Woda
WodaRozkład
ładunku
dookoła cząsteczki wody: kolor czerwony – cząstkowy ładunek ujemny, kolor niebieski – cząstkowy ładunek dodatni Woda,
tlenek
wodoru
(nazwa systematyczna
IUPAC
: oksydan) –
związek chemiczny
o wzorze
H
2
O
, występujący w
warunkach standardowych
w
stanie ciekłym
. W stanie
gazowym
wodę określa się mianem
pary wodnej
, a w
stałym stanie skupienia
–
lodem
. Słowo woda jako nazwa związku chemicznego może się odnosić do każdego stanu skupienia. Woda jest bardzo dobrym
rozpuszczalnikiem
dla
substancji polarnych
. Większość występującej w
przyrodzie
wody jest "słona" (około 97,38%), tzn. zawiera dużo rozpuszczonych
soli
, głównie
chlorku sodu
. W naturalnej wodzie rozpuszczone są gazy
atmosferyczne
, z których w największym stężeniu znajduje się
dwutlenek węgla
. Woda naturalna w wielu przypadkach przed zastosowaniem musi zostać uzdatniona. Proces uzdatniania wody dotyczy zarówno wody pitnej jak i przemysłowej. Pochodzenie wody Występowanie wodyWoda jest na
Ziemi
bardzo rozpowszechniona. Występuje głównie w
oceanach
, które pokrywają 70,8%
powierzchni
globu, ale także w
rzekach
,
jeziorach
i w postaci stałej w
lodowcach
. Część wody znajduje się pod powierzchnią ziemi lub w
atmosferze
(
chmury
, para wodna). Niektóre związki chemiczne zawierają cząsteczki wody w swojej budowie (
hydraty
– określa się ją wówczas mianem
wody krystalizacyjnej
). Woda występująca w przyrodzie jest roztworem soli i gazów. Najwięcej soli mineralnych zawiera
woda morska
i wody mineralne; najmniej woda z
opadów atmosferycznych
. Wodę o małej zawartości składników mineralnych nazywamy
wodą miękką
, natomiast zawierającą znaczne ilości soli
wapnia
i
magnezu
–
wodą twardą
. Oprócz tego wody naturalne zawierają rozpuszczone substancje pochodzenia organicznego, np. mocznik, kwasy humusowe itp. Woda na ciałach niebieskich
NASA
odkryła wodę na
Marsie
31 lipca 2008 r.[2] Obecność wody na
Księżycu
w głębi zacienionego
krateru
została wykazana podczas misji
LCROSS
8 października 2009 r. Występowanie znaczących ilości wody na innych
ciałach niebieskich
nie zostało wykazane, chociaż istnieją pośrednie dowody jej występowania, np. na niektórych
księżycach Jowisza
. Właściwości fizyczne wody-
temperatura topnienia
pod ciśnieniem 1
atm
: 0
°C
= 273,152519
K
-
temperatura wrzenia
pod ciśnieniem 1 atm: 99,97 °C = 373,12 K
-
punkt potrójny
0,01 °C = 273,16 K, 611,657
Pa
-
gęstość
w temperaturze 3,98 °C: 1
kg
/
l
(gęstość maksymalna).
-
temperatura krytyczna
: 647,096 K[3] (ok. 374 °C)
-
ciśnienie krytyczne
: 22,064 MPa[3]
-
ciepło właściwe
: 4187
J
/(kg·
K
) = 1
kcal
/(kg·K)
-
ciepło parowania
: 2257
kJ
/kg
-
ciepło topnienia
: 333,7 kJ/kg
-
masa cząsteczkowa
: 18,01524
Da
-
względna przenikalność elektryczna
w stałym polu elektrycznym: 87,9 (0 °C), 78,4 (25 °C), 55,6 (100 °C)
-
barwa
(woda chemicznie czysta: bezbarwna; w warstwach wielometrowych niebieska[4])
- mętność/ilość zawiesin w wodzie (woda chemicznie czysta: klarowna)
-
zapach
(woda chemicznie czysta: bezwonna)
-
konduktywność
, σ, lub
rezystywność
, ρ (dla dobrej jakości wody destylowanej lub demineralizowanej ρ > 18
M
Ω
m
)
-
twardość
(woda chemicznie czysta: 0)
-
odczyn
(woda chemicznie czysta:
pH
7,0)
Cząsteczki wody są nieliniowe, a wiązania H-O są silnie spolaryzowane i stąd woda ma trwały
moment dipolowy
– czyli jest silnie polarna.
