VI. unieke eigenschappen van water
A. thermische eigenschappen (een goede manier om de thermische eigenschappen te organiseren, te begrijpen en te leren is om gebruik het Change of state diagram voor h20).
1. Smelting en kookpunten (of temperaturen)– H20 verandert toestand van solide naar vloeistof bij de smelttemperatuur en van vloeistof naar gas bij de kooktemperatuur. Water smelt en kookt bij een verbazingwekkend hoge temperatuur voor een verbinding die bestaat uit dergelijke lichte elementen., De grafiek toont u de smelt-en kookpunten van water in vergelijking met die van sommige vergelijkbare verbindingen die zich vormen tussen waterstof en de andere elementen van groep VI-A in het periodiek systeem (waterstofsulfide,waterstofselenide en waterstoftelluride). Merk op hoe de temperatuur van het water buiten de lijn ligt van wat voorspeld zou worden door het gedrag van de andere vergelijkbare verbindingen.
a., De reden voor de hoge smelt – en kooktemperaturen is de waterstofbinding tussen watermoleculen die ervoor zorgt dat ze aan elkaar blijven plakken en dat ze niet uit elkaar worden getrokken.dat is wat er gebeurt als ijs smelt en water kookt om een gas te worden.
B. Importance = zonder deze ‘kleverigheid’ zou water niet vloeibaar zijn over een groot deel van het aardoppervlak waar de temperaturen relatief hoog zijn en we geen Oceaan zouden hebben.
2., Specifieke warmte of warmtecapaciteit – de specifieke warmtecapaciteit van een verbinding is een maat voor hoe moeilijk het is om de moleculen van de verbinding te laten trillen. Want de temperatuur is immers slechts een maat voor de moleculaire beweging – hoe meer de moleculen van een verbinding trillen-hoe hoger de temperatuur van de verbinding. Vanwege de waterstofbinding van watermoleculen is het erg moeilijk om ze te laten vibreren in vergelijking met de moleculen van een andere veel voorkomende stof. Daarom wordt gezegd dat Water een hoge soortelijke warmtecapaciteit of soortelijke warmte heeft.
a., Strikte definitie van warmtecapaciteit = de hoeveelheid warmte die nodig is (gemeten calorieën) om de temperatuur van 1 gram van een stof met 1oC te verhogen.
B. onthoud dat warmte en temperatuur niet hetzelfde zijn. Heat is een vorm van energie, terwijl veranderingen in temperatuur een reactie zijn op veranderingen in de hoeveelheid beschikbare warmte-energie. De mate van moleculaire beweging in een substance wordt gemeten door de temperatuur – hoe meer de moleculen trillen – hoe hoger de temperatuur van de stof., Hierdoor kan warmte-energie aan een systeem worden toegevoegd zonder een temperatuurstijging te veroorzaken. Warmte-input alleen verhoogt de temperatuur als het veroorzaakt een verhoogde trilling van de molecules.In in het geval van vloeibaar water, omdat de waterstofbindingen trillingen onderdrukken, neemt de temperatuur niet zo veel toe als het zou doen zonder de aanwezigheid van stronghydrogenbindingen.
C. Importance = aangezien water veel warmte kan opnemen met slechts een kleine toename van de temperatuur, blijven de temperaturen van grote staande waterlichamen relatief constant., Deze thermische buffering beschermt het leven op aarde tegen anders mogelijk dodelijke temperatuurfluctuaties.
3. Veranderingen in de toestand van H2O
a. de toestand van de materie is vast, vloeibaar en gas. Door de hydrogeenbinding is het erg moeilijk om de watermoleculen van het oppervlak van een vloeistof te scheiden om zo een damp te vormen. Het is ook moeilijk om de moleculen van het oppervlak van ijs te scheiden om vloeibaar water te vormen.
b., Het vereist veel meer warmte (gemeten in calorieën) dan verwacht om H2O van ijs naar water en van water naar gas te wisselen.
