A víz szerkezete és tulajdonságai. A víz, jelentése, a molekulák tulajdonságai és szerkezeti jellemzői

A tulajdonságait és összetételét tekintve egyedülálló bolygónk legfontosabb anyaga természetesen a víz. Hiszen neki köszönhető, hogy van élet a Földön, míg a Naprendszer többi, ma ismert objektumain nincs élet. Szilárd, folyékony, gőz formájában – bármelyik szükséges és fontos. A víz és tulajdonságai egy egész vizsgálat tárgyát képezik tudományos diszciplína- hidrológia.

A víz mennyisége a bolygón

Ha figyelembe vesszük az adott oxid mennyiségének mutatóját összességében aggregáció állapotai, akkor körülbelül 75%-a van a bolygón össztömeg. Ebben az esetben figyelembe kell venni a szerves vegyületekben, élőlényekben, ásványi anyagokban és egyéb elemekben megkötött vizet.

Ha csak a víz folyékony és szilárd halmazállapotát vesszük figyelembe, az érték 70,8%-ra csökken. Nézzük meg, hogyan oszlanak meg ezek a százalékok, hol található a kérdéses anyag.

1. A Földön 360 millió km 2 sós víz található az óceánokban és tengerekben, valamint sós tavakban.
2. Az édesvíz egyenetlenül oszlik el: 16,3 millió km 2 -t jég borít Grönland, az Északi-sarkvidék és az Antarktisz gleccsereiben.
3. BAN BEN friss folyók 5,3 millió km 2 hidrogén-oxid koncentrálódik a mocsarakban és tavakban.
4. A talajvíz mennyisége 100 millió m3.

Ez az oka annak, hogy az űrhajósok a távoli világűrből golyó alakban láthatják a Földet kék szín időnként fröccsenő sushival. A víz és tulajdonságai, szerkezeti sajátosságainak ismerete a tudomány fontos elemei. Ráadásul be Utóbbi időben az emberiség kezd egyértelmű hiányt tapasztalni friss víz. Talán ez a tudás segít a probléma megoldásában.

A víz összetétele és a molekulaszerkezet

Ha figyelembe vesszük ezeket a mutatókat, azonnal világossá válnak azok a tulajdonságok, amelyeket ez mutat. csodálatos anyag. Tehát egy vízmolekula két hidrogénatomból és egy oxigénatomból áll, ezért empirikus képlete H 2 O. Ezen túlmenően, amikor megszerkesztjük magát a molekulát nagy szerepet mindkét elem elektronjai játszanak. Nézzük meg, milyen a víz szerkezete és tulajdonságai.

Nyilvánvaló, hogy minden molekula a másik körül orientálódik, és együtt alkotnak egy közös molekulát kristályrács. Érdekes, hogy az oxid tetraéder alakban épül fel - egy oxigénatom a központban, körülötte pedig aszimmetrikusan két pár elektron és két hidrogénatom. Ha vonalakat húzunk át az atommagok középpontjain és összekötjük őket, akkor pontosan tetraéderes geometriai alakzatot kapunk.

Az oxigénatom középpontja és a hidrogénatommagok közötti szög 104,5 0 C. Hossz O-N csatlakozások= 0,0957 nm. Az oxigén elektronpárjainak jelenléte, valamint a hidrogénhez képest nagyobb elektronaffinitása biztosítja a negatív töltésű mező kialakulását a molekulában. Ezzel szemben a hidrogénatommagok alkotják a vegyület pozitív töltésű részét. Így kiderül, hogy a vízmolekula egy dipólus. Ez határozza meg, hogy mi lehet a víz, és fizikai tulajdonságai a molekula szerkezetétől is függenek. Az élőlények számára ezek a tulajdonságok létfontosságú szerepet játszanak.

Alapvető fizikai tulajdonságok

Ezek általában magukban foglalják a kristályrácsot, a forrás- és olvadáspontokat, valamint a speciális egyedi jellemzőket. Tekintsük mindegyiket.

1. A hidrogén-oxid kristályrácsának szerkezete az aggregáció állapotától függ. Lehet szilárd - jég, folyékony - bázikus víz normál körülmények között, gáz halmazállapotú - gőz, ha a víz hőmérséklete 100 0 C fölé emelkedik. A jég gyönyörű mintás kristályokat képez. A rács egésze laza, de a kapcsolat nagyon erős és a sűrűség kicsi. Ezt láthatja a hópelyhek vagy az üvegen lévő fagyos minták példáján. U közönséges víz rács nem rendelkezik állandó alakja, megváltozik és átmegy egyik állapotból a másikba.
2. Vízmolekula benne világűr Megvan helyes forma labda. Azonban a hatása alatt földi hatalom gravitáció eltorzul és be folyékony halmazállapot edény formáját ölti.
3. Az a tény, hogy a hidrogén-oxid dipólus szerkezetű, meghatározza következő tulajdonságokat: nagy hővezető képesség és hőkapacitás, ami egy anyag gyors felmelegedésében, hosszan tartó lehűlésében, az ionok és az egyes elektronok önmaga körüli orientálási képességében, vegyületekben mutatkozik meg. Ez teszi a vizet univerzális oldószerré (poláris és semleges egyaránt).
4. A víz összetétele és a molekula szerkezete magyarázza ennek a vegyületnek a többszörös képzési képességét hidrogénkötések, beleértve más vegyületekkel is, amelyeknek magányos elektronpárok(ammónia, alkohol és mások).
5. A folyékony víz forráspontja 100 0 C, a kristályosodás +4 0 C-on megy végbe. Az indikátor alatt jég található. Ha növeli a nyomást, a víz forráspontja meredeken emelkedik. Igen mikor magas légkör Lehet benne ólmot olvasztani, de nem is forr (300 0 C felett).
6. A víz tulajdonságai nagyon jelentősek az élőlények számára. Például az egyik legfontosabb - felületi feszültség. Ez egy vékony védőfólia képződése a hidrogén-oxid felületén. Ez körülbelül folyékony halmazállapotú vízről. Ezt a fóliát nagyon nehéz mechanikus beavatkozással megtörni. A tudósok megállapították, hogy 100 tonna súlyú erőre lesz szükség. Hogyan lehet észrevenni? A film látható, ha a víz lassan csöpög a csapból. Látható, hogy mintha valami héjban lenne, ami egy bizonyos határig és súlyig megfeszül és kerek csepp formájában, a gravitációtól kissé eltorzulva válik le. A felületi feszültségnek köszönhetően sok tárgy lebeghet a víz felszínén. A különleges alkalmazkodású rovarok szabadon mozoghatnak rajta.
7. A víz és tulajdonságai rendhagyóak és egyediek. Az érzékszervi mutatók szerint ez a vegyület színtelen, íz és szagtalan folyadék. Amit a víz ízének nevezünk, az a benne oldott ásványi anyagok és egyéb összetevők.
8. A hidrogén-oxid elektromos vezetőképessége folyékony állapotban attól függ, hogy hány és milyen sót oldunk benne. A desztillált víz, amely nem tartalmaz szennyeződéseket, nem vezet elektromos áramot.

