2.2. Sastav i svojstva vode

Našli ste se na Sjevernome polu i poželjeli popiti gazirani sok. Možda neuobičajeno, ali želite da vam mjehurići plina ostanu što duže u soku. Smijete li staviti malo leda koji se nalazi oko vas? Hoće li taj led nakon što postane tekućina utjecati na okus soka?

Kada pijete vodu, možda ne osjetite njezin okus. Ipak, kada odete u drugi grad ili zemlju, tada možete primjetiti kako voda ima pomalo drugačiji okus. Razlog je taj što voda koju pijemo nije čista voda. Ona uvijek u sebi sadrži nešto otopljenih tvari. Voda je dobro otapalo. U prirodi se voda vrlo rijetko može naći kao čista tvar; češće se javlja kao smjesa različitih tvari. Ona u svome sastavu može sadržavati različite otopljene tvari poput soli, vapnenca ili plinova. Od plinova u vodi dobro se otapaju kisik i ugljikov(IV) oksid.

Slane i slatke vode razlikuju se po česticama koje su u njima otopljene. Najpoznatija sol koja je otopljena u slanoj vodi jest morska sol. Nju u svakodnevnome životu koristimo kao začin te je neophodna za normalan rad našega tijela.

Slika 2.2.1.: Kuhinjska sol

Potrebno je kontrolirati količinu soli koju unosimo u svoje tijelo. Premale, kao i prevelike količine soli u tijelu mogu negativno utjecati na naše zdravlje.

Otopljena tvar koja prevladava u slatkim vodama (primjerice jezerima i rijekama) jest vapnenac. Voda u kojoj se ne nalaze otopljene tvari naziva se destilirana voda. Ona se dobiva u laboratorijima i upotrebljava u kućanstvima, laboratorijima ili industriji. Kupili ste, primjerice, bocu destilirane vode i otvorili je te samo manji dio potrošili za glačanje rublja. Hoće li voda koja nakon toga mjesec dana stoji u toj boci i dalje biti destilirana? Obrazložite usmeno svoj odgovor.

Vodovodnu vodu od destilirane vode nemoguće je razlikovati okom. Što mislite kako biste na jednostavan način mogli saznati kako razlikovati vodovodnu vodu od destilirane vode? Riješite interaktivni zadatak i saznajte.

Vode u sebi mogu imati otopljene i tvari koje će utjecati na njezinu pH vrijednost. Tako vode mogu biti kisele, lužnate ili neutralne. Vjerojatno ste u svakodnevnome životu čuli da se neke vrste mineralih voda nazivaju kisele vode. One sadrže otopljene tvari koje joj daju kiseli pH. Sagorijevanjem fosilnih goriva nastaju plinovi koji odlaze u zrak. Kada pada kiša, ona otapa plinove, spojeve sumpora i ugljika i tada nastaju kisele kiše. Što mislite kako ta kiša utječe na sastav tla, pa samim time i na uzgoj biljaka? Kako će utjecati na životinje koje žive u tlu?

Voda može biti i lužnata. Voda za piće blago je lužnata.

Neutralna voda jest ona koja nije ni kisela ni lužnata. Destilirana voda primjer je neutralne vode.

Plinovi koji se dobro otapaju u vodi su kisik i ugljikov(IV) oksid.

Otopljeni plinovi u vodi, poput kisika i ugljikova(IV) oksida, važni su za opstanak živih bića. Pogledajte videozapis i saznajte više o tome i utjecaju Sunčeve svjetlosti na održavanje i raznolikost života u vodi.
Zatim riješite interaktivni zadatak.

Voda se u prirodi nalazi u svim trima agregacijskim stanjima. Možete li navesti primjer iz svakodnevnoga života gdje se susrećete s vodom u različitim agregacijskim stanjima?

Promotrite vodu u različitim agregacijskim stanjima. Ona je po sastavu ista, ali svojstva se različitih agregacijskih stanja razlikuju. Uzmite čašu obične, tekuće vode. U drugu čašu stavite kockicu leda. Promotrite što će se dogoditi ako ih prebacite iz jedne čaše u drugu, u čašu koja ima drugačiji oblik?  Što se treba dogoditi s kockicom leda da bi promijenila agregacijsko stanje? 

Voda u okolišu može prelaziti iz jednog agregacijskoga stanja u drugo agregacijsko stanje uslijed promjene temperature.

Pogledajte sliku i opišite promjene koje uočavate.

Slika 2.2.2.: Očitajte temperature na termometrima

Kada je ljeto i stavite kockice leda u čašu s tekućom vodom, u kojem će dijelu čaše taj led stajati?
Led, voda u čvrstom agregacijskom stanju, ima manju gustoću od vode u tekućem agregacijskom stanju. Upravo će zbog toga, kada se led stavi u čašu s tekućom vodom, on isplivati na površinu.

