Č A R O B N A   K A P L J I C A  Z MNOGIMI OBRAZI

ALI VEŠ?

TIHE MELODIJE

eko EKSPERIMENT

ALI ME PREPOZNAŠ?

OD UST DO UST

KO SMEH ODMEVA

DETEKTIV Pjusk SVETUJE

VARČEVALNI UKREPI

SANJE

LE KAJ SE SKRIVA NA TEJ STRANI?

eko KVIZ

V STENO VKLESANO

NE POZABI

Kaj je voda?

Voda (H20) je kemijska spojina vodika s kisikom. V laboratoriju jo lahko dobimo z zgorevanjem vodika na zraku.

Čista voda vre pri normalnem tlaku pri 100°C, zmrzne pa pri 0°C in ima pri 4,5°C največjo gostoto (1g/cm3). Najvažnejše topilo, v katerem posebno anorganske snovi razpadejo na ione (disociacija). V naravi je onesnažena s prahom, bakterijami, organskimi sestavinami, vsebuje tudi raztopljen zrak, ogljikov dioksid, in razne soli. Razmeroma čisti sta deževnica in snežnica. Rastline je vsebujejo do 95%, višje razvite živali in človek pa 60-70%.

Kako je zgrajena?

Voda je zgrajena iz atoma kisika, ki je povezan z dvema atomoma vodika. Ker so medsebojno povezane nekovine z različno elektronegativnostjo, je vez med atomi kovalentna, polarna.

Oblika molekule vode bi morala biti tetraedrična, ker bi bili tako elektronski pari najbolj oddaljeni drug od drugega. Zaradi odbojev med elektronskimi pari pa se zgradba spremeni. Oblika molekule je kotna.

Odboj med veznimi in neveznimi elektronskimi pari v molekuli vode ni enako močan. Nevezna elektronska para se močno odbijata, zato se morata vezna elektronska para umakniti. Posledica tega je, da sta vezna elektronska para bolj skupaj.

Voda ima velik dipolni moment – polarna molekula (raztaplja ionske spojine).

Kemizem vode

Pomembna kemijska lastnost vode je, da ionizira.

2H2O  <--->   H3O+ (aq)  +   OH-

Voda je ena izmed najbolj vsestranskih kemikalij. Reagira lahko kot Bronstedova kislina (reakcija z NH3) ali baza (reakcija s CH3COOH), Lewisova baza (hidroliza – PCl5), oksidant ali reducent.

Nenavadne lastnosti vode

Razlog anomalnih lastnosti vode je t.i. vodikova vez. Vez nastane, ko kisikov atom pritegne elektrone vodika. Vodikov proton je tako elektro pozitiven in izpostavljen elektrostatskemu privlaku prostim elektronskim parom kisika (dušika, flora) druge molekule. Ta privlak imenujemo vodikova vez, v redu velikosti okoli 10 kJ. Vodikova vez povezuje med seboj molekule vode v večje enote (klastre) – (H2O)x, ki vodi določajo lastnosti in omogočajo življenje. (Slika 1) Vez najdemo v mnogih spojinah: DNA, saharoza, celuloza, voda ....

Nenavadne lastnosti vode so torej posledica vodikovih vezi med molekulami vode in močnih orientacijskih vezi:

  • visoko vrelišče - glede na molsko maso bi pričakovali, da je plin, ne pa tekočina
  • velika izparilna in specifična toplota - velika toplotna kapaciteto onemogoča hitre temperaturne spremembe - zato se jo uporablja za hlajenje
  • gostota vode se najprej od tališča do 4,5 ° C veča, šele nad to temperaturo se prične manjšati - pri tekočinah se gostota pri segrevanju manjša od tališča do vrelišča. Voda na površini zmrzuje, voda med 0 ° C in 4,5 ° C, pa se zadržuje pri dnu in za to je omogočeno življenje tudi pozimi v vodi.
  • gostota ledu je za 9% manjša od gostote tekoče vode pri 0 ° C - znotraj ledu so praznine, pri taljenju se gostota poveča, saj molekule vode, ki se odtrgajo zapolnijo praznine. Posledica tega je, da cevi napolnjene z vodo pozimi pokajo, saj led zavzema pri isti maso večjo prostornino. Da bi to potrdili zadošča, da postavite polno plastenko vode v zamrzovalnik. Čez nekaj ur voda zmrzne, pri tem plastenka poči. Ko se strdi oz. ko preide iz tekočega v trdno agregatno stanje, zavzema voda večjo prostornino. Njena prostornina se je povečala; tlak, ki je deloval na stene posode, je povzročil, da je plastenka počila. Do tega pojava prihaja tudi v naravi. Pozimi, ko se voda spreminja v led, skale, prepojene z vodo, pokajo. Poleg tega led na vodi tudi plava. V primerjavi z drugimi snovmi je to izjemno. Voda v trdnem agregatnem stanju ima namreč manjšo gostoto (je njena masa pri enaki prostornini manjša), kot voda v tekočem stanju (1 liter vode ima maso 1 kilogram, led z enako prostornino pa le 0.9 kilograma.)

