Woda, H_2O, związek tlenu z wodorem - jest najpowszechniej występującym na naszej planecie zwiąązkiem chemicznym. Ilość wody na Ziemi szacuje się na około 2,2 x 10^18 ton. Jeśeli każdą tonę wody (1 m^3) zmniejszylibyśmy do rozmiarówki głowki od szpilki i z takimi gółwkami wybrukowali drogę . z Ziemi na Księżyc, to jej szerokość wynosiłaby 10 kilometrów. Czyż w tej sytuacji wodzie nie należy przyznać pierwszeństwa wśród związków chemicznych?
Masa wody występującej w przyrodzie znajduje się w równowadze dynamicznej. Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem. Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza i obecności tzw. jąder kondensacji następuje skraplanie pary wodnej do postaci drobniutkich kropelek, które grupują się w widoczne skupienia - chmuury. W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem, przemieszczają się nad powierzchnią lądów , mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają jako deszcz, śnieg lub grad. Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie.
Woda jest cieczą bezbarwną, bezwonną, bezsamku, w grubych warstwach przyjmuje niebieskawe zabarwienie. Gęstość wody zmienia się wraz z temperaturą krzepnięcia zmiana ta przebiega inaczej niż u innych cieczy. Od 0oC aż do 4oC gęstość wody, zamiast maleć, wzrasta i zmniejsza się dopiero powyżej tej temperatury. Zatem w zimie temperatura wody w dolnych warstwach głębszych zbiorników nie spada poniżej 4oC, co ma ogromne znaczenie, dla zycia organizmów wodnych. Woda, krzepnąc, zwiększa swoją objętość. Ma to wpływ na kruszenie się skał i powstawanie gleby.
Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem różnych substancji. Z tego tez powodu wszystkie występujące naturalnie wody to mniej lub bardziej stężone roztwory. Aby otrzymać cszysta wodę, należy ją przedestylować. Wodę destylowaną stosujemy np. w prszemyśle farmaceutycznym i do akumlatorów samochodowych.
Woda charakteryzuje się wysokimi wartościami pewnych stałych fizycznych. Przede wszystkim ma bardzo wysokie ciepło właćściwe . aby podnieść temperaturę 1 grama wody o 1 stopień, trzeba 1 kalorii. Bardzo wysokie jest też jej ciepło parowania. Do zmiany 1g wrzącej wody w parę potrzeba około 540 kcal. Jest to ponad dwa razy więcej, niż wynoszą te stałe dla alkoholu etylowego. Ze względu na dużą wartość ciepła właściwego wody można w niej gromadzić dużą ilość ciepła. To tłumaczy wpływ mórz i oceanów, a także prądów morskich na klimat. Ciepło zgromadzone w lecie jest następnie oddawane zimą. Dlatego też wybrzeża oceanów mają znacznie łagodniejszy klimat niż rejony w głębi kontynentów, położone na tej samej szerokości geograficznej.
Dużo ciepło parowania wody ma ogromne znaczenie dla organizmu. Nasz stało cieplny organizm . Nasz stałocieplny orgaznim nie znosi większych wahań tempratury. W przegrzanym środowisku ciało człowieka się poci. Pot askłada się w 99 procentach z wody, która, parując, ochładza organizm, a więc pobiera z niego dużą ilość ciepła.
Duże ciepło właściw i duże ciepło parowania sprawiają, że parownanie wód pod wpływem ciepła słonecznego, a także zamarzanie jezior i rzek oraz topienie lodów i śniegów na wiosnę odbywa się stosunkowo powioli, nie powodując spustoszeń, jakie musiałyby nastepować, gdyby procesy te zachodziły szybciej.