A jég a víz különleges állapota. Ennek az állapotnak a szerkezetében a molekulák hidrogénkötésekkel kapcsolódnak egymáshoz, és gyönyörű kristályrácsot alkotnak. De meglehetősen instabil, és könnyen hasadhat, megolvadhat, azaz deformálódhat. A molekulák között sok üreg van, amelyek mérete meghaladja maguknak a részecskéknek a méreteit. Emiatt a jég sűrűsége kisebb, mint a folyékony hidrogén-oxidé.

Megvan nagyon fontos folyókhoz, tavakhoz és más édesvízitestekhez. Valójában télen a bennük lévő víz nem fagy meg teljesen, hanem csak sűrű kéreg borítja. könnyű jég, lebeg a tetejére. Ha ezt az ingatlant nem volt jellemző a hidrogén-oxid szilárd halmazállapotára, akkor a tározók átfagynak. A víz alatti élet lehetetlen lenne.

Emellett a víz szilárd halmazállapota nagy jelentőséggel bír, mint hatalmas mennyiségű ivóvíz forrása. friss tartalékok. Ezek a gleccserek.

A víz egy különleges tulajdonságát nevezhetjük jelenségnek hármas pont. Ez egy olyan állapot, amelyben jég, gőz és folyadék egyidejűleg létezhet. Ehhez a következő feltételek szükségesek:

• nagy nyomás - 610 Pa;
• hőmérséklet 0,01 0 C.

A víz tisztasága az idegen anyagoktól függően változik. A folyadék lehet teljesen átlátszó, opálos vagy zavaros. A sárga és vörös színű hullámok felszívódnak, az ibolya sugarak mélyen behatolnak.

Kémiai tulajdonságok

A víz és tulajdonságai számos életfolyamat megértésének fontos eszköze. Ezért nagyon jól tanulmányozták őket. Így a hidrokémiát a víz és annak kémiai tulajdonságai érdeklik. Köztük a következők:

1. Merevség. Ez egy olyan tulajdonság, amelyet a kalcium- és magnézium-sók, valamint ionjaik oldatban való jelenléte magyaráz. Permanensre (a nevezett fémek sói: kloridok, szulfátok, szulfitok, nitrátok), ideiglenesre (bikarbonátok) oszlik, amelyet forralással eltávolítanak. Oroszországban a vizet kémiailag lágyítják használat előtt a jobb minőség érdekében.
2. Mineralizáció. ingatlan alapján dipólmomentum hidrogén-oxid. Jelenlétének köszönhetően a molekulák sok más anyagot, iont képesek magukhoz kötni és megtartani. Így jönnek létre az asszociációk, klatrátok és egyéb asszociációk.
3. Redox tulajdonságok. Univerzális oldószerként, katalizátorként, társítottként a víz képes kölcsönhatásba lépni számos egyszerű és összetett vegyületek. Egyeseknél oxidálószerként működik, másoknál fordítva. Hogyan reagál egy redukálószer halogénekkel, sóval, néhányan kevésbé aktív fémek, sok szerves anyaggal. Tanulmányozza a legújabb átalakulásokat szerves kémia. A víz és tulajdonságai, különösen a kémiai tulajdonságai, megmutatják, mennyire univerzális és egyedi. Oxidálószerként reagál aktív fémekkel, néhány bináris sóval, sok szerves vegyületek, szén, metán. Általában az adott anyag részvételével zajló kémiai reakciók szelekciót igényelnek bizonyos feltételek. A reakció kimenetele tőlük függ.
4. Biokémiai tulajdonságok. A víz a szervezetben zajló összes biokémiai folyamat szerves része, oldószer, katalizátor és közeg.
5. Kölcsönhatás gázokkal, klatrátokat képezve. A közönséges folyékony víz még a kémiailag inaktív gázokat is képes felszívni, és a belső szerkezet molekulái közötti üregekbe helyezni. Az ilyen vegyületeket általában klatrátoknak nevezik.
6. Sok fémmel a hidrogén-oxid kristályos hidrátokat képez, amelyekben változatlan formában szerepel. Például a réz-szulfát (CuSO 4 * 5H 2 O), valamint a közönséges hidrátok (NaOH * H 2 O és mások).
7. A vizet összetett reakciók jellemzik, amelyek során új anyagosztályok (savak, lúgok, bázisok) képződnek. Nem redoxok.
8. Elektrolízis. Befolyása alatt elektromos áram a molekula összetevőire - hidrogénre és oxigénre - bomlik. Megszerzésük egyik módja a laboratórium és az ipar.

Lewis elmélete szempontjából a víz gyenge sav és gyenge alapozás egyidejűleg (amfolit). Vagyis a kémiai tulajdonságokban bizonyos amfoteritásról beszélhetünk.

A víz és jótékony tulajdonságai az élőlények számára

Nehéz túlbecsülni a hidrogén-oxid jelentőségét minden élőlény számára. Végül is a víz az élet forrása. Köztudott, hogy enélkül az ember egy hetet sem tudna élni. A víz, tulajdonságai és jelentősége egyszerűen kolosszális.

1. Univerzális, azaz képes mind a szerves, mind a szervetlen vegyületek, élő rendszerekben aktív oldószer. Éppen ezért a víz a forrása és közege minden katalitikus biokémiai átalakuláshoz, ahol komplex létfontosságú komplex vegyületek képződnek.
2. A hidrogénkötések kialakításának képessége teszi ezt az anyagot univerzálissá a hőmérsékletnek, anélkül, hogy aggregációs állapotát megváltoztatná. Ha ez nem így lenne, akkor a fokok legkisebb csökkenésével az élőlények belsejében jéggé alakulna, sejthalált okozva.
3. Az ember számára a víz minden alapvető háztartási cikk és szükséglet forrása: főzés, mosás, takarítás, fürdés, fürdés és úszás stb.
4. Az ipari üzemek (vegyipari, textilipari, mérnöki, élelmiszeripari, olajfinomító és mások) nem tudnák elvégezni munkájukat hidrogén-oxid részvétele nélkül.
5. Ősidők óta azt hitték, hogy a víz az egészség forrása. Gyógyszerként használták és használják ma is.
6. A növények fő táplálékforrásként használják, ennek köszönhetően oxigént termelnek, azt a gázt, amely lehetővé teszi az élet létezését bolygónkon.