Primeri iz vsakdanjega življenja

1. Primer

Nenavadne lastnosti vode omogočajo življenje v vodi v zimskem času.

Ohlajevanje poteka počasi, saj ima voda veliko toplotno vsebnost (kapaciteto). Čim večja je količina vode in čim manjšo temperaturo ima, tem počasneje poteka njeno ohlajevanje.

Ko se voda na površini ohladi na 4 ° C, postane najgostejša in potuje na dno (morje, jezera, mlake), na površje pa pride toplejša voda, ki se ohlaja. Ko je vsa voda ohlajena na 4 ° C, se začne voda pri vrhu ohlajati in zmrzovati, saj se njena gostota manjša. In tako na površini nastane led, ki pa je dober izolator in preprečuje prehitro ohlajevanje vode proti dnu. Voda nato počasi zmrzne proti dnu in le v izjemnih primerih se zgodi, da zmrzne do dna ali celo da zmrzne dno.

2. Primer

Voda na površju pozimi zmrzuje in, ker se ji pri tem veča prostornina povzroča razrivanje materiala, pokanje skal ipd. Ko se spomladi led stali in ne drži materiala več skupaj, pride do erozije zemljišča, odkrušitve skal, ipd.

3. Primer

Led ima večjo prostornino, kot enaka masa vode, zato plava na vodi in to tako, da iz vode gleda 9 % ledene gmote, večina ledu pa je pod vodo. Velik del površine Antarktike in Arktike je na ledenih skladih. ledene gore se spomladi trgajo iz zaledenelih obal in potujejo s toplejšimi tokovi, pri čemer pomenijo stalno nevarnost za ladijski transport, a obenem tudi možnost za pridobivanje pitne vode, kar je ugodno.

Manj ugodno pa je to, da se bo pri prekomernem taljenju polarnega ledu, zaradi onesnaženja ozračja in drugih vplivov, višina oceanov zvišala in da bo veliko zemeljske površine pod morsko vodo. Računajo, da kar 30 % svetovnega prebivalstva živi v predelih ob morju, ki jih bo taljenje ledu na zemeljskih polih zalila voda.

4. Primer

Posledica zmrzovanja vode v steklenicah je tudi pokanje steklenic v zamrzovalnikih ali med prevozom v zimskem času na odprtih kamionih ali v neogrevanih vikend hišicah. Zaradi enakega razloga pokajo tudi vodovodne cevi v stenah, medtem ko so pod zemljo, na globini pod 80 cm razmeroma na varnem. Iz varnostnih razlogov je v veliko sistemih za centralno kurjavo ali napravah za ogrevanje s sončno svetlobo tekočina proti zmrzovanju. Enako velja tudi za avtomobile v zimskem času.

 

Biološki pomen vode

Biološki pomen vode, brez katere življenje na Zemlji, v takšni obliki kot ga poznamo danes, ne bi obstajalo, je posledica njenih fizikalnih in kemijskih lastnosti.

Občutek, da je količina vode kot surovine neomejena, postaja vedno bolj zaskrbljujoč. Kljub temu, da pokriva tri četrtine zemeljskega površja in da lahko zrak vsebuje 4 prostorninske % vodne pare, pije pitno in neoporečno vodo vedno manj ljudi.

Čiste vode v naravi ni. Tudi deževnica – naravna destilirana voda – vsebuje raztopljene pline, zlasti kisik, dušik in ogljikov dioksid. Površinsko vodo, ki vsebuje raztopljene soli, imenujemo trda voda. Trda voda vsebuje od 0,01 do 0,2% raztopljenih snovi, pretežno magnezijevih in kalcijevih hidrogen-karbonatov in sulfatov (VI). Morska voda – vir elementov in spojin – vsebuje do 3% soli (NaCl). Industrijska voda mora vsebovati čim manj soli, saj se le-te nalagajo na izmenjevalcih toplote in ventilih ter tako krajšajo njihovo uporabnost. Vodo očistijo (mehčajo) z mehčalci (kalcijev hidroksid – apno, in natrijev karbonat – soda), ter ionskimi izmenjevalci (organski polimeri s funkcionalnimi skupinami, ki vežejo ione).

