Voda
Voda je hemijski spoj dva atoma vodonika i jednog atoma kiseonika. Hemijska formula vode je H2O. Čista voda pri običnoj temperaturi je tečnost bez mirisa i okusa. Ima talište na 0 °C (273K) i vrelište na 100 °C (373K). Voda pokriva tri četvrtine Zemljine površine u obliku okeana. Također je prisutna u obliku vodenih tokova (rijeke, jezera, itd.) i podzemnih voda. Učestvuje u izgradnji biljnog i životinjskog svijeta. Ljudsko tijelo se sastoji 60 - 70% od vode. Zemljina atmosfera može sadržavati do 4% vode u obliku pare, koja se pri promjeni pritiska i temperature vraća u tečnom obliku (kiša) ili čvrstom obliku (snijeg, grad). Mnogi minerali sadrže hemijski vezanu vodu, koja se naziva kristalna voda.
Sadržaj |
Osobine vode [uredi]
| Voda | |
  |
|
| Općenito | |
|---|---|
| Hemijski spoj | Voda |
| Druga imena | Aqua, dihidrogen monoksid |
| Molekularna formula | H2O |
| CAS registarski broj | 7732-18-5 |
| Kratki opis | Tečnost bez mirisa i okusa |
| Svojstva | |
| Molarna masa | 18,0153 g/mol |
| Gustoća | 0,998 g/cm3(tečnost na 20 °C, 1 atm) 0,917 g/cm3 (led na 0 °C, 1 atm) |
| Tačka topljenja | 0 °C (273,15 K) |
| Tačka ključanja | 99.974 °C (373,124 K) |
| Dipolni moment | 1,85 D |
Fizičke osobine [uredi]
Polarnost [uredi]
Polarnost je neravnomjerna raspodjela naboja unutar molekule. Uzrokovana je odjeljivanjem naboja uslijed neravnomjerne raspodjele elektrona u molekuli. Atom kiseonika u molekulu vode je elektronegativan (teži privlačenju elektrona), pa jedan kraj molekule ima parcijalno negativan naboj, a drugi kraj molekule, oko vodikovih atoma, parcijalno pozitivan naboj. To uzrokuje asimetričnost molekule vode - dva atoma vodonika su pod uglom od 104.5° vezana za atomom kiseonika. Polarnost uveliko određuje ostale osobine vode.
Vodikova veza [uredi]
Kohezija je osobina molekule vode da uspostavlja vodikove veze s bliskim molekulama. Vodikova veza nastaje međusobnim privlačenjem i spontanim usmjeravanjem molekula tako da se elektronegativni atom kisika jedne pridružuje eletropozitivnim atomima vodika drugih molekula vode. Vodikove veze među susjednim molekulama neprestano pucaju i ponovno se oblikuju (tipična veza ima životni vijek od nekoliko mikrosekunda), a svaka molekula vode je u tekućem stanju povezana s oko 3½ susjednih molekula što rezultira stvaranjem velike trodimenzionalne mreže koja je u čvrstom stanju leda jako pravilna. Kohezivnost uslovljava veliki površinski napon vode, kapilarnost, visoku tačku ključanja, specifičnu toplotu i toplotu isparavanja.
Anomalija vode [uredi]
Pri prelasku iz tečnog u čvrsto agregatno stanje voda se širi, za razliku od većine ostalih tečnosti. Ova osobina je od naročitog geološkog značaja, jer zimi voda koja je prodrla u pukotine ruši stijene prilikom širenja i omogućava stvaranje tla za vegetaciju. Porastom temperature specifična težina vode se najprije povećava (opet za razliku od gotovo svih drugih tečnosti) do 4 °C, pa tek onda počinje opadati. I ova osobina je značajna u prirodi jer se morska voda zimi najprije hladi do 4 °C i ta hladna voda zbog svoje veće težine tone, a lakša toplija voda dolazi na površinu. Kada se ohladi ispod 4 °C, hladna voda ostaje na površini i prelazi u led, koji je lakši i ostaje na površini. Zbog toga hladnoća veoma polahko prodire u veće dubine, što je od važnosti za žive organizme u vodi.
Specifična toplota [uredi]
Specifična toplota je količina toplote koju gram neke tvari primi da bi mu se temperatura podigla za 1° C (za vodu iznosi 1.0 cal/g). Njen je visoki iznos kod vode prouzrokovan postojanjem vodikovih veza. Energija, koja kod drugih tekućina povećava kretanje među molekulama otapala (podiže temperaturu), se kod vode koristi za razbijanje vodikovih veza među susjednim molekulama. Vodene otopine su tako, zahvaljujući vodikovim vezama, izuzete od velikih promjena u temperaturi.
Tabela: Pregled osobina vode u zavisnosti od temperature [1] [2] [3]
| Temperatura oC | Gustoća (g/cm3) | Specifična toplota (J/g K) |
Termalna provodljivost (mW/K m) |
|---|---|---|---|
| 0 | 0,99984 | 4,2176 | 561,0 |
| 10 | 0,99970 | 4,1921 | 580,0 |
| 20 | 0,99821 | 4,1818 | 598,4 |
| 30 | 0,99565 | 4,1784 | 615,4 |
| 40 | 0,99222 | 4,1785 | 630,5 |
| 50 | 0,98803 | 4,1806 | 643,5 |
| 60 | 0,98320 | 4,1843 | 654,3 |
| 70 | 0,97778 | 4,1895 | 663,1 |
| 80 | 0,97182 | 4,1963 | 670,0 |
| 90 | 0,96535 | 4,2050 | 675,3 |
| 100 | 0,95840 | 4,2159 | 679,1 |
Voda kao rastvarač [uredi]
Otapalo ili rastvarač je supstanca u kojoj se druga supstanca može dispergovati dajući idealan rastvor. Voda zbog polarnosti rastvara mnoge supstance, osim jako nepolarnih supstanci. Hidrofilne supstance su one koje voda privlači, pa se uslijed hidratacije otapaju u vodi (većina ionskih spojeva npr. soli, kiseline, organske molekule npr. ugljikohidrati, aminokiseline, itd). To su polarne, ili specifične neutralne molekule, koje elektrostatički međudjeluju sa molekulama vode. Hidrofobne supstance nisu topljive u vodi (npr. lipidi, ugljikovodici, benzen, itd.). To su nepolarne molekule koje nemaju mogućnost uspostavljanja vodikovih veza u vodi i hidratacije.
Čistoća vode [uredi]
Od prirodnih voda najveću čistoću ima kišnica. Izvorska voda i riječne vode sadrže 0,01 - 0,2% čvrstih supstanci, a to su uglavnom spojevi kalcijuma i magnezijuma i pod njima se podrazumijeva tvrdoća vode. Morska voda sadrži oko 3% natrijum hlorida i oko 3,3% soli uopšte. Kao pitka voda najprikladnija je izvorska voda. U nedostatku izvorske vode koristi se podzemna ili riječna voda i u tom slučaju je potrebno prečišćavanje.
Također pogledajte [uredi]
Reference [uredi]
- ↑ L. Harr, J. S. Gallagher, G. S. Kell: NBS/NRC Steam Tables, Hemisphere Publishing Corp., 1984
- ↑ K. N. Marsh, Ed.: Recommended Reference Materials for the Realization of Physicochemical Properties, Blackwell Scientific Publications, Oxford, 1987
- ↑ J. V. Sengers, J. T. R. Watson: Improved international formulations for the viscosity and thermal conductivity of water substance, J. Phys. Chem. Ref. Data, 15:1291, 1986
