Најважније из лекције
Састав и распрострањеност: Вода (\(\text{H}_2\text{O}\)) је поларно ковалентно једињење. Чини \(71\%\) површине Земље (\(97\%\) слана, \(3\%\) слатка вода).
Аномалија воде: Највећа густина је на \(+4\ ^\circ\text{C}\) (\(1\text{ g/cm}^3\)). Лед има мању густину и плута, омогућавајући живот испод замрзнуте површине.
Подела вода:
Аномалија воде: Највећа густина је на \(+4\ ^\circ\text{C}\) (\(1\text{ g/cm}^3\)). Лед има мању густину и плута, омогућавајући живот испод замрзнуте површине.
Подела вода:
- Према пореклу: атмосферске (киша, снег), површинске (реке, језера, мора) и подземне (извори, бунари).
- Према садржају соли: меке (кишница, снежница – без талога након испаравања) и тврде (бунарска, морска – стварају каменац).
- Минералне воде: садрже \(> 1\text{ g/L}\) растворених супстанци и често имају лековита својства.
Вода (\(\text{H}_2\text{O}\)) је неорганско хемијско једињење чији су атоми водоника и кисеоника повезани поларним ковалентним везама.
Реч хидро потиче од грчке речи υδρο и означава воду.
Распрострањеност воде: Вода покрива око \(71\%\) површине планете Земље (укупне запремине око \(2 \cdot 10^{18}\text{ m}^3\)). Од те количине, чак \(97\%\) чини слана вода (мора и океани), а свега \(3\%\) је слатка вода.
Вода је неопходна за живот:
- Саставни је део свих живих бића (тело бебе садржи око \(75\%\), а одраслог човека око \(55\text{--}60\%\) воде).
- Омогућава фотосинтезу, транспорт хранљивих материја кроз организам, терморегулацију и заштиту унутрашњих органа.
- У индустрији служи као растварач, расхладно средство, за производњу струје у хидроелектранама и рад парних машина.
Колики проценат од укупне воде на Земљи представља слатка вода и зашто је важно њено чување?
Слатка вода чини свега \(3\%\) укупне воде на Земљи. Због изузетно малих залиха слатке воде неопходно је њено рационално коришћење и заштита од загађења (22. март се обележава као Светски дан заштите вода).
Физичка својства: Чиста вода је на собној температури и атмосферском притиску течност без боје, мириса и укуса.
Аномалија воде је особина воде да има највећу густину у течном стању на температури од \(+4\ ^\circ\text{C}\), где њена густина износи:
\[ \rho = 1\ \frac{\text{g}}{\text{cm}^3} = 1000\ \frac{\text{kg}}{\text{m}^3} \]
Већина супстанци се при хлађењу скупља и њихова чврста фаза има већу густину од течне. Код воде је супротно: при хлађењу испод \(+4\ ^\circ\text{C}\) и при преласку у лед она се шири. Зато лед има мању густину од воде (\(\approx 0{,}92\text{ g/cm}^3\)) и плута на њеној површини. Ледени покривач делује као топлотни изолатор, па вода на дну река и језера остаје на \(+4\ ^\circ\text{C}\), што омогућава опстанак водених организама током зиме.
Шта се дешава са запремином воде када прелази из течног агрегатног стања у лед на \(0\ ^\circ\text{C}\)?
Приликом преласка воде у лед њена запремина се повећава, што значи да лед заузима већи простор и има мању густину од воде у течном стању.
У природи се вода налази у облику хомогених и хетерогених смеша са раствореним гасовима, минералима и органским честицама.
| Врста природне воде | Порекло и карактеристике | Примери |
|---|---|---|
| Атмосферске воде | Настају падавинама; имају најмање растворених соли, али садрже растворене гасове из ваздуха и честице прашине. | Кишница, снежница |
| Површинске воде | Налазе се на површини Земље; могу бити слатке (мање соли) или слане (велике количине соли). | Реке, језера, потоци, мора, океани |
| Подземне воде | Настају продирањем воде кроз слојеве тла (природна филтрација); богате су раствореним минералима. | Бунарска, изворска и минерална вода |
Тврде воде: Воде које садрже веће количине растворених супстанци (соли калцијума и магнезијума). Примери: бунарска, морска и минерална вода. Стварају наслаге каменца у цевима, бојлерима и грејачима.
