Сравните физически связанную воду и свободную воду, найдите сходства и отличия.

Физически связанная вода — связанная на поверхности минералов, содержится главным образом в глинистых породах. Она удерживается в породе поверхностными силами, действующими на границе твердой и жидкой фаз и по своей природе являющимися электрическими.

Физически связанная (гигроскопическая) вода адсорбируется на частицах почвы в виде тонкой прочно связанной пленки. Ее количество зависит от содержания твердых частиц. В глинистых почвах такой воды значительно больше (около 15% веса почвы), чем в песчаных (около 0,5%).

Физически связанная вода делится на прочно- и рыхлосвязанную. Прочносвязанная вода (гидратный слой) толщиной (6—10) • 10 7 см образуется путем адсорбции поляризованных молекул воды на поверхности частиц породы и удерживается на контакте с Частицей под давлением 1000 МПа, а на внешней границе 0,8—1 МПа. Прочносвязанная вода характеризуется низкой диэлектрической постоянной (до 2), пониженной температурой замерзания (до —80° С), повышенной кислотностью. К гидратному слою примыкает диффузионный слой — рыхлосвязанная (пленочная) вода — толщиной (1 —10)-10 6 см. Вязкость рыхлосвязанной воды выше вязкости свободной воды, температура замерзания —1,5° С, плотность >1. Прочность ее связи на границе с гидратным слоем 0,8—1 МПа. По мере удаления от поверхности минеральной частицы свойства связанной воды постепенно изменяются, приближаясь к свойствам свободной воды.

Свободной называют воду, сохранившую все илп почти все свойства чистой воды. Свободная вода легко передвигается, вступает в различные биохимические реакции, испаряется в процессе транспирации п замерзает при низких температурах. Связанная вода имеет измененные физические свойства вследствие взаимодействия с неводными компонентами. Эти взаимодействия представляют собой процессы гидратации вследствие чего связанную воду нередко называют гидратной водой. Различают два осповпых процесса гидратации: 1) притяжение диполей воды к заряженным частицам (как к ионам минеральных солей, так и к заряженным группам белка СОО- и NH2+); 2) образованно водородных связей с полярными группами органических веществ — между водородом воды и атомами О или N.

3. Сравните химически связанную воду и физически связанную воду, найдите сходства и отличия.

Химически связанная вода входит в состав некоторых минералов, например гипса CaSO₄ • 2Н₂O, мирабилита Na₂SO₄ • 10Н₂O, медного купороса CuS0₄ - 5Н₂O. Вода из таких минералов может быть удалена в большинстве случаев лишь при нагревании до 300—400 °С.

Физически связанная вода удерживается на поверхности минералов и частиц грунта молекулярными силами и может быть удалена из грунта только при температуре не менее 90—120 °С. Этот вид воды подразделяют на прочносвязанную (гигроскопическую) и рыхлосвязанную (пленочную).

Гигроскопическая вода образуется вследствие адсорбции частицами грунта молекул воды. На поверхности частиц гигроскопическая вода удерживается молекулярными и электрическими силами. Пленочная вода образует пленку поверх гигроскопической воды, когда влажность грунта становится выше его максимальной гигроскопичности. Эта вода может передвигаться от одной частицы грунта к другой: от мест, где толщина пленки больше, к местам, где ее толщина меньше.

Физически связанная вода (за исключением некоторого количества пленочной воды), как и химически связанная, в круговороте воды в природе практически участия не принимает, и поэтому в состав подземных вод, которые изучает гидрология, не включается.

 

Билет