4. Latente warmte van fusie envaporisatie-meet hoeveel warmte je moet toevoegen aan een stof te smelten of te verdampen als je eenmaal de temperatuur hebben verhoogd tot de smelt-en kookpunten. De overmatige energie die nodig is om H2O te smelten en te koken is te wijten aan de H-bindingen.
a., Belang = vloeibaar water kan veel warmte absorberen op één plaats op aarde (zoals in de tropen) wanneer er sprake is van boring en deze warmte dan ergens anders transporteren waar de waterkoelen, condenseren en de opgeslagen warmte afgeven. Dit betekent dat verdamping veel van de energie van de zon verdrijft, waardoor de oppervlaktetemperatuur van de Aarde wordt gemodereerd en gestabiliseerd zonder merkbare verandering in de oceaantemperatuur. De opslag en het vervoer van deze warmte hebben ook aanzienlijke gevolgen voor het klimaat en voor stormen zoals orkanen.
5., Dichtheid-vanwege de unieke hechting enstructuur van het watermolecuul vaste H2o (ijs) is minder dicht dan vloeibaar water. Daarom drijft het ijs bij het vriezen op het dichtere vloeibare water in plaats van naar de bodem te zinken. Dit verschilt van de meeste compounds die dichter zijn in de vaste toestand dan in de vloeibare toestand.
a. belang-zoetwatermeren in het midden van de breedtegraden bevriezen niet. In plaats daarvan drijft ijs op en als een deken, isoleert de rest van het meer van de vriestemperaturen., Dit beïnvloedt diep de cycli van organismen die in deze meren leven.
1) hetzelfde effect wordt niet waargenomen in zeewater vanwege het zout in zeewater is het zoutgehalte even belangrijk of belangrijker voor de dichtheid dan de temperatuur.
B. eigenschappen van oplosmiddelen-dipolaire vloeistoffen zoals water zijn uitstekende oplosmiddelen voor ionische stoffen zoals NaCl. Water is waarschijnlijk het beste oplosmiddel in de natuur. Dat wil zeggen, het is goed in het oplossen van vaste stoffen in ionen in oplossing., De dipolaire watermoleculen hechten hun geladen einden aan de tegengesteld geladen atomen van vaste stoffen die in hen en trekken componenten van het vaste stof in de oplossing als opgeloste ionen. Ionische stoffen zijn hier het meest gevoelig voor omdat ze bestaan uit een raamwerk van positief en negatief geladen deeltjes.
1. Verzadigd-wanneer water een bepaalde vaste stof volledig heeft opgelost, kan het
2 bevatten. Opgeloste zouten verhogen het kookpunt en drukken het vriespunt van water
3., Bij verdamping en bevriezing blijven de opgeloste materialen achter en gaat hoofdzakelijk zuiver water in gasvormige of vaste vorm.
C. lichttransmissie
1. Zeewater zendt de zichtbare golflengten van zonlicht waardoor planten in zeewater kunnen leven. Niet alle golflengten van zichtbaar licht worden gelijkelijk verzonden.
a. rode golflengten worden geabsorbeerd in ongeveer de eerste meter.
b. gele golflengten worden geabsorbeerd in ongeveer de eerste tien meter.
c., Alles wat overblijft zijn de blauwe golflengten en omdat kleurwaarneming te wijten is aan de reflectie terug naar onze ogen van golflengten van een bepaalde kleur,lijkt de oceaan meestal blauwgroen. Dit zijn de golflengten die het minst gemakkelijk worden geabsorbeerd.
D. geluidsoverdracht
1. Het feit dat water geluid uitzendt is belangrijk voor een paar levensvormen.
a.walvissen, dolfijnen, vissen, enz. gebruik hun “sonar” om prooi en/of orescape roofdieren op te sporen.
b., Mensen hebben deze eigenschap gebruikt als een onderzoeksinstrument en sub-finder.