生命对水的依赖

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简介

水是地球上所有生命形式生存的最基本需求。可以肯定地说，水似乎是地球成为唯一能够支持生命行星的原因。

水被认为是地球上所有生命形式存在最重要和必要的组成部分。人类极度依赖水来满足他们的所有需求。因此，对水的分析至关重要。对其进行过多次测试，并且经常收集到大量数据。水确实是一种化学物质，其组成是H2O，由2种元素组成，即氢和氧，其比例为2:1。在一个水分子中，2个H原子共价键合到1个O原子。水非常重要，因为我们所有人都在各种用途（家庭和商业）中都需要水。水占人体65%的比例，并且对于生命的存在至关重要。地球表面上的水分布似乎是不均衡的。水作为一种极性无机物质，是一种无色、无味和无臭的液体。

水的分子构成

水在维持生命方面发挥的几乎所有作用都归因于其化学成分和一些特定的特性。它是一个简单的分子，由2个小的带正电的H原子和1个大的带负电的O原子组成。当氢与氧结合时，会产生一个不平衡的分子，一侧带正电荷，另一侧带负电荷。极性似乎是电荷的差异，并控制着水与某些其他元素的反应方式。

水是“万能溶剂”

由于其作为万能溶剂以及高介电常数，它被认为是最具溶解性的分子之一。因为水由于氢而带正电荷，由于氧而带负电荷，这会吸引各种化合物的不同分子，破坏它们的分子力，并导致它们分散到水中。

水支撑细胞结构

在众多细胞（例如构成人体的一个细胞）中的水会产生压力，抵抗外部因素，例如给气球充气。因此，植物，特别是那些无法利用水维持其细胞结构的植物，需要水才能生存。水使细胞内的所有物质都具有正确的分子形式。因为形状对于生物过程至关重要，所以这是水最重要的功能之一。

水的化学反应

两性性质

水的这种独特特性也是其最重要的因素之一。这意味着水既可以作为酸反应，也可以作为碱反应。在其天然形式下，水既不是酸性也不是碱性。此特性的主要原因是它能够在任何化学反应中获得和失去质子。例如 -

$$\mathrm{酸性\::\:H_{2}O\:+\:NH_{3}\:\rightarrow\:NH^{+}\:+\:OH^{-}}$$

$$\mathrm{碱性\::\:H_{2}O\:+\:H_{2}S\:\rightarrow\:H_{3}O^{+}\:+\:HS^{-}}$$

氧化还原反应

水既可以被氧化，也可以被还原。因此，它很容易发生氧化还原反应。正电性物质可以将水还原为氢，而负电性物质可以将水氧化为氧。

$$\mathrm{2H_{2}O\:+\:2Na\:\rightarrow\:2NaOH\:+\:H_{2}}$$

水解反应

由于其高介电常数，水似乎具有很强的水合倾向。因此，它可以溶解各种离子化合物。

$$\mathrm{SiCl_{4}\:+\:2H_{2}O\:\rightarrow\:SiO_{2}\:+\:4HCl}$$

⦁ 自我电离

水的电离是通过自溶解机制发生的，这意味着在产生氢氧根离子OH−方面，H2O会脱质子。

$$\mathrm{2H_{2}O\:\Longleftrightarrow\:H_{2}O^{+}\:+\:OH^{-}}$$

水的性质

• 它比任何液体都更容易传热。

• 水的表面张力非常高。

• 它具有很高的比热容。

• 在可见电磁辐射中，它确实是一种透明液体。

• 它没有颜色或气味。

• 它的电导率非常低，并且随着其中所含离子化合物的数量增加而增加。

水在我们生活中的作用

• 农业、淋浴、清洁、擦拭、烹饪和饮水都依赖于水。

• 农民依靠水来灌溉他们的农作物。

• 水有助于调节我们身体的温度、维持人体pH值以及通过尿液排出废物。

• 我们唾液中的水有助于咀嚼，使食物能够轻松地通过我们的喉咙。

• 喝足够的水可以降低患心脏病的风险，并提高身体的新陈代谢率。

• 大量的水通过提供必要的氧气来改善大脑功能。

• 充足的饮水有助于预防脱水。

结论

水是地球上一种基本流体，对于维持生命至关重要。水覆盖了地球表面近三分之二的面积。水是一种透明液体，构成地球的河流、海洋和湖泊。它通常以咸水的形式存在，因此不适合饮用。水占人体75%的比例，可能占人体血液的90%。尽管水用途广泛，包括饮用、清洁、烹饪、农业等等，但我们的社会污染了水源，使其变得毫无用处，导致地球上出现缺水的情况。我们的行为对不仅仅是我们生命形式的东西产生了影响。水的一般化学式为H2O，因为它由2个H原子和1个O原子组成。没有水，生命就无法存在。

常见问题解答

1. 如果没有水会发生什么？

如果没有足够的水，肾脏会消耗额外的能量，也会导致组织损伤。肾脏必须正常工作才能清除循环系统中的废物。当人们不喝足够的水时，他们的肾脏和其他器官最终会停止工作。

2. 当我们不保护我们的水资源时会发生什么？

未能节约用水可能会导致适当水系统的丧失，这可能产生严重的后果。这包括价格上涨、食物供应减少、健康风险和政治动荡。它有助于保护我们的生态系统。

3. 水有哪些限制？

这些问题包括设备陈旧、水质差、地下水供应减少、人口增长限制、供水气候变化以及公众对最低成本服务的渴望。

4. 为什么节约用水如此重要？

节约用水可以节约燃料。因为净化、加热和将水泵入您家中的能源需要消耗能量，所以减少用水量也可以减少整体的碳排放。使用更少的水可以节约用水，还可以帮助保护充满水獭、水生小型哺乳动物、苍鹭和鱼类等物种的湿地环境。

5. 谁首先发现了水？

虽然化学家亨利·卡文迪什（1731-1810）研究了氢和氧，或者将这些成分组合在一起产生了乳液，但他确定了水的结构。