др.⦌.—Москва: Дрофа, 2001.—576 с.

6.     Кладовые природы. 600 уникальных методик, лучших рецептов.—Санкт-Петербург: ИГ «Весь», 2006.—384 с.

7.     Барабанов, Е. И. Ботаника / Е. И. Барабанов, С. Г. Зайчикова.—Москва: Издательский центр «Академия», 2006.—448 с.

8.     Атлас анатомии человека: учеб. пособие для медицинских учебных заведений.—Москва: РИПОЛ классик, 2007.—528 с.

9.     Справочник медицинской сестры по уходу / Под ред. Н. Р. Палеева.—Москва: Медицина,1981.—336 с.

10.  Охрана природы: справочник / Митрюшкин К. П., Берлянд М. Е., Беличенко Ю. П. и др.—Москва: Агропромиздат, 1987.—269 с.

11.  Докторский, Я. Р. Когда вам больше сорока / Я. Р. Докторский.—Ставрополь: Ставропольское книжное издательство, 1975.—271 с.

12. Садовничая, Л. П.  Биофизическая химия / Л. П. Садовничая.— Киев: Вища школа, 1986. — 271 с.

13. Габуда, С. П. Связанная вода. Факты и гипотезы / С. П. Габуда.— Новосибирск: Наука, 1982. — 159 с.

14. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология, т. 1.: Пер. с англ. — Москва: Мир, 1993. — 368 с.

15. Чанг Р. Физическая химия с приложениями к биологическим системам / Р. Чанг.— Москва: Мир, 1980. — 662 с.

16. Смит С. Электромагнитная биоинформация и вода. Вестник биофизической медицины, 1994 №1, с. 3-13.

17. Антонченко В. Я., Ильин В. В. Проблемные вопросы физики воды и гомеопатии. Вестник биофизической медицины, 1992 №1, с.11-13.