Физични и химични свойства на чистата вода

Тази статия е за физичните и химичните свойства на чистата вода.


Вода (H2O)

Вода (H2O) е най-богата смес на повърхността на Земята, като обхваща около 70% от планетата. В природата, водата съществува в течни, твърди и газообразни състояния.
Тя е в динамично равновесие между течност и газове при стандартна температура и налягане. При стайна температура, водата е течност, почти безцветена с оттенък за синьо.
Много вещества се разтварят във вода, обикновено се нарича универсален разтворител. Поради това, водата в природата рядко е чиста и някои от нейните свойства могат да се различаватмалко от тези на чистото вещество вода. Въпреки това, има и много съединения, които по същество са, ако не и напълно, неразтворими във вода.
Водата е единственото вещество на земята, което се намира естествено в трите агрегатни състояния на материята, водата е важна за целия живот на Земята.
Водата обикновено от 55% до 78% от състава на човешкото тяло.


Водата има много висок специфичен топлинен капацитет - вторият най-висок сред всички хетероатомични видове (след амоняка), както и висока температура на изпаряване (40.65 кДж / мол или 2257 кДж / кг в нормалната точка на кипене).
Тези две необичайни свойства позволяват на водата, за да се намира в умерения климат на Земята при големи колебания в температурата. Според Джош Уилис от Лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, океаните поглъщат хиляди пъти повече топлина, отколкото атмосферата (въздуха).


Плътността на водата е около един грам на кубичен сантиметър. Плътността по-точно зависи от нейната температура, но връзката не е линейна и е еднаква, а монотонна (виж таблицата).

Density of liquid water Temp (°C) Density (kg/m3)
+100 958.4
+80 971.8
+60 983.2
+40 992.2
+30 995.6502
+25 997.0479
+22 997.7735
+20 998.2071
+15 999.1026
+10 999.7026
+4 999.9720
0 999.8395
−10 998.117
−20 993.547
−30 983.854


Когато се охлажда водата, течността става все по-гъста, както и при други вещества. Но около 4 ° C (39 ° F), чистата вода достига максималната си плътност.

Твърда форма на повечето вещества е по-плътна от течната фаза, като по този начин блок от най-твърдите вещества ще потъват в течността. Въпреки това, леден блок плува във вода, която е в течно състояние, тъй като ледът има по-малка плътност от течното състояние на водата.
При замразяване, плътността на водата се намалява с около 9%. Причината за намаляване на плътността е в "охлаждането" на междумолекулните вибрации, позволяващи на молекулите формиращи стабилни водородни връзки със съседите си.
Други вещества, които разширяват обема си при замразяване са силиций, галий, германий, антимон, бисмут, плутоний и други съединения, които образуват "обширни" кристални решетки стетраедърна координация.