Приходилось ли вам когда-нибудь пить совершенно чистую воду? Можно с уверенностью сказать, что вы не только не пили её, но и никогда не видели. Загляните внутрь пустого самовара, который служил вам много лет. Стенки самовара покрыты серой или желтоватой коркой. Откуда же она взялась? Ведь кроме «чистой» воды в самовар ничего не наливалось.
В том-то и дело, что наливалась не чистая вода. В природе нет чистой воды. Если она где-нибудь и образуется, то очень не надолго. Вода — хороший растворитель. Соприкасаясь с другими веществами, она растворяет их и всюду с ними путешествует, подбирая по дороге новые вещества или поглощая одни и выделяя другие.
Получить совершенно чистую воду — очень трудная задача. Только учёные в своих лабораториях получают иногда такую воду, да и то в очень маленьких количествах.
Из всех природных вод наиболее чистая — дождевая. Но и дождевая вода не является совершенно чистой. Дело в том, что конденсация водяных паров в атмосфере происходит преимущественно на пылинках, смачивающихся водой, на кристалликах солей, попадающих в воздух при испарении брызг морских волн, на некоторых солях, образующихся в самом воздухе под действием солнечных лучей и грозовых разрядов. Таким образом только что возникшая дождевая капля или снежинка уже не является чистой водой. Если собрать немного дождевой воды или расплавить только что выпавший снег, то после отстаивания на дне всегда можно увидеть твёрдый осадок. Это и есть пылинки, принесённые водой из атмосферы. После выпаривания одного литра дождевой воды, собранной даже в горах, вдали от населённых пунктов, получается около четырёх сотых долей грамма сухого остатка. Состав этого остатка бывает различным. В нём есть и соли морской воды, и аммиачная селитра и другие. Если дождь шёл в заводском районе, то в воде содержатся и те вещества, которые попадают в воздух из вентиляционных установок и дымовых труб.
Но не одни твёрдые вещества растворены в дождевой воде. В ней растворяются и газы, например воздух.
Чем выше температура, тем меньше растворённых газов содержит вода. В одном литре дождевой воды при 4 градусах растворено более 30 кубических сантиметров воздуха, а при 15 градусах — около 25 кубических сантиметров.
Различные газы в воде растворяются в разных количествах: одни — больше, другие — меньше. Если собрать воздух, который растворён в воде, то окажется, что его состав будет иной, чем в атмосфере. Он обогащён кислородом. Атмосферный воздух содержит по объёму 78 процентов азота и 21 процент кислорода, а воздух, выделенный из воды, содержит 63 процента азота и 36 процентов кислорода. Это повышенное содержание кислорода в воде очень важно для обитателей водоёмов.
Присутствие кислорода в воде имеет и отрицательное значение. Кислород вредно действует на металлы, соприкасающиеся с водой, способствуя их разрушению. Деятельным помощником кислорода в этом смысле является также углекислота, очень хорошо растворяющаяся в воде.
Самая богатая солями природная вода — морская. В ней встречается более пятидесяти различных химических элементов. Наиболее постоянна по составу океанская вода. Один литр её содержит от 33 до 39 граммов растворённых твёрдых веществ, в том числе около 25 граммов поваренной соли. Вода Чёрного моря в два раза беднее солями — Черноморский бассейн разбавляется большим количеством пресных вод, приносимых Кубанью, Днепром, Бугом, Дунаем и т. д. Особенно богаты солями воды некоторых внутренних морей, — морей, не сообщающихся с океанами. В Мёртвом море, например, в каждом литре воды растворено около 200 граммов поваренной соли.
Воды рек, ручьёв, озёр, а также ключей занимают среднее положение между морской и дождевой водой и отличаются исключительно большим разнообразием и по составу и по количеству растворённых в них веществ.
Воды рек и пресных озёр, приходя в соприкосновение с различными горными породами, извлекают из них некоторые составные части и уносят их с собой или в растворённом виде или в виде взвешенных частиц. Состав этих вод постоянно изменяется от прибавления к ним дождевой воды, от жизнедеятельности в самой воде растительных и животных организмов. Во время весенних паводков к веществам, растворённым в водах рек и озёр, добавляются ещё значительные количества взвешенных частиц, смытых с почвы и делающих воду мутной.
Состав речной воды изменяется также и от случайных обстоятельств, например от спуска в реку сточных вод городов и промышленных отбросов фабрик и заводов.
При испарении одного литра воды, взятой из Невы, остаётся около 0,055 грамма осадка, из Днепра — 0,171, а из Темзы — 0,301 грамма.
Чем больше в воде растворено минеральных веществ, тем, как говорят, выше её жёсткость. Различают временную и постоянную жёсткость. Временная жёсткость вызывается присутствием в воде двууглекислых солей металлов кальция, магния, железа. Эти соли могут быть легко удалены из воды: при кипячении они переходят в нерастворимые углекислые соли и выпадают в осадок[2] ). Постоянная жёсткость связана с присутствием в воде сернокислых и хлористых солей: кальция, магния, натрия и калия, которые не осаждаются из воды при кипячении. Особенно вредны хлористые и сернокислые соли магния: при высокой температуре они разлагаются водой и выделяют соляную и серную кислоты.