3 spôsoby štúdia chémie vody

Voda je jednou z najznámejších a všeobecne najpotrebnejších látok na našej planéte. Bez nej by život, ako ho poznáme, nebol možný. Je však zaujímavé, že voda je pomerne komplikovaná a ťažko pochopiteľná na niektorých základných úrovniach. Má vlastnosti, ktoré iné kvapaliny nemajú, viaže sa na seba zaujímavými spôsobmi a interaguje s inými chemickými látkami mnohými rozmanitými spôsobmi.

Metóda 1 z 3:Určenie základných chemických vlastností


Predstavte si chemický vzorec vody. Vedieť, aký je chemický vzorec H2O vlastne znamená, že je dôležité. To znamená, že na vytvorenie molekuly vody je potrebné, aby sa spojili dva atómy vodíka a jeden atóm kyslíka. Znamená to tiež, že ak rozbijete molekulu vody, získate dva vodíky a jeden kyslík.

  • Štiepenie vody sa často vykonáva pomocou elektriny v procese známom ako elektrolýza.
  • Rastliny tiež štiepia vodu, aby mohli uskutočňovať fotosyntézu.


Premýšľajte o tom, ako do seba zapadajú molekuly vody. Kyslík a vodíky jednej molekuly vody sú kovalentne viazané. To znamená, že majú spoločné elektróny. Na molekuly vody však pôsobia aj medzimolekulové sily. Najdôležitejšou medzimolekulovou silou pre vodu je vodíková väzba. Tieto väzby umožňujú interakciu vodíkov jednej molekuly s kyslíkom inej molekuly.

  • Výskum naznačuje, že jedna molekula vody pravdepodobne vytvorí vodíkové väzby s dvoma ďalšími.


Naučte sa ohnutú štruktúru jednej molekuly vody. Každá chemická látka má určitý geometrický tvar. Voda tu nie je výnimkou. Každá molekula vody má tzv. ohnutú štruktúru. Dva vodíky sú k sebe nútené priblížiť sa viac ako o 180 stupňov, pretože kyslík má dodatočné elektróny, ktoré menia tvar.

  • Tieto neviazané elektróny sú známe ako „osamelé párové elektróny.“


Prečítajte si o polárnych rozpúšťadlách. Keďže kyslík drží elektróny efektívnejšie ako vodík, nie sú rozdelené rovnomerne. Tým sa na molekule vody vytvorí záporný koniec (pri kyslíku) a kladný koniec (pri vodíkoch). Molekuly s kladným a záporným pólom sa nazývajú polárne molekuly a dobre interagujú s inými polárnymi molekulami. Preto je voda skvelým rozpúšťadlom pre alkohol (polárna kvapalina), ale zlým rozpúšťadlom pre rastlinný olej (nepolárna kvapalina). [1]


Zdokonaľte sa v acidobázickej chémii. Voda je amfoterná. To znamená, že môže byť buď kyselinou, alebo zásadou a bude sa správať rôzne v závislosti od prostredia. V kyslom prostredí má voda zásadité vlastnosti (prijíma protóny). V zásaditom prostredí sa voda správa ako kyselina (daruje protóny).[2]

Metóda 2 z 3:Poznávanie jedinečných vlastností vody


Vedieť, že voda sa v prírode vyskytuje v troch stavoch. Voda je jediná známa zlúčenina, ktorá sa v prírodných podmienkach Zeme vyskytuje ako tuhá látka, kvapalina a plyn. To umožňuje cirkuláciu vody okolo našej planéty prostredníctvom kolobehu vody. Kvapalná voda sa môže vyparovať a stúpať, vodná para môže kondenzovať a padať späť na Zem a voda sa hromadí vo forme ľadu v najchladnejších častiach našej planéty (polárne ľadové čiapky).


Uvažujte o rozpínaní ľadu. Väčšina kvapalín sa stáva hustejšou (ich objem sa zmenší), keď zmrznú do pevnej formy. Voda je výnimkou. Keď voda zamrzne, rozpína sa. To umožňuje, aby sa zmrznutá voda (ľad) vznášala nad tekutou vodou.

  • To je tiež dôvod, prečo fľaša s vodou (alebo iným nápojom vyrobeným primárne z vody) často praskne, ak ju necháte v mrazničke.


Oboznámte sa so základnými vlastnosťami kvapalín. Voda ako pevná látka má pevný kryštálový tvar. Väčšinu času však myslíme na vodu v jej tekutej forme. Tekutiny (kvapaliny a plyny) nemajú definovaný tvar a prispôsobia sa tvaru svojej nádoby. Hlavný rozdiel medzi tvarom kvapaliny a plynu spočíva v tom, že plyny sa rozpínajú tak, aby vyplnili celú nádobu, a kvapaliny držia bližšie pri sebe medzimolekulárne sily.[3]


Nepodceňujte význam vody pre život, ako ho poznáme. Približne sedemdesiat percent Zeme pokrýva voda. Voda tvorí viac ako polovicu ľudského tela a niektoré organizmy tvoria až deväťdesiat percent vody. Nie je známy organizmus, ktorý by dokázal prežiť bez vody.

Metóda 3 z 3:Vykonávanie základných pokusov s vodou


Demonštrovať polaritu vody. Keďže molekuly vody majú kladný a záporný koniec, považujú sa za polárne. Túto polaritu môžete preukázať pohybom magnetu (alebo iného zdroja elektromagnetického poľa) smerom k vode, ktorá tečie z kohútika. Voda sa bude ohýbať v reakcii na magnet, pretože nabité konce vody sa budú odpudzovať proti magnetickému poľu alebo sa budú ohýbať smerom k nemu.


Odparovanie vody z misky. Naplňte pohár alebo misku takmer plnou vodou. Označte si hladinu vody, aby ste si zapamätali, s akým množstvom vody začínate. Vodu umiestnite pred slnečné okno a nechajte ju tam niekoľko hodín. Pravidelne sa vracajte a kontrolujte hladinu vody. Zakaždým označte novú hladinu.[4]

  • Všimnete si, že voda klesá stále nižšie a nižšie. Je to preto, že časť vody sa zohreje natoľko, že odíde vo forme vodnej pary. Tento proces sa nazýva vyparovanie.


Kondenzovať vodu na povrchu. Do pohára nalejte horúcu vodu a pohár zakryte viečkom. Na viečko umiestnite kocku ľadu. Keď sa horúca voda vyparí, para sa dostane do kontaktu so studeným viečkom a skondenzuje. Na viečku sa tak vytvoria malé kvapôčky vody.[5]

  • Číre alebo priehľadné veko umožní najlepšie vidieť kvapôčky.

  • Rozšírte vodu jej zmrazením. Naplňte plastovú fľašu vodou. Fľašu prikryte alobalom a opatrne ju vložte do mrazničky. Keď voda zmrzne, vyberte fľašu a pozorujte výsledky.

    • Všimnite si, že voda sa rozšírila nahor a von z fľaše, pričom zamrzla aj na fólii.
    • Vyhnite sa používaniu uzáveru. To by mohlo spôsobiť, že voda pri zamŕzaní praskne vo fľaši.
  • Odkazy