Ypatingosios vandens savybės

Ypatingosios vandens Ypatingosios vandens savybėssavybės

Žemė – gyva planeta, pilna vandens.Vanduo dengia 70 % Žemės paviršiaus.

Gamtoje vandens yra visų agregatinių būsenų:

kietoskystodujinio

Jis telkšo, teka, trykšta, laša,

kausto ežerus ir upes, užkloja Žemės ašigalius, plaukioja didžiuliai ledkalniai,

veržiasi iš karštųjų versmių, tvyro rūkai, plaukia

debesys.

Vanduo – nepaprasta medžiaga. Ar gerai ją pažįstame?

Kodėl vanduo normaliomis sąlygomis yra skystis, o nedujos?Kodėl vandens tokia aukšta užšalimo ir virimotemperatūra?Kodėl vasarą prie jūros vėsiau, o žiemą – šilčiau?Kodėl vandens lašas yra rutulio pavidalo?Kodėl tykšta vandens purslai?Kodėl upės ir ežerai neužšąla iki dugno?Kodėl ledas plaukia?Kodėl gamtoje nėra gryno vandens, o tik vandeniniaitirpalai?

Vandens savybės – ypatingos. Jos kitokios negu kitų panašios sudėties

medžiagų:

• Skysto vandens temperatūra kyla ir krinta lėčiau nei daugelio kitų skysčių.

• Vanduo pasižymi dideliu paviršiaus įtempiu.

• Vandens tankis priklauso nuo temperatūros.

• Vanduo yra geriausias tirpiklis iš visų skysčių.

Vandens molekulės sandara

Nepaprastas vandens savybes galima paaiškinti jo molekulės (H2O) struktūros ypatumais.

Dėl didelio deguonies elektrinio neigiamumo vandeniliai molekulėje įgauna dalinį teigiamą (δ+), o deguonis – dalinį neigiamą (δ-) krūvį. Dėl to vandens molekulė yra polinė. Ji savo savybėmis panaši į magnetėlį: polinės molekulės traukia viena kitą – atsiranda vandenilinis ryšys.

Būtent vandeniliniai ryšiai ir lemia vandens savybes.

Vandens ypatingosios savybės

• Vanduo normaliomis sąlygomis yra skystas, nes H2O molekulės susijungia vandeniliniais ryšiais ir sudaro (H2O)n asociatus.

• Jei ne vandeniliniai ryšiai, vanduo įprastomis sąlygomis būtų dujos.

Vandens ypatingosios savybės

• Vandens aukštą užšalimo (0oC) ir virimo temperatūras (100oC) taip pat galima paaiškinti vandeniliniais ryšiais.

• Kad skystas vanduo virstų garais, reikia nutraukti vandenilinius ryšius, o tam reikia labai daug energijos: kad vandens temperatūra pakiltų 1oC, 1 gramui skysto vandens paversti garais reikia 2260,98 J šilumos.

Vandens ypatingosios savybės

Vandeniliniai ryšiai „priešinasi“ temperatūros pokyčiams - skysto vandens temperatūra kyla ir krinta lėčiau nei daugelio kitų skysčių: vanduo vasarą sušvelnina kaitrą, o žiemą – speigus.Vanduo yra planetos klimato reguliuotojas.

Vandens ypatingosios savybės

Viena iš išskirtinių vandens savybių – paviršiaus įtempis.

Vandens paviršiaus molekules veikia skysčio ir garų molekulės: skysčio molekulės traukia stipriau, o garų – silpniau.

Dėl to atsiranda paviršiaus įtempis

Vandens ypatingosios savybės

Vandens paviršius yrasunkiai suardomas. Tai paaiškina, kodėl• vandens lašas yra

rutulio pavidalo, • trykšta vandens purslai, • Vanduo kyla kapiliarais.

Vandens ypatingosios savybės

• Kietųjų medžiagų tankis yra didesnis negu tų pačių skystųjų medžiagų.

• Tačiau ledas yra ypatinga išimtis: +4°C temperatūros 1cm3 gryno vandens masė lygi 1g, tankis – 1g/cm3, o ledo tankis – mažesnis nei 1g/cm3 ir jis yra lengvesnis už skystą vandenį.

Vandens ypatingosios savybės

• Rudenį iki +4°C atšalęs paviršinis vanduo leidžiasi į dugną ir nesimaišo su paviršiuje esančiu lengvesniu vandeniu. Todėl vandens telkiniai neužšąla iki dugno – vandens gyvūnija sėkmingai peržiemoja.

Vandens ypatingosios savybės

Šaldamas vanduo plečiasi, jo tūris didėja, nes artėjant užšalimo temperatūrai vandenyje pradeda tvarkingai rikiuotis molekulių grupės. Tvarką „diktuoja“ vandeniliniai ryšiai. Ledas – taisyklingas ir sudėtingas architektūrinis statinys, kuriame kiekviena molekulė vandeniliniais ryšiais susijusi su gretimomis molekulėmis.

Vandens ypatingosios savybės

• Dėl tokios molekulių išsidėstymo tvarkos ledas yra akytas (su tuščiomis ertmėmis), ledo tankis mažesnis už skysto vandens ir jis yra lengvesnis. Sušalusio vandens tūris padidėja 10 %. Tai lemia didžiulius pokyčius gamtoje: skatina žemės paviršiaus eroziją.

Vandens ypatingosios savybės

Snaigės susidaro kietėjant ore ne vandeniui, o jo garams.

Snaigės kristalas auga judėdamas. Snaigių tobulumas yra susijęs su

kristalų augimo procesu, kai garai nusėda ant virpančio paviršiaus. Kiekviena snaigė turi savo istoriją: nešama vėjo ji patenka tai į šiltesnį, tai į šaltesnį garų prisotintą oro srautą ir kiekvienas toks „įvykis“ keičia snaigės pavidalą.

Vandens ypatingosios savybės

• Kiekviena snaigė turi savo istoriją: nešama vėjo ji patenka tai į šiltesnį, tai į šaltesnį garų prisotintą oro srautą ir kiekvienas toks „įvykis“ keičia snaigės pavidalą.

Vandens ypatingosios savybės

Vanduo tirpina savyje daugybę medžiagų. Jis – geriausias tirpiklis iš visų skysčių. Tai

lemia vandens molekulės sandara: poliškumas ir vandeniliniai ryšiai. Todėl

gamtoje nėra gryno vandens. Yra vandeniniai tirpalai.

Ypatingosios vandens savybės labai svarbios gamtai. A. de Sent Egziuperi rašė: „Per maža pasakyti, kad tu reikalingas gyvybei – tu pats

esi gyvybė.“