Kąt
między wiązaniami tlen-wodór wynosi ok. 105°. W postaci lodu kąt między tymi wiązaniami jest równy ok. 108°. Gdy podda się wodę
ciśnieniu
większym niż 3900 MPa woda zwiększa
gęstość
do około 1,5 g/cm³ i powstaje lód o temperaturze powyżej 0 °C. Autodysocjacja wody
Woda ulega samoistnej
jonizacji
zwanej
autodysocjacją
zgodnie z reakcją: - H2O + H2O → H3O+ + OH-
Równowagę autodysocjacji wody opisuje tzw.
iloczyn jonowy
wody, który w temperaturze 20 °C jest równy ok. 10-14 (zwykle wielkość bezwymiarowa lub mol2/kg2) (zobacz
skala pH
). Fala na wodzie po kapnięciu
kropli
. Znaczenie biologiczneWoda jest powszechnym rozpuszczalnikiem związków ustrojowych i niezbędnym uzupełnieniem pokarmu wszystkich znanych organizmów. Uczestniczy w przebiegu większości reakcji metabolicznych, stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego, np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych,
hormonów
,
enzymów
. Reguluje temperaturę. Stanowi płynne środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów
przemiany materii
. Woda stanowi średnio 70% masy dorosłego człowieka, w przypadku noworodka ok. 15% więcej, 60-70% limfy, 95% osocza krwi, 90% liści, owoców, 20% kości, 10% szkliwa zębów, tkanki tłuszczowej. Aż
miliard
ludzi na świecie nie ma bezpośredniego dostępu do wody pitnej. Każdego dnia choroby wynikające z niedostatku czystej wody powodują śmierć wielu tysięcy ludzi, głównie dzieci. Znaczenie kulturoweW
kulturowej
symbolice
woda
jest jednym z
żywiołów
: czterech w kulturze europejskiej, pięciu w tradycji chińskiej, pięciu w tradycji japońskiej, trzech w tradycji celtyckiej (tu woda jest tylko częścią jednego z żywiołów). Przeciwstawiana jest
ogniowi
,
powietrzu
i
ziemi
(w Europie),
ogniowi
,
metalowi
,
drewnu
i
ziemi
(w Chinach), ogniowi, powietrzu, ziemi i piorunowi (w Japonii). W tradycji celtyckiej żywioły to Ziemia, Ogień i Sztorm, woda jest częścią tego ostatniego. Symbolizuje życie, płodność i oczyszczenie (choć bywa także ukazywana jako siła zła, zwłaszcza w przeciwstawieniu wody czystej i brudnej). Woda jest częstym elementem
mitów kosmogonicznych
. Bywa też uważana za medium ułatwiające przejście z jednego świata do drugiego (w
mitologii greckiej
Charon
przewoził łodzią
duszę
zmarłego do
Hadesu
, gdzie pijąc wodę ze źródła
Lete
zapominała o minionej egzystencji)[5]. W wielu religiach zanurzenie w wodzie symbolizuje oczyszczenie i odrodzenie (por.
chrzest
).
