Movatterモバイル変換


[0]ホーム

URL:


Mine sisu juurde
Vikipeedia
Otsing

Vesi

Allikas: Vikipeedia
 See artikkel on keemilisest ainest; klassikalise elemendi kohta vaata artiklitVesi (element).

See artikkelvajabtoimetamist.(November 2015)
Palun aitaartiklit toimetada.(Kuidas ja millal see märkus eemaldada?)
Vesi ehk divesinikmonooksiid
Üldised omadused
Keemiline valemH2O
VälimusVärvusetu vedelik
Füüsikalised omadused
Molekuli mass18,01528u (2,99151 · 10−26 kg (1 molekul))amü
Sulamistemperatuur273,15 K (0 °C)
Keemistemperatuur373,15 K (100 °C)
Tihedus0,9982 · 103 kg/m3kg/m³
KasutatakseSI-süsteemi ühikuid. Kui pole teisiti öeldud, eeldataksenormaaltingimusi.

Vesi ehkdivesinikmonooksiid ehkdivesinikoksiid (indeksit üks tavaliselt ei nimetata) ehk üldisemaltvesinikoksiid ehkoksidaan onkeemiline ühendmolekulaarse valemiga H2O. Üks veemolekul koosneb kahestvesiniku ja ühesthapnikuaatomist.

Vesi on peaaegu värvitu läbipaistev lõhnatu ja maitsetu aine.

Vesi on üks kõige levinumaid aineid nii Maal kui kauniversumis: molekulaarsetest ainetest on vesi leviku poolest kolmandal kohal pärastdivesinikku (H2) jasüsinikoksiidi (CO).

Vesi onnormaaltingimustelvedel seetõttu, et veepolaarsed molekulid moodustavad omavahelvesiniksidemeid. Vesiniksidemete olemasolu muudab vee molekulide üksteisest eraldamise raskemaks ja tõstab seega veesulamis- jakeemistemperatuuri[1].

Tahkes olekus vett nimetataksejääks. Jää onkristallilise ehitusega ja selle kristallvõres esinevad tühimikud, mistõttu on jäätihedus väiksem kui vedelal veel.

Vett võib leida peaaegu koguMaalt ja seda vajavad kõik tuntud elusorganismid, kes koosnevad suures osas veest, mõned vees elavad organismid isegi kuni 99% ulatuses.

Vesi katab ligikaudu 71%Maa pinnast, olles pidevas ringluses (veeringes).Mered jaookeanid moodustavad suurema osa veekogusest (umbes 96,5%).[2]

Vesi on üks levinumaid ja parimaidlahusteid, selles lahustuvad hästi väga paljud gaasilised, vedelad ja tahked ained. Enamik protsesse eluslooduses kulgeb vees lahustunud ainete osavõtul.Vesilahused osalevad näiteksainevahetuses, vesilahustena omastavad ka taimed mullast toitaineid.

Füüsikalised omadused

[muuda |muuda lähteteksti]

Agregaatolekud

[muuda |muuda lähteteksti]

Vesi Maal võib olla kolmes agregaatolekus:

Normaalsel atmosfäärirõhul (760 mm elavhõbedasammast, 101 325 Pa) muutub vesi tahkeks umbes 0 °C juures ja keeb umbes 100 °C juures. Rõhu vähenemisel hakkab jää sulamistemperatuur aeglaselt kasvama, keemistemperatuur aga langema.

Tüüpiline aine olekudiagramm olenevalt rõhust ja temperatuurist. Kolmikpunkti koordinaadid on Ptp ja Ttp ning kriitilise punkti koordinaadid on Pcr ja Tcr.Kriitilisest punktist edasi on aineülekriitilise fluidumi omadustega

Rõhul 611,73 Pa (umbes 0,006 atm) onsulamis- jakeemistemperatuurid võrdsed – 0,01 °C. Seda punkti vee olekudiagrammil nimetataksekolmikpunktiks. Sellest madalamal rõhul jääsublimeerub ehk muutub kohe auruks, jättes vedela faasi vahele. Sublimatsiooni temperatuur langeb rõhu alanedes. Kõrgemal rõhul esinevadjää modifikatsioonid toatemperatuurist kõrgemasulamistemperatuuriga.

