Съдържание
- Водата е кохезивна и адхезивна.
- Водата поддържа относително постоянна температура.
- Водата е добър разтворител
- Водата се разширява, когато замръзне
- Водата има неутрално pH.
Водата изглежда е единствената най-важна характеристика на околната среда, която позволява съществуването и поддържането на живота. Има организми, които съществуват без слънчева светлина или кислород, но все още не са открити такива, които съществуват напълно независимо от водата. Дори издръжливите кактуси в далечните достижения на пустинята изискват малко количество вода за оцеляване. Тайната на полезността на водите за живота се крие в нейната водородна връзка, която придава пет свойства, важни за създаването на среда, в която животът може да съществува и да процъфтява.
Водата е кохезивна и адхезивна.
Водните молекули са полярни. Тоест единият край на молекулата е по-електроотрицателен (отрицателен заряд) от другия край (положителен заряд). Следователно, противоположните краища на различни водни молекули са привлечени един към друг като противоположните краища на магнити. Атрактивните сили между водните молекули са известни като "водородни връзки". Тенденцията на водородно свързване на водата води до нейната лепкавост, тъй като водните молекули са склонни да се слепват (като в локва). Това е известно като сближаване. Поради това свойство водата има високо повърхностно напрежение. Това означава, че е необходима малко допълнителна сила, за да се счупи повърхността на водната локва. Водата също е адхезивна, което означава, че има тенденция да се придържа към други молекули, освен водата. По-специално той ще се придържа към водоразтворими (хидрофилни) вещества, като нишестета или целулоза. Той няма да се придържа към хидрофобни вещества, като масло.
Водата поддържа относително постоянна температура.
Водата има висока специфична топлина, висока топлина от изпаряване и свойство на изпарително охлаждане, което заедно я кара да поддържа постоянна температура. Температурите на водата могат да се променят, разбира се, те просто се променят по-бавно, отколкото температурите на други вещества. Всяко от тези свойства се дължи на свойството на водородна връзка на водата. Разкъсването и образуването на връзките, което би било необходимо за промяна на температурата на водата (температурата влияе върху скоростта на движение на молекулата), отнема допълнително количество енергия (или топлина), за да завърши.
Високата специфична топлина означава, че водата абсорбира и задържа топлината по-добре от много вещества. Тоест, за промяна на температурата на водата е необходима повече енергия (топлина). Високата топлина на изпаряването означава, че е необходима повече енергия (топлина), за да се превърне водата в газ (пара), отколкото много други вещества. Изпарението се охлажда в резултат на водните молекули, които изтичат в газообразно състояние (в пари), носейки топлина с тях, и следователно от локвата на водата. В резултат на това локвата с вода ще има тенденция да не се повишава много и ще остане постоянна.
Водата е добър разтворител
Тъй като водата е полярна и така лесно водородните връзки, други полярни молекули лесно ще се разтварят в нея. Не забравяйте, че за полярните молекули има отрицателен заряд от единия край на молекулата, който е привлечен от положителния заряд от другия край на други молекули, като магнит. Тази атракция образува водородни връзки. Полярните молекули са известни още като хидрофилни (водолюбиви) или водоразтворими молекули. Водата обаче не разтваря неполярни или хидрофобни (от страх от вода) молекули добре. Хидрофобните молекули включват масла и мазнини.
Водата се разширява, когато замръзне
Големият брой водородни връзки, които съществуват в течната вода, причиняват водните молекули да са по-далеч, отколкото молекулите могат да бъдат в други течности (връзките заемат място сами). В течната вода връзките непрекъснато се образуват, разрушават и реформират, така че водата да може да тече без конкретна форма. Когато обаче водата замръзне, връзките вече не могат да се разрушат, тъй като няма топлинна енергия за това. Следователно водните молекули образуват решетка, която е по-експанзивна от водата в течна форма. Тъй като замразената вода съдържа същия брой молекули, но е по-експанзивна, тя е по-малко гъста от течната вода. Следователно по-малко гъстият лед (твърда вода) ще плава над по-гъстата течна вода.
Филм от лед над водно тяло действа като изолатор. В резултат на това течната вода под леда ще бъде защитена от външния въздух и ще бъде по-малко вероятно да замръзне. Това е още една причина, че водата е в състояние да поддържа постоянна температура.
Водата има неутрално pH.
Водата може да се дисоциира във водородни и хидроксилни йони. pH е относителна мярка от водород към хидроксилни йони. Тъй като водата има приблизително равен брой водородни и хидроксилни йони, тя не е нито кисела, нито основна, но има неутрално рН 7. И тъй като съдържа както водородни, така и хидроксилни йони, тя може да осигури необходимото за регулиране на pH на ензимна реакция, която протича в негово присъствие. В резултат на това е многофункционален разтворител, в който потенциално могат да възникнат милиони различни ензимни реакции с различни pH изисквания.