Rozszerzalność temperaturowa
gęstość
wody w funkcji temperatury |
---|
temp. [°C] | gęstość [kg/m³] |
---|
+100 | 958,4 | +80 | 971,8 | +60 | 983,2 | +40 | 992,2 | +30 | 995,6502 | +25 | 997,0479 | +22 | 997,7735 | +20 | 998,2071 | +15 | 999,1026 | +10 | 999,7026 | +4 | 999,9720 | 0 | 999,8395 | −10 | 998,117 | −20 | 993,547 | −30 | 983,854 | Źródło: Lide, D. R. (Ed.), (1990), CRC Handbook of Chem. and Phys. Informacje dla temperatur poniżej 0 °C dot. wody jako
cieczy przechłodzonej
. |
Woda, jako jedna z niewielu substancji, nie zwiększa swojej objętości
monotonicznie
z
temperaturą
w całym przedziale temperatur od 0 do 100 °C. Zależność
gęstości
wody od
temperatury
pokazana jest[6] w tabelce obok. Poniżej +3,98 °C objętość zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury, co wśród ogółu
substancji chemicznych
jest anomalią (patrz:
anomalna rozszerzalność wody
). Anomalia spowodowana jest specyficznym kształtem cząsteczki wody oraz istnieniem silnych
wiązań wodorowych
. Wiązania te nadają wodzie względnie dużą gęstość, a ponadto pękają w obszarze anomalnym, zwiększając nieuporządkowanie wśród cząsteczek, a co za tym idzie, zwiększając również objętość cieczy. Z tego samego powodu objętość wody wzrasta również podczas
krzepnięcia
– dlatego lód pływa po powierzchni wody, rozsadza naczynia, kruszy spękane skały, niszczy nawierzchnię dróg itp.
Zastosowanie wodyJako substancja użytkowa woda ma wiele zastosowań. Najważniejsza jest
woda pitna
, w
gospodarstwach domowych
jest używana woda do celów sanitarno-bytowych, w
rolnictwie
zaś do nawadniania pól. Znaczne ilości wody zużywają zakłady przemysłowe. Woda przemysłowa może służyć jako substancja będąca przekaźnikiem
ciepła
, magazynująca ciepło lub je odbierająca (substancja chłodząca), poza tym jako
reagent
, rozpuszczalnik itp. Rodzaje wodyRodzaje wody w zależności od czystości i zastosowania (w przybliżeniu w kolejności procesu produkcyjnego): Rodzaje wody w żywności- woda wolna (niezwiązana): ok. 5-100%
- rozpuszczalnik substancji organicznych i związków mineralnych. Łatwo wydziela się z produktu, pod wpływem czynników zewnętrznych, o właściwościach zbliżonych do właściwości wody w rozcieńczonych roztworach soli, powiązana siecią wzajemnych wiązań wodorowych.
- woda związana (zlokalizowana w bezpośrednim sąsiedztwie substancji rozpuszczonych):
- woda strukturalna (<0,03%)
- jest integralną częścią składników niewodnych, ulokowana w wolnych przestrzeniach makrocząsteczek, lub związana w postaci wodzianów.
- woda związana w postaci monowarstwy (0,1–0,9%)
- silnie oddziałuje z grupami polarnymi i zjonizowanymi składników niewodnych
- woda uwięziona (ok. 5-96%)
- o właściwościach wody wolnej, ale uwięziona w niewypełnionych przestrzeniach składników strukturalnych lub w żelach, przez co jej przepływ jest utrudniony[].
ZanieczyszczeniaKlasyfikacja zanieczyszczeń ze względu na: - sposób ich usuwania:
- zanieczyszczenia zawieszone i pływające; usuwane w procesach fizycznych
sedymentacji
lub
filtracji
,
- zanieczyszczenia koloidalne – o cząsteczkach wielkości poniżej 100μm; usuwane w specjalnych procesach, np.
ultrafiltracji
,
koagulacji
,
- zanieczyszczenia rozpuszczone – w formie roztworu; usuwane metodami fizykochemicznymi lub metodami chemicznymi.