Több tucat oka van annak, hogy miért a víz a legelterjedtebb, legfontosabb és esszenciális anyag minden élő és mesterségesen létrehozott tárgyra. Csak a legnyilvánvalóbbakat, a legfontosabbakat idéztük.

A víz hidrológiai körforgása

Más szóval, ez a körforgása a természetben. Nagyon fontos folyamat, lehetővé téve az apadó vízkészletek folyamatos pótlását. Hogyan történik?

Három fő résztvevője van: földalatti (vagy talajvíz), felszíni vízés a Világóceán. Szintén fontos a légkör, amely lecsapódik és csapadékot termel. A folyamat aktív résztvevői a növények (főleg a fák), amelyek képesek felszívni nagy mennyiség vizet naponta.

Tehát a folyamat megtörténik a következő módon. Talajvíz kitölti a föld alatti kapillárisokat, és a felszínre és a Világóceánba áramlik. A felszíni vizet ezután felszívják a növények, és beszivárognak környezet. A párolgás az óceánok, tengerek, folyók, tavak és más víztestek hatalmas területeiről is előfordul. Mit csinál a víz, ha egyszer a légkörbe kerül? Csapadék (eső, hó, jégeső) formájában lecsapódik és visszafolyik.

Ha ezek a folyamatok nem következtek volna be, akkor a vízkészletek, különösen az édesvíz, már rég elfogytak volna. Éppen ezért az emberek nagy figyelmet fordítanak a védelemre és a normál hidrológiai körforgásra.

Nehéz víz fogalma

A természetben a hidrogén-oxid izotopológok keverékeként létezik. Ennek oka az a tény, hogy a hidrogén háromféle izotópot képez: protium 1 H, deutérium 2 H, trícium 3 H. Az oxigén viszont szintén nem marad el, és három stabil formát alkot: 16 O, 17 O, 18 O Ennek köszönhető, hogy nem csak H 2 O (1 H és 16 O) összetételű protiumvíz van, hanem deutérium és trícium is.

Ugyanakkor a szerkezetében és formában stabil deutérium (2 H), amely szinte minden természetes víz összetételében megtalálható, de kis mennyiségben. Ezt nevezik nehéznek. Minden tekintetben eltér a normáltól vagy a könnyűtől.

A nehézvizet és tulajdonságait több pont jellemzi.

1. 3,82 0 C hőmérsékleten kristályosodik.
2. A forráspontot 101,42 0 C-on figyeljük meg.
3. A sűrűsége 1,1059 g/cm3.
4. Oldószerként többszörösen rosszabb, mint a könnyű víz.
5. Megvan kémiai formula D2O.

Az ilyen víz élő rendszerekre gyakorolt ​​hatását bemutató kísérletek során azt találták, hogy csak bizonyos típusú baktériumok képesek élni benne. Időbe telt, amíg a kolóniák alkalmazkodtak és akklimatizálódtak. De alkalmazkodva mindent életbevágóan helyreállítottak fontos funkciókat(szaporodás, táplálkozás). Ezenkívül az acél nagyon ütésálló radioaktív sugárzás. Kísérletek békákon és halakon pozitív eredmény nem megengedett.

A deutérium és az általa képződött nehézvíz modern felhasználási területei - nukleáris és nukleáris energia. Bejutni laboratóriumi körülmények Ilyen víz szokásos elektrolízissel nyerhető - melléktermékként képződik. Maga a deutérium a hidrogén speciális eszközökben történő ismételt desztillációja során képződik. Használata a neutronfúziók és protonreakciók lassításának képességén alapul. A nukleáris és hidrogénbombák létrehozásának alapja a nehézvíz és a hidrogén izotópja.

A deutériumvíz kis mennyiségben történő felhasználásával kapcsolatos kísérletek azt mutatták, hogy az nem tart sokáig. teljes kimenet két hét után figyelték meg. Nem használható azonban élethosszig tartó nedvességforrásként technikai jelentősége csak hatalmas.

Az olvadékvíz és felhasználása

Ősidők óta az ilyen víz tulajdonságait az emberek gyógyítónak minősítették. Régóta megfigyelték, hogy amikor a hó elolvad, az állatok megpróbálnak vizet inni a keletkező tócsákból. Később alaposan tanulmányozták szerkezetét és az emberi szervezetre gyakorolt ​​biológiai hatásait.

Az olvadékvíz, jellemzői és tulajdonságai a közönséges könnyű víz és a jég között középen helyezkednek el. Belülről nemcsak molekulák alkotják, hanem kristályok és gázok alkotta halmazok. Vagyis a kristály szerkezeti részei közötti üregekben hidrogén és oxigén található. Által Általános megjelenés Az olvadékvíz szerkezete hasonló a jég szerkezetéhez – szerkezete megmarad. Fizikai tulajdonságok Az ilyen hidrogén-oxid kismértékben változik a hagyományoshoz képest. A szervezetre gyakorolt ​​biológiai hatása azonban kiváló.

Amikor a víz megfagy, az első frakció jéggé alakul, a nehezebb része - ezek a deutérium izotópok, sók és szennyeződések. Ezért ezt a magot el kell távolítani. De a többi rész tiszta, strukturált és egészséges víz. Milyen hatással van a szervezetre? Nevezték a Donyecki Kutatóintézet tudósait a következő típusok fejlesztések:

1. A helyreállítási folyamatok felgyorsítása.
2. Az immunrendszer erősítése.
3. Gyermekeknél ennek a víznek a belélegzése után a megfázás helyreáll és meggyógyul, elmúlik a köhögés, orrfolyás stb.
4. Javul a légzés, a gége és a nyálkahártya állapota.
5. Az ember általános jóléte és aktivitása növekszik.

Ma már számos támogatója van az olvadékvizes kezelésnek, akik megírják a magukét pozitív kritikák. Vannak azonban tudósok, köztük orvosok is, akik nem támogatják ezeket a nézeteket. Úgy gondolják, hogy az ilyen vízből nem lesz kár, de nem sok haszna van.

Energia

Miért változhatnak meg és állhatnak helyre a víz tulajdonságai, amikor különböző halmozódási állapotokba megyünk át? A válasz erre a kérdésre a következő: ennek a kapcsolatnak saját információs memóriája van, amely rögzíti az összes változást, és a szerkezet és a tulajdonságok helyreállításához vezet. jó időben. A bioenergia-mező, amelyen a víz egy része áthalad (az űrből származó), erőteljes energiatöltést hordoz. Ezt a mintát gyakran használják a kezelésben. Azonban azzal orvosi pont A látás szempontjából nem minden víznek lehet jótékony hatása, beleértve a tájékoztatót is.