Normaalsetel tingimustel hakkab vesi keema +98,9 °С juures ja rõhu suurenedes see temperatuur tõuseb:[3]

Rõhk (atm)Keemistemperatuur (°С)
normaaltingimused+98,9°
1+100°
2+120°
6+158°
218,5+374,1°

Temperatuuril 374 °C (647 K) ja rõhul 22,064 MPa (218 atm) läbib vesikriitilise punkti. Selles punktis on vee gaasilise ja vedela faasi tihedus ning teised omadused samad. Sellest suuremal rõhul ei ole enam vahet auru ja vedela vee vahel.

Vesi võib olla ka metastabiilsetes (kreeka keelesμετα – «üle» ja ladina keelesstabilis – «püsiv») olekutes: üleküllastatud ja ülekuumutatud aur, allajahutatud ja ülekuumutatud vedelik. Sellised olekud võivad püsida üsna kaua, kuid kui nad puutuvad kokku stabiilsema faasiga, toimub faasiline üleminek. Näiteks on puhtas klaasanumas lihtne saada allajahutatud vedelat vett, mille temperatuur on alla 0 °C, aga kui tekib vähemalt üks kristallisatsioonitsenter, siis vesi muutub jääks terve mahu ulatuses.

Dünaamilineviskoossus (standardtingimused): 0,00101 Pa·s (20 °C)

Kinemaatiline viskoossus (standardtingimused): 0,01012 cm2/s (20 °C)

Kolmikpunkt: 0,01 °C, 611,73 Pa

Kriitiline punkt: 374 °C, 22,064 MPa

Soojusmahtuvus

[muuda |muuda lähteteksti]
 Pikemalt artiklisSoojusmahtuvus

Tulenevalt rohketevesiniksidemete olemasolust on veel võrreldes teiste ainetega väga suurerisoojusmahtuvus (veel suurem on ainultammoniaagil). See omadus võimaldab veel stabiliseerida Maa kliimat leevendades suuri temperatuurikõikumisi. Jää sulamissoojus 0 °C juures on 333,35 kJ/kg (suurem ainultammoniaagil). Selle tõttu sulab triivjää (eriti kui see on massiivne) väga aeglaselt. On väga huvitav, et jää soojusmahtuvus −10 °C juures ja veeauru soojusmahtuvus 100 °C juures on peaaegu samad – 2,05 J/(g·K) ja 2,08 J/(g·K).

Aurumissoojus
Temperatuur (°C)Hv (kJ/mol)
045,054
2543,99
4043,35
6042,482
8041,585
10040,657
12039,684
14038,643
16037,518
18036,304
20034,962
22033,468
24031,809
26029,93
28027,795
30025,3
32022,297
34018,502
36012,966
3742,066
Soojusmahtuvuse sõltuvus temperatuurist konstantsel rõhul
Temperatuur (°C)Soojusmahtuvus
(J/(g K) 1 baari juures)
04,2176
104,1921
204,1818
304,1784
404,1785
504,1806
604,1843
704,1895
804,1963
904,205
1004,2159

Molaarnesoojusmahtuvus (standardtingimused): 75,37 J·mol−1·K−1

Soojusjuhtivus (standardtingimused): 0,56 W/(J·K)

Vee ja jää tihedus

[muuda |muuda lähteteksti]
Heksagonaalse jää (Ih)kristallstruktuur. Punktiirjooned tähistavadvesiniksidemeid
Lumehelbed, foto – Wilson Bentley, 1902
Vedela vee tihedus
Temperatuur (°C)Tihedus (kg/m3)[4][5]
+100958,4
+80971,8
+60983,2
+40992,2
+30995,6502
+25997,0479
+22997,7735
+20998,2071
+15999,1026
+10999,7026
+4999,9720
0999,8395
−10998,117
−20993,547
−30983,854
Väärtused alla 0 °C puudutavadallajahutatud vett