- wpływ na zdrowie:
- związki trujące i szkodliwe,
- związki nieszkodliwe – w zależności od stężenia mogą równocześnie wskazywać na zanieczyszczenie wody,
- związki pożądane dla zdrowia.
- ich pochodzenie:
- biologiczne i bakteriologiczne,
- fizyczne,
- chemiczne,
- izotopami pierwiastków promieniotwórczych.
OczyszczanieBiologiczne: Chemiczne: Mechaniczne: CiekawostkiWoda ma
swoje święto
–
22 marca
. Zobacz teżPrzypisy- ↑
Woda – podsumowanie
(
ang.
). PubChem Public Chemical Database.
- ↑
Sonda Phoenix potwierdza istnienie wody na Marsie
- ↑ 3,0 3,1 "Guideline on the Use of Fundamental Physical Constants and Basic Constants of Water", The International Association for the Properties of Water and Steam, Gaithersburg, Maryland, USA, September 2001,
(pdf)
.
- ↑ Robert L, Wolke: Co Einstein powiedział swojemu fryzjerowi. Klub Dla Ciebie, 2002. .
- ↑
Vojtech Zamarovský
: Bohovia a hrdinovia antických bájí. Bratislava: Perfekt a.s., 1998, ss. 258-259. . (
słow.
); polskie wydanie: Bogowie i herosi mitologii greckiej i rzymskiej (Encyklopedia mitologii antycznej, Słownik mitologii greckiej i rzymskiej).
- ↑
Dokładniejsze dane
o zależności gęstości od temperatury w zakresu 0-40 °C
Bibliografia- M. Overman "Woda"
1977
, PWN,
Warszawa
- M.L. Biełaja "Teoria wody – od wieku XVIII do dziś" w:
Problemy
nr 5/1989
- E. Grochowicz, J. Korytkowski "Ochrona przyrody i wód" cz.1, WSiP, Warszawa 1996,
Linki zewnętrzne
Inne hasła zawierające informacje o "Woda":
Oddychanie komórkowe
przebiega ze 100%
sprawnością
i część energii uwalniana jest w postaci ciepła.Poza
węgloWodanami
organizmy w procesie oddychania mogą utleniać
tłuszcze
oraz
białka
, a po ...
Fosforan wapnia
...
Globuliny
...
Kwas fosforowy
...
Eunectes
...
Eksperyment kortowski
odprowadzaniu przeżyźnionych wód
hypolimnionu
za pomocą drewnianej rury, działającej na zasadzie
lewara
. Woda z hypolimnionu odprowadzana była do rzeki
Kortówki
, a dalej do rzeki ...
Fruktoza
...
Chemoklina
ma miejsce, gdy stężenie soli w wodzie głębinowej jest tak duże, że Woda ta ma
gęstość
większą niż największa okresowa gęstość wód powierzchniowych (występująca ...
Strefa eufotyczna
...
Stratyfikacja termiczna wody w jeziorze
(
miksja
) mas wodnych. Znaczna głębokość zbiorników wodnych sprawia, że zmagazynowana w nich Woda ma poziome uwarstwienie termiczne spowodowane poziomym zróżnicowaniem temperatury wody, a tym ...
Inne lekcje zawierające informacje o "Woda":
22 Eksploatacja i obsługa pojazdu (plansza 9)
powinien być powyżej płytek w każdej celi, jego niedobór uzupełnia się wyłącznie Woda destylowaną), w okresie letnim – raz na 2 tygodnie, w okresie ...
Procent z danej liczby (plansza 12)
ogłoszono dziesięcioprocentową obniżkę cen na wszystkie towary. Wcześniej rower kosztował 290 zł, Woda mineralna 1zł 20 gr, a ser żółty 16 zł za kilogram. ...
010b. Rzym (plansza 18)
Forum Romanum - pozostałości
Rzym
Woda do miast była dostarczana akweduktami (służyły one także jako drogi dojazdowe ...
|