Spośród wszystkich składników komórek woda występuje w największych ilościach. W większości organizmów zawartość wody waha się od 70m do 90 procent. Bardzo dużo wody mają meduzy (97-98 proc.) , natomiast stosunkowo mało niektóre nasiona (10-15 proc.) , kości (20 proc.) czy ściany komórkowe roślin (10 proc). Występując tak obficie . w biosferze, woda musi odgrywać niezwykle ważną rolę. Biologiczne znaczenie wody sprowadza się do pięciu najważniejszych funkcji:
*jest podstawą płynów ustrojowych
*reguluje temperaturę, ciśnienie osmotyczne i pH
* uczestniczy w przebiegu wielu procesówprzemiany materii
*stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego oraz środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów metabolizmu i metsabolitów szkodliwych
*utrzymuje odpowiednie wymiary i kształty komórek
Zajmijmy się bliżej pojęciem ciśnienia osmotycznego. Jest to zjawisko niezwykle istotne, odpowiedzialne za wiele ważnych fizjologicznych procesów i związane z wnikaniem wody do środowiska zawierającego bardziej stężony roztwory.
Umieszczenie komórki w roztworze o takim samym ciśnieniu osmotycznym, jakie panuje w komórce, powoduje, że ani woda nie wnika do wnętrza komórki, ani z niej nie uchodzi. Komórka nie pęcznieje, ale też się nie kurczy. Taki roztwór nazwywamy izotonicznym w stosunku do roztworu w komórce. Przykładem roztworu izotonicznego jest osocze krwi.
Roztwór otaczający komórkę, zawierający mniejszą ilość substancji rozpuszczonych komórka, to roztwór hipotoniczny - wnika do komórki, tzn. komórka umieszczona w nim pęcznieje. Roztwór o większym niż we wn†rzu komórii stężeniu substancji rozpuszczonych nazywa się hipertonicznym - komórka w nim umieszczona kurczy się.
Rolę ciśnienia osmotycznego w utrzymywaniu kształtu komórek dobrze obrazuej zjawisko tugoru. W miarę wnikania wody do rośliny ze środowiska hipotonicznego zawartość komórki coraz silniej przyciskana do sztywneaje ściany komórkowej. Powstaje ciśnienie wewnętrzne, czyli turgor, który równoważy ciśnienie osmotyczne i zapobiega dalszemu wnikaniu wody do komórki. Niedobór wody powoduje zmniejszenie turgoru i powstawanie zjawiska więdnięcia roślin.
Woda pełni w organizimie funkcję płynu umożliwającego usuwanie końcowych produktów metabolizmu i substancji szkodliwych. Związki te są wydalane z moczem . Ponieważ ilość wydalanego moczu u dorosłego człowieka wynosi na dobę od 600 do 2500cm^3, a do tego dochodzi wydalanie wody z oddechem i potem, woda musi być uzupełniona pokaramami i napojami.
Kiedy odkręcamy kran, pamiętajamy, że woda, którą traktujemy jako łagodnąą i obojętną ciecz o powszechnie znanych, oczywistych i niegodnych uwagi cechach, jest substancją reaktywną, obdarzoną nietypowymi dla innych właściwościami cieczy.
Hydrosfera jest wdoną powłoką naszej planety. Woda występuje w niej w trzech stanach skupienia: ciekłym . w oceanach, morzach i wodach sródlądowych, stałym pod postacią lodu i śniegu oraz jako para wodna w atmosferze. Kondensacja pary wodnej prowadzi do powstawania chmur.
Obieg wody w przyrodzie to niezbędny warunek życina na ziemi. Kształtuje także powierzchnię planety. Wzgórza i doliny w dużym stopniu zawdzięczaja swój wygląd fizycznemu i chemicznemu działaniu wody.
30-procentowy roztwór nadtolenku wodoru H_2O_2, znany w handlu jako perhydrol, po rozcieńczeniu staje się jedynym z najlepszych środków wybielających i odkażających. Używa się go do rozjaśniania włosów, kości słoniowej, do czyszczenia sczerniałych obrazów olejnych. 3-procentowy roztwór H_2O_2, czyli woda utleniona, służy do dezynfekcji ran. W stanie czystym nadtlenek wodoru jest syropowatą cieczą, trudną do otrzymania ze względu na to, że rozkłada się wybuchowo.