Strukturált víz - mi ez?

Ez egy kicsit eltérő molekulaszerkezetű, kristályrács-elrendezésű víz (ugyanúgy, mint a jégnél megfigyelhető), de mégis folyadék (ebbe a típusba tartozik az olvadék is). Ebben az esetben a víz összetételét és tulajdonságait tudományos szempont látás nem különbözik a közönséges hidrogén-oxidra jellemzőktől. Ezért strukturált víz nem lehet ilyen széles terápiás hatás, amit az ezoterikusok és az alternatív gyógyászat hívei neki tulajdonítanak.

A víz a leggyakoribb vegyület az élő rendszerekben. De a víztartalom nagyon változó: 10% (fogzománc), 20% ( csont), 85%-ig (emberi agy), száraz magvakban 10-12%, medúzában 95-98%, i.e. az egész test lényegében vízből áll. 20%-os vízvesztés sejthalálhoz vagy felfüggesztett animációhoz vezet.

A víz tulajdonságai egyediek, pl. semmilyen más vegyület nem rendelkezik velük. Ennek oka molekuláinak felépítése: egy oxigénatom erős kovalens kötéssel kapcsolódik két hidrogénatomhoz, i.e. A H 2 O egy nagyon egyszerű vegyület. A hidrogénatomok 104,5°-os szögben kapcsolódnak az oxigénhez.

1. ábra. A vízmolekula szerkezete.

A víz fizikai tulajdonságainak jellemzői molekulájának szerkezetével és az intermolekuláris kölcsönhatások jellemzőivel függnek össze. Az elektronsűrűség eloszlása ​​egy vízmolekulában olyan (1. ábra, b, c), hogy 4 töltéspólus jön létre: 2 pozitív, amely hidrogénatomokhoz kapcsolódik, és 2 negatív, amely az oxigén elektronfelhőihez kapcsolódik. atom. A jelzett 4 töltéspólus a tetraéder csúcsaiban található (1. ábra, d). Emiatt a vízmolekula dipólus, és a négy töltéspólus lehetővé teszi, hogy minden molekula négy hidrogénkötést hozzon létre a szomszédos (ugyanolyan) molekulákkal. Ennek eredményeként fürtök képződnek (azonnal lefagyva gyönyörű hópelyheknek tűnnek, 2. ábra).

2. ábra. Vízfürt kialakulása.

Klaszterek alakulnak ki dolgozó "a víz szerkezete". A hidrogénkötések gyengék, 15-20-szor gyengébbek, mint a kovalens kötések. Ezért egyes kapcsolatok könnyen megszakadnak, míg mások létrejönnek. Ennek eredményeként a molekulák nagyon mozgékonyak. Bármi külső változások(hőmérséklet, nyomás stb.) változtassa meg ezt működő szerkezet. Így a víznek van nagy érzékenységés a memória.

A vízmolekulák kapcsolódhatnak az elektronikus töltést hordozó molekulákhoz, ami hidrátok képződését eredményezi. Ha a vízmolekulák közötti vonzás ereje kisebb, mint a víz vonzása egy anyag molekuláihoz, az anyag feloldódik.

A víz tulajdonságai és funkciói.

1. Beköt egységes rendszer mind élve és élettelen természet a bolygón. A víz mozgékony, változtatható, de nem változik kémiai összetétel molekulák, hanem a klaszter szerkezete.

2. A víz univerzális oldószer. Polaritása miatt ebben nincs párja: több anyag oldódik vízben, mint bármely más folyadékban. Az anyagok csak oldott formában lépnek be és lépnek ki a sejtből.

3. A vízzel kapcsolatban a sejtben lévő anyagokat 2 csoportra osztják:

a) hidrofób (fobos - félelem, horror): vízben nem oldódik (zsírok, poliszacharidok stb.)

b) hidrofil (fileon – szerelem): vízben oldódik (ásványi sók, savak, monoszacharidok stb.)

A víz ezen tulajdonsága miatt (a hidrofób kölcsönhatások miatt) a következők gyűlnek össze a sejtben:

1) biológiai membránok,

2) a fehérjék és a DNS spirál alakúak.

4. A vízre a nagy hőkapacitás jellemző (azaz sok energia kell a víz hőmérsékletének emeléséhez és a hidrogénkötések megszakításához). Tehát a víz forráspontja 100 0 C, az alkoholé pedig 70 0 C.

5. Magas hővezető képesség. Ennek a tulajdonságnak köszönhetően a termikus egyensúly megmarad a sejtben és a testben.

6. Maga a víz, mint kémiai vegyület, számos kémiai reakcióban vesz részt. Például víz hozzáadása következtében hidrolízisreakciók lépnek fel.

7. A fotoszintézis (a víz fotolízise) során O 2 és H + forrása.

8. A víz az anyagszállítás fő közege a sejtben (diffúzió) és a szervezetben (vér- és nyirokáramlás, tápanyagokat tartalmazó intersticiális folyadék, O 2 és CO 2, hormonok, géneket be- és kikapcsoló anyagok). Ez egy szállítási funkció.

9. Biztosítja a sejttérfogatot és rugalmasságot: turgort és ozmotikus nyomást, fenntartja a sejtek és élőlények alakját (kerekes és annelids hidroskeleton).

10. Trágyázóközeg.

11. Lakókörnyezet vízi élőlények.

12. Táptalaj állati embriók fejlesztésére (az amnionban).

13. Részt vesz az ízületek, a mellhártya üregében és a szívburok zsákjában lévő kenőfolyadékok képződésében.

14. Nyálkahártyát képez, amely biztosítja az anyagok mozgását a belekben, nedves környezetet a nyálkahártyákon (tüsszentés, köhögés).

15. Részt vesz a váladékképzésben (nyál, könny, epe, sperma és sók a szervezetben).

16. A víz az életet korlátozó tényező bolygónkon. Ahol víz van, ott élet van, ahol nincs víz, ott nincs élet.

Víz- szervetlen anyag, amelynek molekulái két hidrogénatomból és egy oxigénatomból állnak. A víz mennyisége nem azonos különböző organizmusok. A medúza testében a legtöbb víz (95-98%), algák (több mint 80%), legkevesebb rovarban (40-50%), zuzmók tallijában (5-7%) található. Az emlősök teste átlagosan 75% vizet tartalmaz, ebből az ember testtömegének 60-65% -át. A víz mennyisége nem azonos ugyanannak a szervezetnek a különböző szöveteiben és szerveiben. Például az emberben a szövetek és szervek víztartalma a következő: vér (83,0%), vese (82,7%), szív (79,2%), tüdő (79,0%), izmok (75,6%), agy (74,8%) %), bőr (72,0%), csontváz (22,0%), zsírszövet (10,0%).

