Vandens atomas ir viskas apie jį

Vandenį pažįstame įvairiausių pavidalų: jis telkšo, teka, trykšta ir laša; storiausi sluoksniai yra užkloję Žemės ašigalius, netoli jų plaukioja didžiuliai ledkalniai, boluoja ledu apsidengusios kalnų viršūnės, upes ir ežerus kausto ledas; garuoja įšilusi žemė, iš karštųjų versmių veržiasi garai, tvyro rūkai, dangumi plaukia debesys.

Vanduo nepaprasta medžiaga. Gamtoje jo randama visų trijų agregatinių būsenų – skysto, kieto ir dujinio.

Vanduo (vandenilio oksidas) turi 88,6% deguonies ir 11,4% vandenilio (pagal masę); tai atitinka formulę H2O (2 vandenilio atomai ir 1 deguonies atomas).

Vanduo – llabiausiai paplitęs Žemėje junginys. Žemės vandeninis apvalkalas – hidrosfera – sudaro 71% Žemės paviršiaus. Sujungto vandens yra Žemės plutoje. Žinoma, kad, sulydant 1 km3 granito, galima gauti 26 mln. t vandens. Vanduo atliko ir atlieka lemiamą vaidmenį Žemės geologijos istorijoje, klimato ir orų formavimesi, medžiagų apytakoje, gyvybės fiziologinėje ir biologinėje sferoje.

Vandens fizinės savybės:

• virimo temperatūra 100ºC

• lydimosi temperatūra 0ºC

• tankis esant 20ºC, 0,9982 g/cm3

Vanduo – bespalvis ir bekvapis skystis. Jo tankis, skirtingai nuo kitų skysčių, šaldant didėja ne tolygiai, o +4ºC temperatūroje bbūna maksimalus ir, toliau šaldant, staiga sumažėja iki 0,91 g/cm3 (ledo tankis). Todėl ledas visada plūduriuoja skysto vandens paviršiuje. Neįprastai žema ir ledo lydymosi temperatūra. Ji net 13,5 karto žemesnė negu švino lydymosi temperatūra.

Neįprastas vandens savybes galima paaiškinti jo molekulės sstruktūros ypatumais. Vandens molekulė nėra linijinė – kampas tarp jungčių H – O – H lygus 104º25΄. Nors O – H jungtys yra kovalentinės, vandens molekulė yra polinė: vandenilio atomas turi tam tikrą teigiamą krūvį, o deguonies – neigiamą. Dėl to vienos H2O molekulės deguonies atomas gali prisitraukti kitos molekulės vandenilio atomą: taip atsiranda vandenilinė jungtis ir padidėja bendra jungties energija. Todėl vandens molekulės yra asocijuotos. Ledo kristaluose vandenilinės jungtys dar tvirtesnės. Dėl didelio H2O molekulių poliškumo vanduo yra labai geras kitų polinių junginių tirpiklis.

Vandens cheminės savybės taip pat priklauso nuo jo sudėties ir struktūros. Šio junginio molekulė suyra, tik paveikta didelio energijos kiekio. Vanduo skyla tik aukštesnėje kaip 2000ºC temperatūroje arba apšvitintas ultravioletiniais spinduliais. Radioktyvus spinduliavimas taip pat skaido vvandenį į vandenilį, deguonį ir vandenilio peroksidą – H2O2. Šarminiai ir Žemės šarminiai metalai skaido vadenį kambario temperatūroje, o magnis ir cinkas – virimo temperatūroje. Iki raudonumo įkaitinta geležis reaguoja su vandens garais. Vanduo – viena pagrindinių metalų korozijos priežasčių. Tauieji metalai su juo nereguoja.

Jis reaguoja su daugeliu nemetalų. Veikiamas deguonies, vanduo virsta peroksidu:

H2O+O→H2O2

Vanduo „dega“ fluoro srovėje. Chloras 100ºC temperatūroje arba veikiamas šviesos, skaldo vandenį, ir susidaro atominis deguonis:

H2O+Cl2→2HCl+O

Vandenyje tirpstantys druskas sudarantys oksidai reaguoja su vandeniu ir sudaro rūgštis arba bbazes. Daugelis druskų ir kai kurios kitos medžiagos vandenyje hidrolizuojasi.

Nevalgydamas jokio maisto, žmogus gali išgyventi keliasdešimt dienų, be vandens – vos kelias dienas. Kad būtume sveiki ir ilgai gyventume, labai svarbu gerti švarų vandenį.

Suaugusio ir vaiko organizme yra daug vandens. Vanduo sudaro apie 65% suaugusio žmogaus kūno masės ir apie 80% vaiko kūno masės. Vanduo įeina į kiekvieno organo, kiekvienos organizmo ląstelės, tarpląstelinio audinio sudėtį. Vanduo dalyvauja virškinime, padeda pašalinti iš organizmo nereikalingas medžiagas, palaikyti pastovią kūno temperatūrą (36,6ºC) ir t.t.

Per dieną žmogui reikia apie 2-3 l vandens, iš jų 1-1,5 l gauna su maisto produktais, 1-1,5 l – su įvairiais gėrimais, apie 0,3 l vandens susidaro skylant maisto medžiagoms.

Vanduo iš organizmo pašalinamas su šlapimu, prakaitu, iškvepiant.

Tačiau vanduo gali būti ir žalingas:

• dideliame vandens tūryje galime paskęsti;

• vanduo gali sukelti stichines nelaimes, pvz: didelės liūtys, potvyniai, sniego griūtys, cunamis.

• ledkalniai kelia didelį pavojų laivybai;

• totalus klimato atšilimas grasina ištirpdyti ašigalių ledynus ir užtvindyti didžiąją dalį sausumos.

Vis dėlto be vandens jokia gyvybė Žemėje būtų neįmanoma.

Panaudotos literatūros sąrašas:

• R. Jasiūnienė, V. Valentinavičienė. „ Chemija“ vadovėlis 9 klasei. Vilnius. 1998

• R. Jasiūnienė, V. Valentinavičienė. „Chemija“ vadovėlis 8 klasei. Vilnius. 2000

• „Chemija. Informacinė medžiaga“. Vertimas į lietuvių kalbą. Vilnius. 1989.

• B. Mielkuvienė, Ž. Gudmonienė, Ž. Sederevičiūtė. „Technologijos. Kulinarija 5 klasei“. Vilnius. 11999