Vanduo

Vandens būsenos: skystoji (vandenynas), kietoji (ledas) ir garai (debesys).

Vanduo
Sisteminis (IUPAC) pavadinimas
Vanduo
CAS numeris	7732-18-5
InChI	1/H2O/h1H2
Cheminė formulė	H2O
Molinė masė	18,0153 g/mol
SMILES	O
Rūgštingumas (pKa)
Bazingumas (pKb)
Valentingumas
Fizinė informacija
Tankis
Išvaizda	bespalvis skystis
Lydymosi t°	0 °C (273,15 K) (32 °F)
Virimo t°	99,974 °C (373,124 K) (211,95 °F)
Lūžio rodiklis (nD)
Klampumas
Tirpumas H2O
Šiluminis laidumas
log P
Garavimo slėgis
kH
Kritinis santykinis drėgnumas
Farmakokinetinė informacija
Biotinkamumas
Metabolizmas
Pusamžis
Pavojus
MSDS
ES klasifikacija
NFPA 704
Žybsnio t°
Užsiliepsnojimo t°
R-frazės
S-frazės
LD50
Struktūra
Kristalinė struktūra
Molekulinė forma
Dipolio momentas
Simetrijos grupė
Termochemija
ΔfHo298	-241,83 kJ/mol (dujinis) -285,83 kJ/mol (skystas) -291,83 kJ/mol (kietas)
Giminingi junginiai
Giminingi grupė
Giminingi junginiai
Giminingos grupės

Vanduo – labiausiai paplitęs Žemėje junginys. Žemės vandeninis apvalkalas – hidrosfera – sudaro 71 % Žemės paviršiaus. Sujungto vandens yra Žemės plutoje. Žinoma, kad, sulydant 1 km³ granito, galima gauti 26 mln. t vandens. Vanduo atliko ir atlieka lemiamą vaidmenį Žemės geologijos istorijoje, klimato ir orų formavime, medžiagų apykaitoje, gyvybės fiziologinėje ir biologinėje sferoje.

Fizikinės savybės

Vanduo – bespalvis (storame sluoksnyje - žydras) ir bekvapis skystis. Vanduo (vandenilio oksidas) turi 88,6 % deguonies ir 11,4 % vandenilio (pagal masę); tai atitinka H₂O. Iš visų skysčių jo šiluminė talpa didžiausia. Vandens tankis, skirtingai nuo kitų skysčių, šaldant didėja netolygiai, o +4 °C temperatūroje būna maksimalus ir, toliau šaldant, staiga sumažėja iki 0,917 g/cm³ (ledo tankis). Neįprastai aukšta ir savitoji lydymosi šiluma. Ji net 13,5 karto viršija švino savitąją lydymosi šilumą.

Nepaprastas vandens savybes galima paaiškinti jo molekulės struktūros ypatumais. Vandens molekulė nėra linijinė – kampas tarp jungčių H – O – H lygus 104° 45′. Nors O – H jungtys yra kovalentinės, vandens molekulė yra polinė: vandenilio atomas turi tam tikrą teigiamą krūvį, o deguonis – neigiamą. Dėl to vienos H₂O molekulės deguonies atomas gali pritraukti kitos molekulės vandenilio atomą: taip atsiranda vandenilinė jungtis ir padidėja bendra jungties energija. Todėl vandens molekulės yra asocijuotos. Ledo kristaluose vandenilinės jungtys dar tvirtesnės. Dėl didelio H₂O molekulių poliškumo vanduo yra labai geras kitų polinių junginių tirpiklis.

Cheminės savybės

Vanduo yra ženkliai polinis tirpalas, kuris dažnai tirpdina chemines druskas.

Vandens molekulės dažnai susikristalizuoja su kitais junginiais.

Disociacija (jonizacija)

Vandens molekulė elgesi tuo pačių laikų kaip rūgštis ir bazė:

2 H₂O → H₃O⁺ + OH^-

Disociacijos konstanta, K_w = [H₃O⁺] [OH^-] = 10^-14 @ 25 °C

pK_w = -log K_w = pH + pOH = 14 @ 25 °C

pH

Jeigu H₃O⁺ = OH^-, tada pH = pOH = pK_w / 2 ir tada pH = 14/2 = 7.0 @ 25 °C

Suformavimo reakcija iš cheminių elementų

Vandenilis (H₂) dega su deguonių (O₂) suformuoti vandenį šitaip:

2 H₂ + O₂ → 2 H₂O

Šita reakcija yra žymiai egzoterminė.

Reakcija su metalais

71 % - Н₂O

• Šarminiai metalai gan audringai reguoja su vandeniu. Litis silpniausiai iš jų. Natris kiek audringiau. Kalis reaguodamas su vandeniu net užsidega. Cezio idėjimas į vandenį gali baigtis sprogimu.

2 Li + 2H₂O → 2LiOH + H₂

• Šarminiai žemės metalai reaguoja su vandeniu sunkiau.

Ca + 2H₂O → Ca(OH)₂ + H₂

• Dar mažiau aktyvūs metalai gali reguoti tik su karštais vandens garais.
• Tokie chemiškai neaktyvūs metalai kaip Auksas su vandeniu praktiškai nereguoja.

Reakcija su metalų oksidais

Reaguoja su metalų kurie turi tirpius hidroksidus oksidais.

• Žinomiausia iš tokių reakcijų negesintų kalkių „gesinimas“:

CaO + H₂O → Ca(OH)₂

Reakcijos su nemetalais

• Chloras reaguoja su vandeniu:

Cl₂ + H₂O → HOCl + HCl

Reakcija su nemetalų oksidais

Reaguoja su nemetalų oksidais kurie yra rūgščių anhidridai.

• Žinomiausia iš tokių reakcijų tai sieros rūgšties gavimas:

SO₃ + H₂O → H₂SO₄

Kitos reakcijos

Vanduo dalyvauja ir daugybėje kitų reakcijų.

• esterių hidrolizė verdant juos NaOH vandeniniame tirpale:

CH₃COOCH₃ + H₂O → CH₃COOH + CH₃OH

Taip pat skaitykite

• Hidrosfera
• Hidrologinis ciklas
• Vandens atmintis

Nuorodos

• 63 anomalios vandens savybės
• Vanduo: mokomoji medžiaga

Vikižodynas