A víz nagy része (a térfogat 70%-a) a test sejtjeiben található szabad és kötött formában, kisebb rész(a térfogat 30%-a) - a test extracelluláris terében mozog és szabad állapotban van. Kötött víz(4 5%) lehet ozmotikusan kötött (a víz ionokkal és kis molekulatömegű vegyületekkel kötődik), kolloid kötésben (a víz belső és felszíni kötésekben egyaránt) kémiai csoportok nagy molekulatömegű vegyületek) és szerkezetileg kötött (a víz komplex szerkezetű nagy molekulatömegű biopolimerek zárt térében). Ingyenes víz(95-96%) univerzális oldószer.

A víz jelentése . Mennyiségileg a víz az első helyen áll bármely sejt kémiai vegyületei között. A víz rendelkezésre állása előfeltétel az élőlények létfontosságú tevékenysége. Milyen funkciókat lát el a Földön ez a leggyakoribb anyag a biorendszerekben?

A víz univerzális oldószer ionos és sok kovalens vegyületek, biztosítja a kémiai reakciók létrejöttét, az anyagok sejtbe és onnan történő szállítását.

Víz - reagens, amelyek részvételével a sejtekben hidrolízis és hidratációs reakciók, redox és sav-bázis reakciók mennek végbe.

Víz - hőszabályozó, fenntartja az élőlények optimális hőrendszerét, és biztosítja az egyenletes hőeloszlást az élő rendszerekben.

Víz - ozmoregulátor, amely biztosítja a sejtek alakját és a szervetlen anyagok szállítását.

Víz - támogatás, biztosítja a sejtek rugalmas állapotát (turgor), lengéscsillapítóként működik a testet érő mechanikai behatásoktól, és számos állatban ellátja a vízváz funkcióját.

Víz - a közlekedési eszközök, kommunikál a sejtekben, a sejtek, szövetek, szervek között és biztosítja a homeosztázist és a szervezet egészének működését.

Víz - élőhely vízi élőlényeknél passzív mozgást, külső megtermékenyítést, szárazföldi élőlények magjainak, ivarsejtjeinek és lárvaállapotának szétszórását végzi.

Víz - konformátor, nagy jelentősége van a szervezetben térszerkezet biopolimerek (konformációk).

A víz tulajdonságai. A víz szerepét a biorendszerekben fizikai-kémiai tulajdonságai határozzák meg.

■ Mert tiszta víz az átlátszóság, az íz, a szín és a szag hiánya jellemzi. Természetes víz mindig tartalmaz különféle szennyeződéseket: oldott anyagokat ionok formájában, fel nem oldott anyagokat szuszpenzió formájában. A víz az egyetlen anyag a Földön, amely mindkettő Nagy mennyiségű folyékony, szilárd és gáz halmazállapotban fordul elő.

■ A víz sűrűsége 4 °C hőmérsékleten a maximális és 1 g/cm3. A hőmérséklet csökkenésével a sűrűség csökken, így jég úszik a víz felszínén.

■ A víz abnormálisan nagy fajlagos hőkapacitású (4,17 J/GC), párolgáshője (100 °C hőmérsékleten - 2253 J/g), olvadáshője (0 °C hőmérsékleten - 333,98 J/g). ).

■ A víznek rendkívül nagy felületi feszültsége van hatalmas erők adhézió (kohézió), amely a molekulák közötti hidrogénkötések kialakulásához kapcsolódik.

■ Vízhez jellemző tulajdonság tapadás (adhézió), amely akkor következik be, amikor gravitációs erőkkel szemben felemeljük.

■ A folyékony halmazállapotú vizet a folyékonyság és a nem összenyomódás jellemzi, ez okozza a jelenséget ozmózisÉs turgor.

■ A víz rendelkezik amfoter tulajdonságok, azaz mind sav, mind bázis tulajdonságait mutatja, és részt vesz a sav-bázis reakciókban.

■ A víz redukálószerként és oxidálószerként is működhet, biológiailag fontos redox metabolikus reakciókat hajt végre.

■ A vízmolekulák polárisak, ennek köszönhetően részt vesznek a hidratációs reakciókban, biztosítva számos kémiai vegyület oldódását.

■ A víz részt vesz a biológiailag fontos bomlási reakciókban – reakciókban hidrolízis.

■ A vízmolekulák képesek ionokká disszociálni: H2O = H + + OH.

A vízmolekulák szerkezetének jellemzői. Egyedi tulajdonságok a vizet molekuláinak szerkezete határozza meg.

A vízmolekulában minden hidrogénatomot egy oxigénatom tartalmaz kovalens kötés melynek energiája közel 110 kcal/mol. Ennek köszönhetően a víz nagyon stabil kémiai vegyület. A vízgőz 1000 °C feletti hőmérsékleten O-ra és H-ra bomlik.

Egy vízmolekulában a négy elektronpárból kettő kovalens kötés jön létre, és a molekula egyik oldalára tolódik el, két pozitív töltésű pólust képezve. A másik két pár pedig elválasztatlan marad, és az oxigénatom magjához képest eltolódik ellenkező oldal, ahol két negatív töltésű pólust alkotnak.

Tehát a vízmolekulák polárisak.

A polaritás miatt a szomszédos vízmolekulák kölcsönhatásba léphetnek egymással és poláris anyagok molekuláival, hogy kialakuljanak. hidrogénkötések, egyedi fizikai tulajdonságokat okozva és biológiai funkciókat víz. Ennek a kötésnek az energiája a kovalens kötés energiájához képest alacsony. Mindössze 4,5 kcal/mol, és a hőmozgásnak köszönhetően ezek a vízmolekulák közötti kötések folyamatosan kialakulnak és megszakadnak. Hidrogénkötések - ezek két kovalens kötésű atom közötti, nagy elektronegativitás értékű kötések (O, N, F) a H ​​hidrogénatomon keresztül. A hidrogénkötést általában három ponttal jelöljük, és ezzel jelöljük , hogy ő sokkal gyengébb ; hogyan kovalens kötés (kb 15-20 alkalommal).

A víz sajátos kvázikristályos szerkezetének kialakításában a hidrogénkötések döntő szerepet játszanak. A modern elképzelések szerint a víz szerkezetének alapja az kristálysejt a szabad vízmolekulák egy részével a hőmozgás hatására elmosódott. A szilárd halmazállapotú vizet molekuláris kristályrácsok jellemzik, mivel a kristályok molekulákból épülnek fel, rokon barát egymással hidrogénkötéseken keresztül. A kristályrácselemek jelenléte, valamint a vízmolekulák dipolaritása határozza meg a víz relatív dielektromos állandójának igen magas értékét.