Veetihedus tavatingimustel on umbes 1 g/cm3, aga see sõltub otseselt temperatuurist. Kui toatemperatuuril olevat vett hakata jahutama, siis muutub see järjest tihedamaks nagu paljud teisedki ained. Umbes 4 °C juures (täpsemalt 3,98 °C) saavutab vesi oma maksimaalse tiheduse, mis temperatuuri alanedes hakkab vähenema. Sellist negatiivset termilist suurenemist selgitatakse tugevate "van der Waalsi" jõudude olemasoluga veemolekulide vahel. Sama nähtus leiab aset sulatatudSiO2-s.[6]

Ainetahke vorm on üldjuhul tihedam kui vedel faas, sellega seoses vajub paljude ainetetahkis vedelikus põhja. Jää aga püsib vee pinnal, sest tema tihedus on vee omast väiksem. Jäätumise käigus väheneb vee tihedus 9% võrra.[7] Selle põhjuseks on molekulide soojusliikumise lakkamine ja püsivate vesiniksidemete tekkimine. Seetõttu fikseeruvad molekulid oma positsioonidesseheksagonaalse jää (Ih) kristallvõres. Tahkes olekus onvesiniksidemete pikkus väiksem kui vedelas olekus. Molekulide fikseerumine kristallvõre sõlmedes vähendab nende keskmist koordinatsiooniarvu alates temperatuurist, mille juures algab kristallisatsioonitsentrite teke. On ka teisi aineid, mis külmumisel paisuvad:räni,gallium,germaanium,antimon,vismut,plutoonium ja veel teised ühendid, mis moodustavad mahukaid tetraeedrilise koordinatsioonigakristallvõresid.

Ainult tavalineheksagonaalne jää on veest väiksema tihedusega. Rõhu suurenedes läheb jää üle oma teisteksallotroopseteks modifikatsioonideks, mis on veest tihedamad, näiteks suure tihedusegaamorfne jää (inglise keeles HDAI –high density amorphic ice) või väga suure tihedusegaamorfne jää (inglise keeles VHDAI –very high density amorphic ice).

Vesi paisub temperatuuri tõustes märkimisväärselt – tihedus väheneb 4% võrra alates 4 °C punktist (suurim tihedus) kuni keemispunktini.

Vee külmumistemperatuur on standardrõhul 0 °C, kuigi vett on võimalik ka ilma jäätumisetaalla jahutada (kui seda mehaaniliselt mitte häirida). Vesi võib püsida vedelas olekus kuni oma homogeense nukleatsiooni punktini 231 K juures.[8]Heksagonaalse jää sulamispunkt langeb mõõduka ülerõhu all, aga kui ta läheb üle oma mõneksallotroopseks vormiks rõhul üle 209,9 MPa (2,072 atm), hakkab sulamispunkt märkimisväärselt tõusma, saavutades 2,216 GPa (21,870 atm) juures väärtuse 355 K (82 °C).

Et alandada tavalise jääsulamistemperatuuri, on vaja rakendada suurt rõhku. Näiteks rõhk, mida tekitab uisutaja, alandab jää sulamispunkti umbes 0,09 °C (0,16 °F) võrra.

Ülalnimetatud vee omadused mängivad Maaökosüsteemide talitluses suurt rolli. Sõltumata õhu temperatuurist koguneb 4 °C juures olev vesimageveelistes järvedes alati põhja oma suure tiheduse tõttu. Kuna vesi ja jää on halvadsoojusjuhid[9], on sügavate järvede täielik läbikülmumine ebatõenäoline, välja arvatud juhul, kui toimub vee pidev segunemine, näiteks tuule toimel. Ilma soojenedes püsivad jäätükid vee pinnal ega vaju põhja, kus nad sulaksid väga kaua. Sellised vee iseärasused aitavad säilitada veekogude elustiku.

