Voda je velmi důležitá chemická sloučenina, protože tvoří většinu tkání a orgánů lidského těla. Co víme o tomto životně důležitém prvku?
Co je to vlastně voda? Uvnitř lidského těla se nachází kostra, která dodává tělu tvrdost a pevnost. Díky kostře může člověk klidně stát beze strachu z pádu. Voda je jakousi takovou kostrou. Skládá se z nejmenších částic – atomů, jako každá jiná chemická sloučenina na zemi. Jeden z atomů je vodík a druhý je kyslík. Asi víte, že vzduch, který dýcháme, obsahuje také kyslík. Jedna integrální částice vody se nazývá molekula. Když se mnoho molekul vody smísí, můžeme vidět vodu jako předmět, pít ji nebo ji použít například k mytí.
Jak vzniká molekula vody?
Molekula vody se skládá ze tří atomů: jednoho atomu kyslíku a dvou atomů vodíku, které jsou navzájem těsně spojeny jako malé magnety. Každý atom je vyroben z hmoty a má jádro ve středu.
Atomy se od sebe liší atomovými čísly. Atomové číslo každého atomu závisí na počtu protonů v jádře tohoto atomu. Protony jsou malé kladně nabité částice. Atom vodíku má ve svém jádru pouze jeden proton, zatímco kyslík má osm. Jádro obsahuje také nenabité částice zvané neutrony.
Kromě protonů a neutronů lze záporně nabité elektrony nalézt také v atomech, které jsou v elektronovém oblaku kolem jádra. Počet elektronů v atomu se rovná počtu protonů v jádře. Integritu atomu zajišťuje vzájemná přitažlivost protonů a elektronů.
V jakých stavech (fázích) může být voda?
Voda existuje ve třech skupenstvích: pevném, kapalném a plynném. Při normální teplotě kolem 25
o
C je kapalný, ale pod 0
o
C voda zamrzne a změní se v led. V plynném stavu má voda teplotu nad 100
o
C. To je bod varu vody, při kterém se začíná odpařovat. Voda se mění v bezbarvý plyn bez zápachu.
Rychlost odpařování vody závisí na teplotě: čím vyšší je, tím rychleji se veškerá voda odpaří.
Co se stane, když se změní stav vody?
Přechod z kapalného do pevného nebo plynného skupenství se nazývá fázové přeměny. Když chemická látka, stejně jako voda, přejde do jiného fázového stavu, změní se její fyzikální vlastnosti, ale chemické vlastnosti zůstanou nezměněny. To je způsobeno skutečností, že chemická struktura zůstává stejná, ale molekuly, které tvoří látku, jsou umístěny ve vzájemné vzdálenosti. V pevném skupenství jsou molekuly poměrně husté, ale v kapalném stavu se od sebe rozcházejí. Voda se stává kapalnou v důsledku oddělení molekul. Když se voda změní z kapalného do plynného skupenství, molekuly se od sebe ještě více vzdálí. Proto takovou vodu nevidíme.
Proč plave led na vodě?
Když chemická látka zamrzne, její molekuly se začnou přibližovat k sobě. Voda je výjimkou z tohoto pravidla: zamrzá pod 0
o
C, ale když teplota klesne o více než 4
o
C voda se začne znovu rozpínat. V důsledku toho se jeho hustota snižuje. Hustota látky se vztahuje k její hmotnosti v kilogramech na metr krychlový látky. Když se dvě látky smíchají, ale vzájemně se nerozpustí, látka s nižší hustotou bude plavat na druhé látce. V našem případě je takovou látkou led, protože jeho hustota je menší než hustota vody.
Proč se všechny látky nerozpustí ve vodě?
Schopnost látky rozpouštět se ve vodě je určena její polaritou. Polární látka je látka, která má dva póly jako magnet. Když je polární i jiná chemická látka, pak se póly těchto látek k sobě přitahují a v důsledku toho se látky mísí. Totéž platí pro rozpouštění látek ve vodě.
Látky, které nemají póly, se nazývají nepolární látky. Například ropa je nepolární látka. Proto nelze olej rozpustit ve vodě. Mimochodem, ropa, stejně jako led, plave na hladině vody, protože její hustota je menší než hustota vody.
Co je to tvrdá voda?
Když se voda nazývá „tvrdá“, znamená to, že obsahuje více solí než běžná voda. Především jsou to vápenaté a hořečnaté soli. Stupeň tvrdosti vody se zvyšuje s rostoucím množstvím rozpuštěného vápníku a hořčíku.
Ionty hořčíku a vápníku jsou pozitivně infikovány. Ostatní kladně nabité látky se díky své přítomnosti v tvrdé vodě rozpouštějí hůře než ve vodě, která vápník a hořčík neobsahuje. Z tohoto důvodu se mýdlo v tvrdé vodě příliš dobře nerozpouští.
Co jsou fyzikální a chemické vlastnosti?
Fyzikální vlastnosti látky jsou vlastnosti, které souvisí s chemicky nezměněnou látkou. Chemické vlastnosti jsou vlastnosti, které se v chemii často používají k určení stavu látky. Fyzikální a chemické vlastnosti nám mohou napovědět o chování látky za určitých podmínek.
Jaké jsou fyzikální a chemické vlastnosti vody?
Voda má několik fyzikálních a chemických vlastností, které se často používají navzájem izolovaně. Můžeme jmenovat následující vlastnosti:
-
Hustota
.
Hustota vody se vztahuje k hmotnosti určitého množství vody. Hustota se obvykle vyjadřuje v kilogramech na metr krychlový (fyzická vlastnost). -
Funkce teploty.
Patří sem změny vody při jejím zahřívání, teplota přechodu vody do plynného skupenství a podobné věci (fyzikální vlastnosti). -
Elektrická vodivost.
Označuje množství elektřiny, které může voda vést (fyzická vlastnost). -
Absorpce světla.
Toto je množství světla, které může určité množství vody absorbovat za jednotku času (chemická vlastnost). -
Viskozita.
Tato vlastnost znamená hustotu vody a určuje její pohyblivost. S rostoucí teplotou klesá viskozita. To znamená, že při vyšších teplotách se voda stává mobilnější (fyzikální vlastnost). -
Ph vody.
Hodnoty pH jsou na stupnici od 1 do 14. Úroveň pH udává, zda je látka kyselá (pH 1 až 6), neutrální (pH=7) nebo zásaditá (pH 8 až 14). Úroveň pH látky závisí na počtu atomů vodíku v jejím složení. Čím více atomů vodíku látka obsahuje, tím nižší je její pH. Látka, která obsahuje mnoho atomů vodíku, je kyselá. pH lze měřit pomocí speciálního barevného papírku, který se spouští do roztoku látky. Barva papíru ukáže úroveň pH dané látky (chemická vlastnost). -
Alkalita vody.
Jedná se o schopnost vody neutralizovat kyselinu nebo zásadu tak, že se pH vody nemění (chemická vlastnost).