Osmoza nazywamy dyfuzję cząsteczek rozpuszczalnika (w układach biologicznych wody) przez błonę półprzepuszczalną, oddzielającą dwa roztwory wodne różniące się stężeniem, oprzy równoczesnym zahamowaniu dyfuzji ciała rozpuszczonego.\
Cząsteczka wody ma budowę kątową. Wobec tego rozłożenie ładunków ujemnych i dodatnich jest asymetryczne i budowa cząsteczki wody staje się dwubiegunowa (polarna). Przeciwległa do dwóch wodoru strona artomu tlenu jest stosunkowo bogata w elektrony, natomiast względnie odsłonięte jądra atomów woodoru tworzą obszar o ładunku dodatnim. Po rozproszeniu elektrolitów ich jony natychmiast zostają otoczone cząsteczkami wody - następuje ich uwodnienie. Dzięki uwodnieniu jony są jak gdyby otulone warstewką wody, która chroni je przed działaniem sił elektrostatycznych, występujących pomiędzy różnoimiennymi ładunkami.
Woda ciężka - woda, w której podstawowy izotop wodoru został zastąpiony deuterem. Ma nieco większy ciężar właściwy od zwykłej wody (stąd nazwa). W nieznacznej ilości występuje w normalnej wodzie, skąd można ją otrzymać w wyniku długotrwałej elektrolizy. Jest stosowana w niektórych rodzjach reaktorów jądrowych.
Woda guraldowa -dawna nazwa roztworu octanu ołowiu (II), najlepiej rozpuszczalnej soli ołowiu. Była używana w medycynie do robienia okładów oraz w farbiarstwie.
Woda Labarraque'a - wodny roztwór chloranu (I) sodu i chlorku sodu. Otrzymuje się ją działaniem chloru na zimno na wodorotlenek sodu. Silny środek bielący i dezynfekcyjny.
Woda twarda - woda zawierająca dużo soli wapnia i magnezu. W takiej wodzie mydło słabo się pieni. Woda twarda powoduje osadzanie się kamienia w czajnikach i instalacjach kotłowych.
Woda wapienna - klarowany, nasycony wodny roztwór wodorotlenku wapnia. Stosowana do wykrywania dwutlenku węgla, w reakcji z którym mętnieje, oraz w lecznictwie przy leczeniu oparzeń chemicznych.
Masa wody występującej w przyrodzie znajduje się w równowadze dynamicznej. Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem. Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza i obecności tzw. jąder kondensacji następuje skraplanie pary wodnej do postaci drobniutkich kropelek, które grupują się w widoczne skupienia - chmuury. W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem, przemieszczają się nad powierzchnią lądów , mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łączą się ze sobą w większe krople i opadają jako deszcz, śnieg lub grad. Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie.
Woda jest cieczą bezbarwną, bezwonną, bezsamku, w grubych warstwach przyjmuje niebieskawe zabarwienie. Gęstość wody zmienia się wraz z temperaturą krzepnięcia zmiana ta przebiega inaczej niż u innych cieczy. Od 0oC aż do 4oC gęstość wody, zamiast maleć, wzrasta i zmniejsza się dopiero powyżej tej temperatury. Zatem w zimie temperatura wody w dolnych warstwach głębszych zbiorników nie spada poniżej 4oC, co ma ogromne znaczenie, dla zycia organizmów wodnych. Woda, krzepnąc, zwiększa swoją objętość. Ma to wpływ na kruszenie się skał i powstawanie gleby.
Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem różnych substancji. Z tego tez powodu wszystkie występujące naturalnie wody to mniej lub bardziej stężone roztwory. Aby otrzymać cszysta wodę, należy ją przedestylować. Wodę destylowaną stosujemy np. w prszemyśle farmaceutycznym i do akumlatorów samochodowych.