A folyékony vízmolekulák polimerizációra vagy asszociációra képesek (H2O) n. A sűrű asszociációk kialakulása +4 C-on megy végbe, ami megmagyarázza nagy sűrűségű víz ezen a hőmérsékleten. Hevítéskor a hidrogénkötések megsemmisülnek, és az asszociációk felhasadnak, mivel a hőmozgás energiája e kötések energiájától megnő. A kötések feltörése sok energiát igényel, ezért a víz magas forráspontja és fajhője. Ez elengedhetetlen az élőlények számára a környezeti hőmérséklet ingadozása során.

A víz röntgenszerkezeti elemzése kimutatta, hogy a jégszerkezet töredékei folyékony vízben maradnak. 20 °C hőmérsékleten a molekulák körülbelül 70%-a vízben van, átlagosan 57 molekulát tartalmazó aggregátumok formájában. Az ilyen egységeket ún klaszterek. A klasztert alkotó vízmolekulák korlátozottak és metabolikusan inertek. Aktiv szerep a metabolikus reakciókban csak a szabad vízmolekulák közé tartozik. Ha sok klaszter van, akkor ez a víz immobilizációjához, azaz a szabad víz kizárásához, az enzimatikus folyamatok korlátozásához és a sejt funkcionális aktivitásának csökkenéséhez vezet.

BIOLÓGIA +Amikor bizonyos elektrolitok, köztük a víz, disszociálnak, H-ionok képződnek + és ő - , amelynek koncentrációja határozza meg az oldatok savasságát vagy lúgosságát, és ennek megfelelően szerkezeti jellemzők valamint számos biomolekula aktivitása és életfolyamatokat. Ezt a koncentrációt a segítségével mérjük PH érték- pH. pH - a koncentráció negatív tizedes logaritmusa

H-ionok + . Tiszta vízben ez a koncentráció 1-10 -7 mol/l (-napló 10 -7 = 7 ) . Ezért a víz semleges reakciója pH 7-nek, savas - pH-nak felel meg<7 и основной -pH>7. A pH-skála hossza 0 és 14 között van. A sejtekben a pH-érték enyhén lúgos. Egy vagy két egységgel történő megváltoztatása káros a cellára. A sejtekben az állandó pH-t elektrolitkeveréket tartalmazó pufferrendszerek tartják fenn. Gyenge savból állnak (donor N +) és a hozzá tartozó alap (elfogadó H +) , amelyek ennek megfelelően megkötik a H ionokat + és a kötvények BE - , melynek köszönhetően a sejten belüli pH-reakció szinte változatlan marad.

Hidrofil és hidrofób vegyületek. A vízmolekulákban két pár megosztott elektron az oxigén felé tolódik el, tehát elektromos töltés egyenlőtlenül oszlik el a molekulákon belül: H + protonok okozzák pozitív töltés az egyik póluson, és pár oxigén elektron - negatív töltés az ellenkező póluson. Ezek a töltések egyenlő méretűek, és egymástól bizonyos távolságra helyezkednek el. Tehát a vízmolekula állandó dipól, amelyek kölcsönhatásba léphetnek a pozitív és negatív töltések. A pólusok jelenléte a vízmolekulákban magyarázza a víz azon képességét kémiai reakciók hidratáció.

Polaritásuk miatt a vízmolekulák vízben oldódó anyagok molekuláihoz vagy ionjaihoz kapcsolódva hidrátokat (víz vegyületei oldott anyaggal) képezhetnek. Ezek a reakciók exotermek, és a hidrolízis reakciókkal ellentétben a hidratációt nem kíséri hidrogén- vagy hidroxil-ionok képződése.

Amikor a vízmolekulák kölcsönhatásba lépnek poláris anyagok molekuláival, a vízmolekulák vonzása az elválasztott anyaghoz meghaladja a vízmolekulák közötti vonzás energiáját. Ezért az ilyen vegyületek molekulái vagy ionjai beépülnek közös rendszer a víz hidrogénkötései. Hidrofil anyagok - Ezek poláris anyagok, amelyek jól oldódnak vízben. Ezek oldható kristályos sók, monoszacharidok, bizonyos aminosavak, nukleinsavak stb.

A vízmolekulák és a nem poláris anyagok molekuláinak kölcsönhatása esetén a bennük lévő vízmolekulák vonzási energiája kisebb lesz, mint a hidrogénkötések energiája. A nem poláris molekulák megpróbálják elszigetelni magukat a vízmolekuláktól, és csoportosulnak, és kiszorulnak belőle vizesoldat. Hidrofób anyagok - Ezek nem poláris anyagok, amelyek nem oldódnak vízben. Ezek oldhatatlan ásványi sók, lipidek, poliszacharidok, bizonyos fehérjék stb. Egyes szerves molekulák kettős tulajdonságokkal rendelkeznek: egyes területeken a poláris csoportok koncentrálódnak, máshol a nem polárisak. Ez sok fehérje, foszfolipid. felhívták őket amfifil anyagok.

Ahol van szén, ott sokféle szerves anyag található, ahol van szén, ott a legkülönfélébb szerkezetek molekuláris felépítését tekintve.

Egy fiatal vegyész enciklopédiája

A víz három halmazállapotú lehet - gáznemű, folyékony és szilárd. Ezen állapotok mindegyikében a víz szerkezete nem azonos. A benne lévő anyagok összetételétől függően a víz új tulajdonságokat szerez. Szilárd állapot Legalább kétféle víz létezik: kristályos - jég és nem kristályos - üveges, amorf (üvegesedési állapot). A villanófagyásnál pl. folyékony nitrogén a molekuláknak nincs idejük kristályrácsot kialakítani, és a víz szilárd üveges állapotba kerül. A víznek ez a tulajdonsága teszi lehetővé az élő szervezetek, mint pl egysejtű algák, levelei a moha Mpiut, amely két réteg sejtből áll. A kristályos víz képződésével járó fagyás sejtkárosodáshoz vezet.

Mert kristályos állapot víz jellemző nagy változatosság formák Régóta feljegyezték, hogy kristályszerkezetek A vizek radioláriára, páfránylevelekre és cisztákra emlékeztetnek. Ebből az alkalomból A. A. Lyubishchev azt javasolta, hogy a kristályosodás törvényei némileg hasonlóak az élő struktúrák kialakulásának törvényeihez.