Trdota vode

Površinsko vodo, ki vsebuje raztopljene soli, imenujemo trda voda; v njej se milo manj peni kot v čisti - mehki vodi. Trda voda vsebuje največ magnezijevega in kalcijevega hidrogen karbonata, ki nastaneta iz karbonatov, če vsebuje voda dovolj ogljikovega dioksida.

MgCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) a Mg(HCO3)2(aq)

CaCO3(s) + H2O(l) + CO2(g) a Ca(HCO3)2(aq)

Pri izparevanju ali pri kuhanju vode izhaja prebitni ogljikov dioksid, koncentracija ogljikovega dioksida v ravnotežju se manjša, zato se izloča magnezijev in kalcijev karbonat. Ker lahko na ta način trdoto vode zmanjšujemo, imenujemo magnezijev in kalcijev hidrogenkarbonat tudi prehodna trdota. Trda voda pa vsebuje še kalcijev sulfat(VI) in - odvisno od terena, po katerem teče - tudi druge soli; s skupnim imenom jih imenujemo stalna trdota, ker jih le s segrevanjem ne moremo odstraniti. Vsebnost soli v vodi oziroma trdoto vode podajamo kvantitativno s trdotnimi stopinjami. Pri nas je v rabi enota: mg CaO/100 cm3 vode - (množino vseh raztopljenih snovi, tudi magnezijevih, preračunamo s pomočjo moljskih razmerji v mg CaO).

Velike množine vode uporablja industrija za proizvodnjo pare ali kot hladilno vodo. Trdota vode je povsem neprimerna za proizvodnjo pare, ker se pri segrevanju izločata na stenah kotla magnezijev in kalcijev karbonat, ki zmanjšujeta toplotno prevodnost in povzročata pregretje kotlovnih sten. Če karbontna obloga poči, lahko pride voda na pregreto površino stene kotla, ki zato poči. Zato je treba industrijsko vodo pred uporabo prečistiti - mehčati. Najceneje lahko odstranimo raztopljene soli z dodatkom kalcijevega hidroksida (apna) in natrijevega karbonata (sode). Izločajo se karbonati, ki jih je mogoče odfiltrirati ali dekantirati:

Ca(HCO3)2(aq) + Ca(OH)2(aq) a 2CaCO3(s) + H2O(l)

CaSO4(s) + Na2CO3(aq) a CaCO3(s) + Na2SO4(aq)

Učinki vode

Ljudje so čudežnost in nadnaravnost pripisovali vodi v vsej svoji zgodovini, ker, menijo strokovnjaki, so nekatere vode res zdravile določene bolezni, daljšale in lajšale življenje. Rimljani pa so prvi znali izvire termalne in mineralne vode tudi uporablajti.

Kozarec vode s ščepcem soli pred spanjem pa nam bo zagotovil trden spanec.

Pozitivni učinki vode:

  • poleg dobrega počutja nas ščiti pred mnogimi boleznimi
  • uravnava prostornino celic
  • prenaša hranila v telesu
  • pomaga izločiti odpadke
  • uravnava telesno temperaturo
  • še posebno vlogo ima pri prebavi in gradnji tkiv
  • mazivo za mišice
  • termalna voda:
    • dobra za zdravljenje poškodb na sklepih, hrbtenici
    • njena toplota in sestavine izboljšujejo gibljivost in zmanjšujejo otekline, odpravlja duševne bolezni
    • telo segreje
    • izboljša telesno prekrvavitev
    • blagodejno vpliva na delovanje ožilja, srca in drugih notranjih organov
    • učinkovita pri zdravljenju rematizma, rahabilitacij,

Posledice pomanjkanja vode:

  • utrujenost
  • oslabljene metalne funkcije
  • stres in celo depresija
  • izguba 1-2 % povzroči 10-20 % nižjo storilnost
  • izguba teka in slabost
  • mravljinci v rokah in podplatih
  • oteženo dihanje in vrtoglavica
  • zmedenost
  • prizadene možganske celice

Bolezni, ki jih povzroča pomanjkanje vode

  • možnost pojava Alzheimerjeve bolezni
  • artitis
  • bolečine v križu in vratu
  • prizadeta hrbtenica, saj nosi kaj 60% telesne teže
  • angina
  • možnost za srčni infarkt
  • visok krvni tlak, ker se žile ob pomanjkanju krčijo
  • visok holesterol, ki deluje kot glina (telesna) in celice, da ne bi odmrle, naredi nepropustne
  • visoka temperatura, kronična utrujenost, celo prevelika telesna teža, …

Vsak od nas naj bi popil vsaj liter in pol do dva litra vode na dan, še bolje kar tri oziroma 2dcl za vsakih 10 kg telesne teže. Povedano drugače, vode skoraj ne moremo popiti preveč. Vsak požirek nam bo le koristil.