Woda charakteryzuje się wysokimi wartościami pewnych stałych fizycznych. Przede wszystkim ma bardzo wysokie ciepło właćściwe . aby podnieść temperaturę 1 grama wody o 1 stopień, trzeba 1 kalorii. Bardzo wysokie jest też jej ciepło parowania. Do zmiany 1g wrzącej wody w parę potrzeba około 540 kcal. Jest to ponad dwa razy więcej, niż wynoszą te stałe dla alkoholu etylowego. Ze względu na dużą wartość ciepła właściwego wody można w niej gromadzić dużą ilość ciepła. To tłumaczy wpływ mórz i oceanów, a także prądów morskich na klimat. Ciepło zgromadzone w lecie jest następnie oddawane zimą. Dlatego też wybrzeża oceanów mają znacznie łagodniejszy klimat niż rejony w głębi kontynentów, położone na tej samej szerokości geograficznej.
Dużo ciepło parowania wody ma ogromne znaczenie dla organizmu. Nasz stało cieplny organizm . Nasz stałocieplny orgaznim nie znosi większych wahań tempratury. W przegrzanym środowisku ciało człowieka się poci. Pot askłada się w 99 procentach z wody, która, parując, ochładza organizm, a więc pobiera z niego dużą ilość ciepła.
Duże ciepło właściw i duże ciepło parowania sprawiają, że parownanie wód pod wpływem ciepła słonecznego, a także zamarzanie jezior i rzek oraz topienie lodów i śniegów na wiosnę odbywa się stosunkowo powioli, nie powodując spustoszeń, jakie musiałyby nastepować, gdyby procesy te zachodziły szybciej.
Spośród wszystkich składników komórek woda występuje w największych ilościach. W większości organizmów zawartość wody waha się od 70m do 90 procent. Bardzo dużo wody mają meduzy (97-98 proc.) , natomiast stosunkowo mało niektóre nasiona (10-15 proc.) , kości (20 proc.) czy ściany komórkowe roślin (10 proc). Występując tak obficie . w biosferze, woda musi odgrywać niezwykle ważną rolę. Biologiczne znaczenie wody sprowadza się do pięciu najważniejszych funkcji:
*jest podstawą płynów ustrojowych
*reguluje temperaturę, ciśnienie osmotyczne i pH
* uczestniczy w przebiegu wielu procesówprzemiany materii
*stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego oraz środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów metabolizmu i metsabolitów szkodliwych
*utrzymuje odpowiednie wymiary i kształty komórek
Zajmijmy się bliżej pojęciem ciśnienia osmotycznego. Jest to zjawisko niezwykle istotne, odpowiedzialne za wiele ważnych fizjologicznych procesów i związane z wnikaniem wody do środowiska zawierającego bardziej stężony roztwory.
Umieszczenie komórki w roztworze o takim samym ciśnieniu osmotycznym, jakie panuje w komórce, powoduje, że ani woda nie wnika do wnętrza komórki, ani z niej nie uchodzi. Komórka nie pęcznieje, ale też się nie kurczy. Taki roztwór nazwywamy izotonicznym w stosunku do roztworu w komórce. Przykładem roztworu izotonicznego jest osocze krwi.
Roztwór otaczający komórkę, zawierający mniejszą ilość substancji rozpuszczonych komórka, to roztwór hipotoniczny - wnika do komórki, tzn. komórka umieszczona w nim pęcznieje. Roztwór o większym niż we wn†rzu komórii stężeniu substancji rozpuszczonych nazywa się hipertonicznym - komórka w nim umieszczona kurczy się.
Rolę ciśnienia osmotycznego w utrzymywaniu kształtu komórek dobrze obrazuej zjawisko tugoru. W miarę wnikania wody do rośliny ze środowiska hipotonicznego zawartość komórki coraz silniej przyciskana do sztywneaje ściany komórkowej. Powstaje ciśnienie wewnętrzne, czyli turgor, który równoważy ciśnienie osmotyczne i zapobiega dalszemu wnikaniu wody do komórki. Niedobór wody powoduje zmniejszenie turgoru i powstawanie zjawiska więdnięcia roślin.
