science >> Wetenschap >  >> Chemie

Wat zijn de 5 nieuwe eigenschappen van water?

Water lijkt de belangrijkste milieu-eigenschap te zijn die het bestaan en onderhoud van leven mogelijk maakt. Er zijn organismen die bestaan zonder zonlicht of zuurstof, maar er zijn nog geen gevonden die volledig onafhankelijk van water bestaan. Zelfs winterharde cactussen in de verre uithoeken van de woestijn hebben wat water nodig om te overleven. Het geheim van het nut van water voor het leven ligt in de waterstofbindingseigenschap, die vijf eigenschappen verleent die belangrijk zijn voor het creëren van een omgeving waar leven kan bestaan en gedijen.
Water is cohesief en zelfklevend.

Watermoleculen zijn polair . Dat wil zeggen, het ene uiteinde van het molecuul is meer elektronegatief (negatieve lading) dan het andere uiteinde (positieve lading). Daarom worden de tegenovergestelde uiteinden van verschillende watermoleculen tot elkaar aangetrokken zoals de tegenovergestelde uiteinden van magneten. De aantrekkelijke krachten tussen watermoleculen staan bekend als "waterstofbruggen". De neiging tot waterstofbinding van water zorgt ervoor dat het 'plakkerig' is, doordat watermoleculen de neiging hebben aan elkaar te kleven (zoals in een plas). "This is known as cohesion.", 3, [[Vanwege deze eigenschap heeft water een hoge oppervlaktespanning. Dit betekent dat er wat extra kracht nodig is om het oppervlak van de plas water te breken. Water is ook hechtend, wat betekent dat het de neiging heeft om aan andere moleculen naast water te kleven. In het bijzonder zal het vasthouden aan in water oplosbare (hydrofiele) stoffen, zoals zetmeel of cellulose. Het zal zich niet hechten aan hydrofobe stoffen, zoals olie.
Water handhaaft een relatief constante temperatuur.

Water heeft een hoge soortelijke warmte, hoge verdampingswarmte en een verdampende koelingseigenschap die er samen voor zorgt dat om een constante temperatuur te handhaven. Watertemperaturen kunnen natuurlijk veranderen, ze veranderen gewoon langzamer dan de temperaturen van andere stoffen. Elk van deze eigenschappen is te wijten aan de waterstofbindende eigenschap van water. Het verbreken en vormen van de bindingen, die nodig zouden zijn om de temperatuur van het water te veranderen (temperatuur beïnvloedt de snelheid van de molecuulbeweging), kost een extra hoeveelheid energie (of warmte) om te voltooien.

Hoog specifiek warmte betekent dat water warmte beter absorbeert en vasthoudt dan veel stoffen. Dat wil zeggen, er is meer energie (warmte) nodig om de temperatuur van water te veranderen. Hoge verdampingswarmte betekent dat er meer energie (warmte) nodig is om water in een gas (damp) te veranderen dan veel andere stoffen. Verdampingskoeling is een resultaat van de watermoleculen die ontsnappen in een gasvormige toestand (in damp) die warmte met zich meedragen, en dus uit de plas water. Als gevolg hiervan zal de plas water de neiging hebben niet veel in temperatuur te stijgen en constant te blijven.
Water is een goed oplosmiddel

Omdat water polair is en zo gemakkelijk waterstofbruggen, zullen andere polaire moleculen gemakkelijk oplossen in het. Onthoud dat voor polaire moleculen er een negatieve lading is aan het ene uiteinde van het molecuul, die wordt aangetrokken door de positieve lading aan het andere uiteinde van andere moleculen, zoals een magneet. Deze attractie vormt waterstofbruggen. Polaire moleculen staan ook bekend als hydrofiele (waterminnende) of in water oplosbare moleculen. Water lost echter niet-polaire of hydrofobe (watervrezende) moleculen niet goed op. Hydrofobe moleculen bevatten oliën en vetten.
Water zet uit als het bevriest

Het hoge aantal waterstofbruggen in vloeibaar water zorgt ervoor dat de watermoleculen verder uit elkaar staan dan de moleculen in andere vloeistoffen (de obligaties nemen zelf ruimte in). In vloeibaar water worden de bindingen voortdurend gevormd, verbroken en opnieuw gevormd, zodat het water zonder een specifieke vorm kan stromen. Wanneer water echter bevriest, kunnen de bindingen niet langer worden verbroken, omdat er geen warmte-energie is om dit te doen. Daarom vormen de watermoleculen een rooster dat meer expansief is dan water in vloeibare vorm. Omdat het bevroren water hetzelfde aantal moleculen bevat maar meer expansief is, is het minder dicht dan vloeibaar water. Het minder dichte ijs (vast water) zal daarom over het meer dichte vloeibare water drijven.

Een ijslaag over een waterlichaam fungeert als een isolator. Als gevolg hiervan wordt het vloeibare water onder het ijs beschermd tegen de buitenlucht en zal het ook minder waarschijnlijk bevriezen. Dit is nog een andere reden dat water in staat is een constante temperatuur te handhaven.
Water heeft een neutrale pH.

Water [H2O] kan dissociëren in waterstof [H +] en hydroxyl [OH-] ionen. pH is een relatieve maat voor waterstof tot hydroxylionen. Omdat water een ongeveer gelijk aantal waterstof- en hydroxylionen heeft, is het noch zuur noch basisch, maar heeft het een neutrale pH van 7. En omdat het zowel waterstof- als hydroxylionen bevat, kan het bieden wat nodig is om de pH te reguleren van een enzymatische reactie die optreedt in zijn aanwezigheid. Dientengevolge is het een multifunctioneel oplosmiddel, waarin mogelijk miljoenen verschillende enzymatische reacties met verschillende pH-eisen kunnen voorkomen.