До ХIХ века люди не знали, что вода химическое соединение. Считали обычным химическим элементом. А потом еще сто лет думали, что вода - это соединение с формулой Н₂О. В 1932 году мир изумился: оказывается, кроме обычной, в природе существует еще и тяжелая вода, а на сегодняшний день известно уже 135 изотопных разновидностей воды.

Краткий перечень следующих основных аномальных свойств воды, которые необходимо учитывать при работе с водными растворами:

1.                     при Т=4^оС- плотность максимальна =1,0 ( точнее 0,9999) ,  а при     Т = 0^оС- объем увеличивается на 10% и плотность = 0,9168 (молекулы льдоподобной воды расположены таким образом, что между ними возникают большие пустые пространства и поэтому лед - рыхлообразный);

2.                     если бы вода состояла бы из плотной упаковки молекул, то тогда плотность воды =1,84г/см³, а в действительности плотность воды =1,0 , т.е. между молекулами имеются пустоты; вода, можно сказать, обладает "запасами пространства", связанные с полостями в ее структуре; изменение этих объемов и приводит то к уплотнению, то к разрыхлению упаковки молекул, а также к изменению объемной плотности воды;

3.                     если бы вода состояла только из одиночных молекул отстоящих друг от друга на равном расстоянии, то тогда температура ее кипения была бы = 65,5^оС, но т.к. она имеет ассоциации молекул, то  кипит при 100^оС;

4.                      вязкость воды тоже имеет аномалию и,  в отличие от других жидкостей, она снижается при  повышении давления; повышение температуры также понижает вязкость воды;

5.                      молекулярная вода обладает небольшим дипольным моментом и слабо ионизирована; растворенное вещество  остается в растворе благодаря исключительному свойству воды; сила притяжения между "+"  и  "-"  ионами обратно пропорциональна квадрату расстояния между ними, умноженному на константу - диэлектрическую проницаемость, которая выше другого любого вещества; (чтобы сила притяжения между ионами в воде была бы такой же как, например, в воздухе, то расстояние между ионами должно быть в 9 раз меньше);

6.                     теплоемкость: 1л на 1^оС надо 1 калорию (керосин  - в 2 раза меньше = 0,5к; ртуть = 0,03к); охладив 1 м³ воды на 1^оС, можно нагреть на 3^оС ~1000 м³  воздуха; скрытая теплота плавления: - для расплавления 1 кг льда надо затратить 79 калорий (для стали  надо в 2 раза меньше, а для свинца в 15 раз меньше);

7.                     динамическая вязкость (внутреннее трение): при Т = 0^оС - динамическая вязкость чистой воды = 1,789 спз, а при  Т= 100^оС в 6 раз меньше = 0,282 спз;       (вязкость пара водяного при 15^о С = 0,98 спз );

8.                     наименьшая теплоемкость у воды = 37,69^оС, что соответствует  внутренней  температуре тела человека; (уникальное состояние, когда вероятность течения обратимых и необратимых биохимических реакций в живых организмах максимальна и это обеспечивает возможность управления ими);

9.                     поверхностное натяжение воды - на поверхности могут лежать предметы в 8 раз тяжелее воды: при Т = 18^оС = 72 эрг/см², а спирт = 22, ацетон = 24; бензин = 29; ртуть = 500;  (предельная высота подъема при 15С:  в крупном песке = 2м; в мелком песке = 1,2м; в глине = 12м; причем продолжительность  подъема воды в крупных капиллярах = 5 ÷ 10 суток, а в мелких капиллярах до 16 месяцев);

10. если бы между молекулами воды действовали только Вандер-Ваальсовые силы взаимного притяжения, вода замерзала бы при Т = - 90^оС, а закипала бы при Т = +80^оС; при действии водородных связей, создающих ассоциации молекул Т замерзания 0^оС  и кипения Т=+100^оС;

Молекула воды состоит из двух атомов водорода (Н) и одного атома кислорода (О). В отдельной молекуле воды ядра водорода и кислорода расположены равнобедренным треугольником со сравнительно крупным ядром кислорода на вершине и двумя мелкими ядрами водорода у основания. В молекуле воды имеются четыре полюса зарядов: два отрицательных за счет избытка электронной плотности у кислородных пар электронов и два положительных - вследствие недостатка электронной плотности у ядер водорода - протонов.  Такая асимметричность распределения электрических зарядов воды обладает ярко выраженными полярными свойствами, она   является  диполем  с  высоким  дипольным     моментом  (1,87 дебай - внесистемная единица электрического дипольного момента молекул.)  

Благодаря этому молекулы воды стремятся нейтрализовать электрическое поле. Под воздействием диполей воды на поверхности погруженных в нее веществ межатомные и межмолекулярные силы ослабевают в 80 раз. Столь высокая диэлектрическая проницаемость из всех известных веществ присуща только воде. Этим объясняется ее способность быть ...