Woda pełni w organizimie funkcję płynu umożliwającego usuwanie końcowych produktów metabolizmu i substancji szkodliwych. Związki te są wydalane z moczem . Ponieważ ilość wydalanego moczu u dorosłego człowieka wynosi na dobę od 600 do 2500cm^3, a do tego dochodzi wydalanie wody z oddechem i potem, woda musi być uzupełniona pokaramami i napojami.
Kiedy odkręcamy kran, pamiętajamy, że woda, którą traktujemy jako łagodnąą i obojętną ciecz o powszechnie znanych, oczywistych i niegodnych uwagi cechach, jest substancją reaktywną, obdarzoną nietypowymi dla innych właściwościami cieczy.
Hydrosfera jest wdoną powłoką naszej planety. Woda występuje w niej w trzech stanach skupienia: ciekłym . w oceanach, morzach i wodach sródlądowych, stałym pod postacią lodu i śniegu oraz jako para wodna w atmosferze. Kondensacja pary wodnej prowadzi do powstawania chmur.
Obieg wody w przyrodzie to niezbędny warunek życina na ziemi. Kształtuje także powierzchnię planety. Wzgórza i doliny w dużym stopniu zawdzięczaja swój wygląd fizycznemu i chemicznemu działaniu wody.
30-procentowy roztwór nadtolenku wodoru H_2O_2, znany w handlu jako perhydrol, po rozcieńczeniu staje się jedynym z najlepszych środków wybielających i odkażających. Używa się go do rozjaśniania włosów, kości słoniowej, do czyszczenia sczerniałych obrazów olejnych. 3-procentowy roztwór H_2O_2, czyli woda utleniona, służy do dezynfekcji ran. W stanie czystym nadtlenek wodoru jest syropowatą cieczą, trudną do otrzymania ze względu na to, że rozkłada się wybuchowo.
Osmoza nazywamy dyfuzję cząsteczek rozpuszczalnika (w układach biologicznych wody) przez błonę półprzepuszczalną, oddzielającą dwa roztwory wodne różniące się stężeniem, oprzy równoczesnym zahamowaniu dyfuzji ciała rozpuszczonego.\
Cząsteczka wody ma budowę kątową. Wobec tego rozłożenie ładunków ujemnych i dodatnich jest asymetryczne i budowa cząsteczki wody staje się dwubiegunowa (polarna). Przeciwległa do dwóch wodoru strona artomu tlenu jest stosunkowo bogata w elektrony, natomiast względnie odsłonięte jądra atomów woodoru tworzą obszar o ładunku dodatnim. Po rozproszeniu elektrolitów ich jony natychmiast zostają otoczone cząsteczkami wody - następuje ich uwodnienie. Dzięki uwodnieniu jony są jak gdyby otulone warstewką wody, która chroni je przed działaniem sił elektrostatycznych, występujących pomiędzy różnoimiennymi ładunkami.
Woda ciężka - woda, w której podstawowy izotop wodoru został zastąpiony deuterem. Ma nieco większy ciężar właściwy od zwykłej wody (stąd nazwa). W nieznacznej ilości występuje w normalnej wodzie, skąd można ją otrzymać w wyniku długotrwałej elektrolizy. Jest stosowana w niektórych rodzjach reaktorów jądrowych.
Woda guraldowa -dawna nazwa roztworu octanu ołowiu (II), najlepiej rozpuszczalnej soli ołowiu. Była używana w medycynie do robienia okładów oraz w farbiarstwie.
Woda Labarraque'a - wodny roztwór chloranu (I) sodu i chlorku sodu. Otrzymuje się ją działaniem chloru na zimno na wodorotlenek sodu. Silny środek bielący i dezynfekcyjny.
Woda twarda - woda zawierająca dużo soli wapnia i magnezu. W takiej wodzie mydło słabo się pieni. Woda twarda powoduje osadzanie się kamienia w czajnikach i instalacjach kotłowych.
Woda wapienna - klarowany, nasycony wodny roztwór wodorotlenku wapnia. Stosowana do wykrywania dwutlenku węgla, w reakcji z którym mętnieje, oraz w lecznictwie przy leczeniu oparzeń chemicznych.
Komentarze
Prześlij komentarz