Меке воде: Воде са малом количином растворених супстанци. Примери: кишница и снежница. Немају освежавајући укус попут изворских вода.
Минералне воде: Природне воде које садрже више од \(1\text{ g}\) растворених чврстих супстанци по једном литру (\(> 1\text{ g/L}\)). Често садрже и растворене гасове (нпр. \(\text{CO}_2\)) и имају лековита својства (бање).
Оглед – Доказивање тврдоће воде испаравањем:
Ако се на сахатном стаклу загрева неколико капи кишнице и узорака минералне или водоводне воде до потпуног испаравања:
Ако се на сахатном стаклу загрева неколико капи кишнице и узорака минералне или водоводне воде до потпуног испаравања:
- Код кишнице (меке воде) стакло остаје чисто (нема талога).
- Код минералне и водоводне воде (тврде воде) након испаравања остаје видљив бели талог минералних материја.
Зашто се у пеглама на пару и хладњацима аутомобила не користи тврда (водоводна) вода?
Зато што би се при загревању из тврде воде издвојио каменац (бели талог растворених соли), који би запушио отворе пегле или оштетио грејаче и инсталације.
Дестилована вода је хемијски чиста вода добијена поступком дестилације (испаравање па кондензација). Није питка и нема пријатан укус, а користи се у хемијским лабораторијама, акумулаторима и индустрији.
Редестилована вода је вода добијена вишеструком дестилацијом како би се уклонили и најмањи трагови растворених материја. Користи се искључиво у медицини и фармацији (припрема инфузија, инјекција и лекова).
Фазе пречишћавања воде за пиће из природних извора:
Уклањање крупног плутајућег отпада решеткама, таложење песка и муља, као и филтрација ситнијих нерастворних честица.
Додавање хемијских супстанци (коагуланата) помоћу којих се ситне лебдеће честице спајају у крупније пахуље и таложе.
Пропуштање воде кроз фине филтере (нпр. пешчане слојеве) ради уклањања преосталих честица након хемијског третмана.
Уништавање штетних микроорганизама и бактерија (хлорисањем, озонизацијом или UV зрачењем) како би вода постала бактериолошки исправна за пиће.
Која је главна разлика у намени дестиловане и редестиловане воде?
Дестилована вода се употребљава као технички растварач, у лабораторијама и акумулаторима, док се редестилована вода, због највишег нивоа чистоће, користи у медицини за инјекционе и инфузионе растворе.
Задаци за вежбање
Задатак 1 (лак): Која физичка појава омогућава да лед плута по површини воде и на којој температури вода има највећу густину?
У питању је аномалија воде. Вода достиже максималну густину од \(1\text{ g/cm}^3\) на температури од \(+4\ ^\circ\text{C}\). Пошто је густина леда на \(0\ ^\circ\text{C}\) мања од густине течне воде, лед плута на њеној површини.
Задатак 2 (средњи): Разврстајте наведене узорке вода на меке и тврде воде:
а) кишница, б) морска вода, в) снежница, г) бунарска вода, д) минерална вода.
а) кишница, б) морска вода, в) снежница, г) бунарска вода, д) минерална вода.
- Меке воде: кишница, снежница (садрже минималне количине растворених соли).
- Тврде воде: морска вода, бунарска вода, минерална вода (садрже веће количине растворених минералних материја).
Задатак 3 (средњи): Зашто дестилована вода није погодна за сталну људску исхрану и пиће иако представља хемијски чисту воду?
Дестилована вода нема у себи растворене минерале и електролите (соли) који су људском организму свакодневно неопходни за правилно функционисање ћелија, а због њиховог одсуства има и непријатан, бљутав укус.
Задатак 4 (тежак): У две неозначене лабораторијске чаше налазе се бистре течности: једна је дестилована вода, а друга изворска вода. Како ћете огледом са сигурношћу утврдити која је која течност? Објасните поступак и резултат.
Поступак: Узећемо два чиста сахатна стакла, на једно нанети пар капи из прве чаше, а на друго пар капи из друге чаше. Затим ћемо пажљиво загревати оба стакла изнад пламена шпиритусне лампе све док сва течност не испари.
Резултат:
Резултат:
- На сахатном стаклу на коме је испарила дестилована вода неће остати никакав траг (талог).
- На стаклу са изворском водом остаће танак бели слој минералног талога (јер је изворска вода раствор минералних соли).