A víz fizikai tulajdonságai. A víz a legrendellenesebb anyag, bár más anyagok esetében ezt tekintik a sűrűség és a térfogat standard mértékének.

Sűrűség. Minden anyag térfogata nő hevítéskor, miközben csökken a sűrűsége. Azonban 0,1013 MPa (1 atm.) nyomáson vízben a 0 és 4 0 C közötti tartományban a hőmérséklet emelkedésével a térfogat csökken és a maximális sűrűség figyelhető meg (ezen a hőmérsékleten 1 cm 3 víz 1 g tömegű). Fagyáskor a víz térfogata meredeken, 11%-kal növekszik, és amikor a jég 0°C-on elolvad, szintén meredeken csökken. A nyomás növekedésével a víz fagyáspontja 13,17 MPa-onként (130 atm.) 1 0 C-kal csökken. nagy mélységek Nulla alatti hőmérsékleten az óceán vize nem fagy meg. Ha a hőmérséklet 100 0 C-ra emelkedik, a folyékony víz sűrűsége 4% -kal csökken (4 ° C-on a sűrűsége 1).

Forrás- és fagypont (olvadás). 0,1013 MPa (1 atm.) nyomáson a víz fagyás- és forráspontja 0°C és 100°C, ami élesen megkülönbözteti a H20-t a VI. csoport elemeit tartalmazó hidrogénvegyületektől. periódusos táblázat Mengyelejev. A H2Te, H2Se, H2S stb sorozatban. növekvő relatív molekuláris tömeg Ezen anyagok forráspontja és fagyáspontja megnő. Ha ezt a szabályt betartanák, a víz fagyáspontjának -90 és -120 °C között, forráspontjának pedig 75 és 100 °C között kell lennie. A nyomás növekedésével a víz forráspontja növekszik, a fagyáspontja (olvadáspontja) csökken (1. melléklet).

Az egyesülés hője. A jég látens olvadási hője nagyon magas - körülbelül 335 J/g (vasnál - 25, kénnél - 40). Ez a tulajdonság kifejeződik például abban, hogy a jég at normál nyomás hőmérséklete -1 és -7°C között lehet. A víz látens párolgáshője (2,3 kJ/g) csaknem hétszer nagyobb, mint a látens olvadási hő.

Hőkapacitás. A víz hőkapacitása (azaz a hőmérséklet 1 °C-os emeléséhez szükséges hőmennyiség) 5-30-szor nagyobb, mint más anyagoké. Csak a hidrogénnek és az ammóniának van nagyobb hőkapacitása. Ezenkívül csak a folyékony víznek és a higanynak van fajlagos hőkapacitása, amely a hőmérséklet 0-ról 35 °C-ra emelkedésével csökken (majd növekedni kezd). A víz 16°C-os fajlagos hőkapacitását hagyományosan egységnek tekintik, amely más anyagok standardja. Mivel a homok hőkapacitása 5-ször kisebb, mint a folyékony vízé, ezért ugyanolyan napmelegítés mellett a tározóban lévő víz 5-ször kevésbé melegszik fel, mint a parton lévő homok, de ugyanannyiszor tovább tartja a hőt. A víz nagy hőkapacitása megvédi a növényeket a magas levegőhőmérséklet hirtelen hőmérséklet-emelkedésétől, a párolgás magas hője pedig részt vesz a növények hőszabályozásában.

A magas olvadás- és forráspont, valamint a nagy hőkapacitás erős vonzást jelez a szomszédos molekulák között, aminek következtében a folyékony víz magas belső kohézióval rendelkezik.

Víz, mint oldószer. A vízmolekula polaritása határozza meg, hogy más folyadékoknál jobban képes oldani az anyagokat. Oldódó kristályok szervetlen sók ionjaik hidratációja miatt hajtják végre. Vízben jól oldódik szerves anyag, karboxilcsoporttal, hidroxilcsoporttal. Karbonilcsoport és más csoportok, amelyekkel a víz hidrogénkötést képez. (ad. 1)

A növényben lévő víz szabad és kötött állapotban egyaránt megtalálható (2. melléklet). Az ingyenes víz mobil, szinte minden megvan fizikai-kémiai jellemzők tiszta víz, jól behatol sejtmembránok. Vannak speciális membránfehérjék, csatornákat képeznek a membránon belül, amelyek vízáteresztőek (akvaporinok). A szabad víz különböző biokémiai reakciókba lép be, párologtatás közben elpárolog, alacsony hőmérsékleten megfagy.

Megkötött víz - elsősorban a nem vizes komponensekkel való kölcsönhatás eredményeként megváltozott fizikai tulajdonságai. A kötött vizet hagyományosan olyan víznek tekintik, amely nem fagy meg, ha a hőmérséklet -10 °C-ra csökken.

A növényekben megkötött víz:

1) Ozmotikusan kötött

2) Kolloidkötésű

3) Kapilláris kötésű

Az ozmotikusan kötött víz ionokhoz vagy kis molekulatömegű anyagokhoz kötődik. A víz hidratálja az oldott anyagokat - ionokat, molekulákat. A víz elektrosztatikusan kötődik, és monomolekuláris primer hidratáló réteget képez. A vakuoláris nedv cukrokat tartalmaz szerves savakés ezek sói, szervetlen kationjai és anionjai. Ezek az anyagok ozmotikusan tartják vissza a vizet.

Kolloid kötött víz - magában foglalja a kolloid rendszerben lévő vizet és a kolloidok felszínén és közöttük lévő vizet, valamint az immobilizált vizet. Az immobilizáció a víz mechanikus befogása a makromolekulák vagy komplexeik konformációs változásai során, miközben a víz be van zárva a makromolekula zárt terébe. Jelentős mennyiségű kolloid kötött víz sejtfalfibrillumok felszínén, valamint a citoplazma és a mátrix biokolloidjaiban található membrán szerkezetek sejteket.

A kolloid részecskéket (elsősorban fehérjéket) hidratáló vizet kolloid kötöttnek, az oldott anyagokat (ásványi sók, cukrok, szerves savak stb.) ozmotikusan kötöttnek nevezzük. Egyes kutatók úgy vélik, hogy a sejtben lévő összes víz bizonyos fokig kötődik. A fiziológusok hagyományosan kötött víz alatt azt értik, hogy a víz nem fagy meg, ha a hőmérséklet -10 °C-ra csökken. Fontos megjegyezni, hogy a vízmolekulák bármilyen megkötése (oldott anyagok hozzáadása, hidrofób kölcsönhatások stb.) csökkenti azok energiáját. Ez az oka annak, hogy a sejt vízpotenciálja csökken a tiszta vízhez képest.