Čista voda ledi se pri 0°C. Ukoliko voda ima otopljenih tvari, tada će se ta pojava dogoditi pri nižoj temperaturi od 0°C. 

U područjima gdje su temperature gotovo cijele godine ispod 0°C,  npr. u području Sjevernog i Južnoga pola, dio je vode zaleđen. Ti zaleđeni, veliki komadi leda nazivaju se ledenjaci. Oni su nastali iz tekuće vode. Tijekom zaleđivanja led je nastao od čiste vode, što znači da u njegov sastav nije ušla sol. Dakle, premda su mora i oceani slani, led koji se nalazi u obliku ledenjaka nije slan.

Osmislite i izvedite praktični rad kojim ćete dokazati da će zaleđivanjem vode u kojoj je otopljena sol nastati led koji ne sadrži sol.

Uslijed promjene klime, globalnoga zatopljenja, dolazi do ubrzanog otapanja ledenjaka. Što će to značiti za slanost voda u tome području? Kako to može utjecati na živa bića toga područja?

Tvari zagrijavanjem primaju određenu količinu energije pa se čestice počnu brže gibati. Zato će, primjerice, čestice vode, koje zagrijemo u čajniku, ići prema gore, kao što prikazuje slika.

Slika 2.2.3.: Kretanje čestica pri zagrijavanju

Promotrite strelice. Energija koja se oslobađa sagorijevanjem plina (valovite crvene strelice) prenosi se na čestice vode. Crvene strelice u čajniku prikazuju što se događa s česticama koje su tu energiju primile. Plave strelice pokazuju što se događa s česticama vode koje imaju manju količinu energije. Kako se voda zagrijava, čestice primaju energiju prvo u donjem dijelu posude. One se tada kreću prema gornjemu dijelu.

Voda sadrži određenu količinu otopljenih plinova. Tijekom zagrijavanja vode temperatura se vode povećava, a tada se topljivost plinova smanjuje. Što mislite hoće li se mjehurići plina prvo pojaviti pri dnu ili vrhu posude u kojoj se zagrijava voda?

Ribe u svojem okolišu moraju imati dostupnu određenu količinu kisika. Voda koja je zagrijavana ne smije se uliti u akvarij s ribama. Predložite što biste mogli napraviti s prokuhanom vodom kako bi ona opet bila dobra kao akvarijska voda?

Uvjeti u vodenom okolišu, poput temperature i količine svjetolosti, mijenjaju se tijekom godine, što ima utjecaj i na živi svijet. Zimi mnogi organizmi smanjuju aktivnosti ili miruju.
Kornjače kopnenih voda ukopavat će se u mulj i veći dio zime mirovati. Ribe će mirovati na dnu jezera ili se ukopavati u mulj na dnu jezera. I vodozemci, žabe i daždevnjaci mirovat će tijekom zimskih mjeseci čekajući povoljnije životne uvjete. U proljeće, kada se poveća temperatura zraka, vode i tla, životinje postaju aktivne.

Promjenom u temperaturi i količini dostupne vode, mijenjaju se i aktivnosti biljaka. Zimi je smanjen intenzitet svjetlosti i biljke smanjuju intenzitet odvijanja procesa fotosinteze. Biljke će mirovati do sljedećega proljeća, kada otapanje snijega omogućuje obogaćivanje tla vodom. Pojavom veće količine Sunčevih zraka raste i temperatura, što potiče prve proljetnice na rast i razvoj. 

Na svaku litru (1000 mL) morske vode u svjetskim oceanima u prosjeku dolazi otprilike 35 grama različitih soli. More s najvećim udjelom soli jest Mrtvo more. Jedna litra vode iz Mrtvoga mora ima oko 280 grama soli. Što mislite, zašto se ono tako naziva?
 

Slika 2.2.4.: Mrtvo more
 

Jadransko more na svaku litru vode sadrži u prosjeku oko 38 grama soli.

Čestice koje čine vodu čvrsto se drže zajedno. To je posebno izraženo na njezinoj površini. Ta se pojava naziva površinska napetost vode.

Za kraj provedite malo istraživanje i saznajte više o sastavu i svojstvima vode. Kliknite na prikazane kocke i na taj način ih smjestite u bazen s vodom. Na izborniku desno odaberite veličinu koju ćete promatrati (masu, gustoću ili volumen). Npr. ako kliknete na volumen - sva prikazana tijela će imati isti volumen, no kako će to utjecati na njihovu masu i gustoću?