Sadržaj
- Voda je kohezivna i ljepljiva.
- Voda održava relativno stalnu temperaturu.
- Voda je dobro otapalo
- Voda se širi kad zamrzne
- Voda ima neutralan pH.
Čini se da je voda najvažnija značajka okoliša koja omogućuje postojanje i održavanje života. Postoje organizmi koji postoje bez sunčeve svjetlosti ili kisika, ali još nije pronađen niti jedan koji postoji potpuno neovisno o vodi. Čak i izdržljivi kaktusi u dalekim dosezima pustinje zahtijevaju malo vode za preživljavanje. Tajna korisnosti vode za život leži u njezinom svojstvu vezivanja vodika, koji daje pet značajnih svojstava za stvaranje okruženja u kojem život može postojati i napredovati.
Voda je kohezivna i ljepljiva.
Molekule vode su polarne. Odnosno, jedan kraj molekule je više elektronegativan (negativan naboj) od drugog kraja (pozitivni naboj). Prema tome, suprotni krajevi različitih molekula vode privlače se međusobno poput suprotnih krajeva magneta. Atraktivne sile između molekula vode poznate su kao "vodikove veze". Tendencija vodikove veze prema vodi uzrokuje da bude ljepljiva, tako da se molekule vode uglavnom lijepe (kao u lokvi). To je poznato kao kohezija. Zbog ovog svojstva voda ima visoku površinsku napetost. To znači da je potrebno malo više sile da razbijete površinu lokve vode. Voda je također ljepljiva, što znači da se prilijepi za druge molekule osim vode. Osobito će se držati vodotopljivih (hidrofilnih) tvari, poput škroba ili celuloze. Neće se lijepiti za hidrofobne tvari, poput ulja.
Voda održava relativno stalnu temperaturu.
Voda ima visoku specifičnu toplinu, veliku toplinu isparavanja i svojstvo hlađenja isparavanjem što zajedno uzrokuje da održava stalnu temperaturu. Temperature vode mogu se mijenjati, naravno, samo se mijenjaju sporije od temperatura ostalih tvari. Svako od ovih svojstava je zbog svojstva vode vezanja vodika. Razbijanje i formiranje veza, koje bi bile potrebne za promjenu temperature vode (temperatura utječe na brzinu kretanja molekula), zahtijeva dodatnu količinu energije (ili topline).
Visoka specifična toplina znači da voda apsorbira i zadržava toplinu bolje od mnogih tvari. Odnosno, za promjenu temperature vode potrebno je više energije (topline). Velika toplina isparavanja znači da je potrebno više energije (topline) da voda pretvori u plin (isparavanje) nego mnoge druge tvari. Hlađenje isparavanjem rezultat je molekula vode koje istječu u plinovito stanje (u pare) noseći sa sobom toplinu, a samim tim i iz vode. Kao rezultat toga, vodena lokva obično neće povećati temperaturu i ostati će konstantna.
Voda je dobro otapalo
Budući da je voda polarna i tako se lako veže vodik, u njoj će se lako otopiti i druge polarne molekule. Zapamtite da za polarne molekule postoji negativan naboj na jednom kraju molekule, koji je privučen pozitivnim nabojem na drugom kraju drugih molekula, poput magneta. Ta privlačnost tvori vodikove veze. Polarne molekule su poznate i kao hidrofilne (vodene) ili molekule topive u vodi. Međutim, voda ne rastvara nepolarne ili hidrofobne (boje se vode) molekule. Hidrofobne molekule uključuju ulja i masti.
Voda se širi kad zamrzne
Veliki broj vodikovih veza koje postoje unutar tekuće vode uzrokuje da su molekule vode udaljenije nego što molekule mogu biti u drugim tekućinama (veze zauzimaju sami prostor). U tekućoj vodi veze se neprestano formiraju, razbijaju i reformiraju, tako da voda može teći bez određenog oblika. Međutim, kad voda zamrzne, veze se više ne mogu razbiti, jer za to ne postoji toplinska energija. Stoga molekule vode tvore rešetku koja je ekspanzivnija od vode u tekućem obliku. Budući da smrznuta voda sadrži isti broj molekula, ali je ekspanzivnija, manje je gusta od tekuće vode. Zbog toga će manje gusti led (kruta voda) lebdjeti preko gušće tekuće vode.
Film od leda nad vodenim tijelom djeluje kao izolator. Kao rezultat toga, tekuća voda ispod leda bit će zaštićena od vanjskog zraka i manje će se vjerojatno smrznuti. To je još jedan od razloga što voda može održavati stalnu temperaturu.
Voda ima neutralan pH.
Voda može disocirati na vodikove i hidroksilne ione. pH je relativna mjera vodika u odnosu na hidroksilne ione. Budući da voda ima približno jednak broj vodikovih i hidroksilnih iona, nije ni kisela ni bazična, ali ima neutralan pH 7. I, budući da sadrži i vodikove i hidroksilne ione, može osigurati ono što je potrebno za regulaciju pH enzimske reakcije koja se događa u njegovoj prisutnosti. Kao rezultat, to je višenamjensko otapalo, u kojem se mogu pojaviti milijuni različitih enzimskih reakcija s različitim potrebama pH.