生命對水的依賴

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簡介

水是地球上所有生命形式生存的最基本需求。可以肯定地說，水似乎是地球成為唯一能夠支援生命行星的原因。

水被認為是地球上所有生命形式存在最重要和必要的組成部分。人類極度依賴水來滿足他們的所有需求。因此，對水的分析至關重要。對其進行過多次測試，並且經常收集到大量資料。水確實是一種化學物質，其組成是H2O，由2種元素組成，即氫和氧，其比例為2:1。在一個水分子中，2個H原子共價鍵合到1個O原子。水非常重要，因為我們所有人都在各種用途（家庭和商業）中都需要水。水占人體65%的比例，並且對於生命的存在至關重要。地球表面上的水分佈似乎是不均衡的。水作為一種極性無機物質，是一種無色、無味和無臭的液體。

水的分子構成

水在維持生命方面發揮的幾乎所有作用都歸因於其化學成分和一些特定的特性。它是一個簡單的分子，由2個小的帶正電的H原子和1個大的帶負電的O原子組成。當氫與氧結合時，會產生一個不平衡的分子，一側帶正電荷，另一側帶負電荷。極性似乎是電荷的差異，並控制著水與某些其他元素的反應方式。

水是“萬能溶劑”

由於其作為萬能溶劑以及高介電常數，它被認為是最具溶解性的分子之一。因為水由於氫而帶正電荷，由於氧而帶負電荷，這會吸引各種化合物的不同分子，破壞它們的分子力，並導致它們分散到水中。

水支撐細胞結構

在眾多細胞（例如構成人體的一個細胞）中的水會產生壓力，抵抗外部因素，例如給氣球充氣。因此，植物，特別是那些無法利用水維持其細胞結構的植物，需要水才能生存。水使細胞內的所有物質都具有正確的分子形式。因為形狀對於生物過程至關重要，所以這是水最重要的功能之一。

水的化學反應

兩性性質

水的這種獨特特性也是其最重要的因素之一。這意味著水既可以作為酸反應，也可以作為鹼反應。在其天然形式下，水既不是酸性也不是鹼性。此特性的主要原因是它能夠在任何化學反應中獲得和失去質子。例如 -

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

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

氧化還原反應

水既可以被氧化，也可以被還原。因此，它很容易發生氧化還原反應。正電性物質可以將水還原為氫，而負電性物質可以將水氧化為氧。

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

水解反應

由於其高介電常數，水似乎具有很強的水合傾向。因此，它可以溶解各種離子化合物。

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

⦁ 自我電離

水的電離是透過自溶解機制發生的，這意味著在產生氫氧根離子OH−方面，H2O會脫質子。

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

水的性質

• 它比任何液體都更容易傳熱。

• 水的表面張力非常高。

• 它具有很高的比熱容。

• 在可見電磁輻射中，它確實是一種透明液體。

• 它沒有顏色或氣味。

• 它的電導率非常低，並且隨著其中所含離子化合物的數量增加而增加。

水在我們生活中的作用

• 農業、淋浴、清潔、擦拭、烹飪和飲水都依賴於水。

• 農民依靠水來灌溉他們的農作物。

• 水有助於調節我們身體的溫度、維持人體pH值以及透過尿液排出廢物。

• 我們唾液中的水有助於咀嚼，使食物能夠輕鬆地透過我們的喉嚨。

• 喝足夠的水可以降低患心臟病的風險，並提高身體的新陳代謝率。

• 大量的水透過提供必要的氧氣來改善大腦功能。

• 充足的飲水有助於預防脫水。

結論

水是地球上一種基本流體，對於維持生命至關重要。水覆蓋了地球表面近三分之二的面積。水是一種透明液體，構成地球的河流、海洋和湖泊。它通常以鹹水的形式存在，因此不適合飲用。水占人體75%的比例，可能占人體血液的90%。儘管水用途廣泛，包括飲用、清潔、烹飪、農業等等，但我們的社會汙染了水源，使其變得毫無用處，導致地球上出現缺水的情況。我們的行為對不僅僅是我們生命形式的東西產生了影響。水的一般化學式為H2O，因為它由2個H原子和1個O原子組成。沒有水，生命就無法存在。

常見問題解答

1. 如果沒有水會發生什麼？

如果沒有足夠的水，腎臟會消耗額外的能量，也會導致組織損傷。腎臟必須正常工作才能清除迴圈系統中的廢物。當人們不喝足夠的水時，他們的腎臟和其他器官最終會停止工作。

2. 當我們不保護我們的水資源時會發生什麼？

未能節約用水可能會導致適當水系統的喪失，這可能產生嚴重的後果。這包括價格上漲、食物供應減少、健康風險和政治動盪。它有助於保護我們的生態系統。

3. 水有哪些限制？

這些問題包括裝置陳舊、水質差、地下水供應減少、人口增長限制、供水氣候變化以及公眾對最低成本服務的渴望。

4. 為什麼節約用水如此重要？

節約用水可以節約燃料。因為淨化、加熱和將水泵入您家中的能源需要消耗能量，所以減少用水量也可以減少整體的碳排放。使用更少的水可以節約用水，還可以幫助保護充滿水獺、水生小型哺乳動物、蒼鷺和魚類等物種的溼地環境。

5. 誰首先發現了水？

雖然化學家亨利·卡文迪什（1731-1810）研究了氫和氧，或者將這些成分組合在一起產生了乳液，但他確定了水的結構。