Zastrupitev z vodo je možna, a zelo redka, saj bi je morali v tem primeru popiti naenkrat kar 11 litrov. V takšnem primeru lahko pride do slabosti, kome ali celo smrti.

 

Kako nastane kisli dež?

Avtomobilski izpušni plini vsebujejo dušikove okside. Premog, ki ga uporabljamo v termoelektrarnah, pri izgorevanju daje žveplov dioksid. Ko se ta plina v zraku pomešata z vodo, se spojita v kisline, ki skupaj še z nekaterimi drugimi kemičnimi snovmi padejo na zemljo kot kisle padavine (kisel dež). Kisel dež poškoduje gozdove, uničuje življenje v jezerih in rekah ter razjeda zunanjost stavb in kulturnih spomenikov. S čistilnimi napravami je danes mogoče zmanjšati količine žveplovega dioksida, ki izhaja iz termoelektrarn, toda postopek je zelo drag.

Žveplov dioksid je produkt gorenja žvepla in žveplovih organskih spojin v različnih gorivih (premog, nafta). Iz njega nastaja v ozračju žveplova(VI) kislina, ki z dežjem pade na zemljo in povzroča intenzivne korozijske procese predvsem kovinskih delov stavb, strojev, avtomobilov.

Živa voda

Znanstveniki so ugotovili, da je bistveni dejavnik dolgoživosti nekaterih ljudstev predvsem pitna voda. Njihova voda je bistveno drugačna od pitne vode v drugih krajih in je bistveno bolj podobna vodi v živih organizmih. Zato ji pravimo živa voda.

Toda kaj daje živi vodi njeno "živost"? Temu vprašanju dr. Coanda in drugi raziskovalci dolgo niso prišli do dna. Nazadnje pa se je izkazalo, da k temu največ prispevajo minerali v njej; ti so neznansko majhni in imajo prav zaradi svoje majhnosti izjemno energetsko moč. Čim manjši so ti "orjaki", tem večji je njihov energetski učinek. Imenujejo jih koloidi.

Energetski naboj koloidov in vode okoli njih je bistven za potek raznih procesov. Od njega je odvisno, kako učinkovito se med seboj odbijajo istoimensko nabiti delci in privlačijo raznoimenski. To združevanje in razdruževanje snovi pa je najbolj intenzivno predvsem v živi snovi, zato so koloidi še posebno pomembni za dobro delovanje živih bitij.

V živih vodah so mikroskopsko majhni (povečini silicijevi) minerali ali koloidi, ki imajo nenavadne lastnosti:

namesto, da bi elektroni krožili okrog posameznih molekul, krožijo okrog vsega minerala, manjši kot je, več jih je. Lahko bi rekli, da je mineral naelektren, da deluje kot magnetek, voda je energetizirana. Zaradi negativnega naboja se koloidi v vodi odbijajo, torej lebdijo (in se ne združujejo).

Podobno je tudi s krvjo: koloidi v tekočini lebdijo, okrog sebe zbirajo kisik in hranla, ki jih je treba spraviti v lačne celice, iz njih pa odplakniti odpadne snovi. Lahko bi rekli, da so koloidi kot kamioni, ki razvažajo hrano in odvažajo strupe. Če se ravnovesje v telesu poruši, lahko postanejo koloidi "neprevozni", v krvi se zlepijo v strdke. Koloidi hkrati nevtralizirajo proste radikale s tem, da jim oddajo svoj elektron.

Več o tem lahko prebereš na naslednji spletni strani:

http://www.cokolada.net/active-h_files/slo_2.htm

Voda v tujih jezikih

Vsak jezik ima za vodo posebno besedo, ker je le ta življenjsko pomembna, čeprav se nekateri tega ne zavedajo. Nekaj primerov zapisov vode v tujih jezikih:

wasser

water

voda

aqua

l'aqua

eau