Víztartalom benne különféle szervek növények meglehetősen széles tartományban ingadozik. A körülményektől függően változik külső környezet, a növények kora és fajtája. Így a salátalevél víztartalma 93-95%, kukorica - 75-77%. A víz mennyisége nem azonos különböző szervek növények: a napraforgó levelei 80-83% vizet tartalmaznak, a szárak - 87-89%, a gyökerek - 73-75%. A 6-11%-os víztartalom főként a levegőn szárított magvakra jellemző, amelyekben a létfontosságú folyamatok gátolódnak. A víz élő sejtekben, elhalt xilémelemekben és sejtközi terekben található. Az intercelluláris terekben a víz gőzállapotban van. A növény fő párologtató szervei a levelek. Ebből a szempontból természetes, hogy legnagyobb szám víz tölti ki a levelek sejtközi tereit. Folyékony állapotban a víz benne van különböző részek sejtek: sejtmembrán, vakuólum, protoplazma. A vakuolák a sejt vízben leggazdagabb része, ahol a tartalma eléri a 98%-ot. A legmagasabb víztartalomnál a protoplazma víztartalma 95%. A legalacsonyabb víztartalom a sejtmembránokra jellemző. mennyiségi meghatározása a sejtmembránok víztartalma nehéz; látszólag 30 és 50% között mozog.

A víz formái Különböző részek a növényi sejtek is különböznek egymástól. A vakuoláris sejtnedvben a viszonylag kis molekulatömegű vegyületek által visszatartott (ozmotikusan kötött) víz és a szabad víz dominál. A növényi sejt héjában a vizet főként nagy polimer tartalmú vegyületek (cellulóz, hemicellulóz, pektin anyagok), azaz kolloid kötött víz kötik meg. Magában a citoplazmában van szabad víz, kolloidálisan és ozmotikusan kötve. A fehérjemolekula felületétől legfeljebb 1 nm távolságra elhelyezkedő víz szorosan kötődik, és nincs szabályos hatszögletű szerkezete (kolloid kötött víz). Ezenkívül bizonyos mennyiségű ion van a protoplazmában, és ezért a víz egy része ozmotikusan kötődik.

A szabad és a kötött víz élettani jelentősége eltérő. A legtöbb kutató úgy véli, hogy a fiziológiai folyamatok intenzitása, beleértve a növekedési ütemeket is, elsősorban a szabad víztartalomtól függ. A megkötött víztartalom és a növények kedvezőtlen külső körülményekkel szembeni ellenállása között közvetlen összefüggés van. Ezek a fiziológiai összefüggések nem mindig figyelhetők meg.

A víz jelentősége a növények életében

10. előadás. Vízcsere.

1. A víz jelentősége a növények életében

2. A víz szerkezete és tulajdonságai

3. Vízcsere be növényi sejt

3.1. A víz formái a növényi sejtekben

3.2. Vízpotenciál. Ozmózis. Víz szállítása növényi sejtben

4. Ozmotikus vízfelvétel

5. A víz mozgásának mechanizmusai

6. Felső és alsó motorok

7. A víz mozgása edényeken keresztül

8. A vízhiány hatása a élettani folyamatok

9. Különböző vízcsere jellemzői környezetvédő csoportok növények

A növényi szövetekben a víz az épülettömeg 70-95%-át teszi ki. A víz szerepe az egész szervezetben változatos. Tekintsük a víz funkcióit a biológiai objektumokban:

A vízi környezet a test minden részét egyetlen egésszé egyesíti. A növényi testben a víz végig folytonos közeg, a gyökerek által felszívott víztől a vizet a légkörbe elpárologtató levelekig.

A víz a biokémiai reakciók legfontosabb oldószere és közege;

A víz részt vesz a sejtek szerkezetének rendezésében, a fehérjemolekulák része, meghatározva azok konformációját;

A víz egy metabolit és közvetlenül részt vesz a biokémiai reakciókban. Például a fotoszintézis során a víz elektrondonor, szükséges a hidrolízishez és az anyagok szintéziséhez.

A víz a fő összetevője közlekedési rendszer növények;

A víz hőszabályozó tényező, megvédi a növényeket a hirtelen hőmérséklet-ingadozásoktól;

A víz mechanikai igénybevételnek kitett lengéscsillapító;

Az ozmózis és a turgor jelenségeinek köszönhetően biztosítja a sejtek rugalmas állapotát (a bennük lévő nedvesség mennyiségét szabályozó képessége alapján minden növényt poikihidrotermikusra és homeohidrotermikusra osztanak. Poikihidrotermikus - nem tudja szabályozni a bennük lévő nedvesség mennyiségét. a test, például algák, vízi növények stb. A homeohidroterm növények sztómák segítségével szabályozhatják a szervezetben lévő víz mennyiségét).

A víz három halmazállapotú lehet: szilárd, folyékony és gáz halmazállapotú. Ezen állapotok mindegyikében a víz szerkezete nem azonos. Folyékony nitrogénnel történő gyorsfagyasztáskor a vízmolekuláknak nincs idejük kristályrácsot kialakítani, és a víz szilárd üveges állapotba kerül (üvegesedés). A víz ezen tulajdonsága lehetővé teszi az élő szervezetek károsodás nélküli megfagyását. A víz kristályos állapotát sokféle forma jellemzi (például hópelyhek).

2.1. A víz fizikai tulajdonságai.

1. Sűrűség.

4 o C-on és 1 atm nyomáson. Egy cm 3 víz egy grammot nyom. Azok. a víz sűrűsége 1. Fagyáskor a víz térfogata 11%-kal nő.

2. Forrás- és fagypont.

1 atm nyomáson. A víz forráspontja 100 o C, fagyáspontja 0 o C. A nyomás növekedésével a fagyáspont 130 atm-enként csökken. 1 o C-kal, és a forráspont növekszik.

3. Olvadáshő

A jég olvadási hője 0,335 kJ/h. A normál nyomású jég hőmérséklete -1 és -7 o C között lehet. A víz párolgáshője 2,3 kJ/h.

4. Hőkapacitás.

A víz hőkapacitása 5-30-szor nagyobb, mint más anyagoké. A hőkapacitás az a hőmennyiség, amely a hőmérséklet 1 o C-os emeléséhez szükséges. A víznek ezt a tulajdonságát a molekulák egymáshoz tapadása (kohézió) magyarázza a hidrogénkötések következtében.

5. Felületi feszültség és tapadás.

A víz felszínén felületi feszültség jön létre (a molekulák kohéziós képessége miatt). A víz adhéziós (tapadó) tulajdonsággal is rendelkezik, amely akkor szükséges, ha a víz a gravitációs erőkkel szemben felemelkedik.