Merevee ja jää tihedus

[muuda |muuda lähteteksti]
Lihtsustatud kujutus termohaliinsest tsirkulatsioonist. Sinised jooned – hoovused, mis kannavad tihedat vett, punased – hoovused, mis kannavad vähem tihedat vett

Vee tihedus sõltub nii temperatuurist kui ka lahustunud ainete kontsentratsioonist. Soola olemasolu (3,5%) alandab külmumistemperatuuri ~2 °C võrra ja samas alandab temperatuuri, mille juures vee tihedus saavutab maksimumi, külmumispunktini. See tagab selle, et meres konvektsiooni toimumisel külma vee laskuv vool ei ole peatatud vee paisumisega ja külm vesi külmumistemperatuuri juures jätkab põhja vajumist. Sellel põhjusel iga elusolend, kes tahab ellu jääda näiteksArktika ookeani põhjas, peab suutma taluda vee temperatuuri, mis on 4 °C madalam jõgede ja mageveeliste järvede põhjas oleva vee temperatuurist. Talvel, kui magevee temperatuur saavutab 4 °C, annavad õhuga kontaktis olevad ülemised kihid ära soojust ja nende temperatuur langeb. Niimoodi moodustuvad ülemises osas kihid temperatuuridega 3 °C, 2 °C, 1 °C ja 0 °C, samas kui 4 °C vesi paikneb põhjas. Kuna jää on hea isolaator, ei võta ta soojust alumistelt kihtidelt, mis hoiab neid jäätumisest.

Soolase vee pind hakkab külmuma temperatuuril −1,9 °C (vesi soolsusega 3,5%), moodustuv jää on aga peaaegu soolavaba ning tihedus on võrreldav mageveekogu jää tihedusega. Selle nähtuse põhjuseks on see, et kristalliseerumisel aine moodustab eelistatult sidemeid enda molekulidega. Mõned ioonid aga jäävad jää kristallvõresse. Kõik soola ioonid, mis ei sattunud moodustuva jää kristallvõresse tõstavad all oleva vee soolsust (samuti tihedust). Tihedam vesi asendub konvektsiooni teel veega alumistest kihtidest, mis lahustab endas soolasid moodustuvast jääst. Kogu see protsess koos temperatuurifaktoriga tekitab hoovusi. Tsirkulatsiooni, mis tekib ebavõrdse temperatuuri ja soolsuse jaotuse tõttuMaailmaookeanis, nimetataksetermohaliinseks tsirkulatsiooniks.

Üks potentsiaalsetestkliima soojenemise tagajärgedest on selliste hoovuste kadumine, mis võib esile kutsuda ennustamatuid muutusi maailma kliimas.

Kokkusurutavus

[muuda |muuda lähteteksti]

Vee kokkusurutavus on temperatuuri ja rõhufunktsioon. 0 °C juures ja 0 rõhu piiril on kokkusurutavus 5,1×10−10 Pa−1[10]. Nullrõhu piiril saavutab kokkusurutavus miinimumi temperatuuril 45 °C, enne kui hakkab temperatuuri kasvamisel jälle suurenema. Mida suurem on rõhk, seda väiksem on kokkusurutavus, olles 3,9×10−10 Pa−1, kui t (°C) = 0 ja P (MPa) = 100. Vee väike kokkusurutavus tähendab seda, et ookeanis 4 km sügavusel 40 MPa rõhu juures toimub kahanemine mahus ainult 1,8%.[11]

Elektrijuhtivus

[muuda |muuda lähteteksti]

Elektrijuhtivus (25 °C): 0,055 µS/cm

Puhas vesi, mis ei sisalda ioone, on hea elektri isolaator, aga isegi deioniseeritud vesi ei ole täielikult ioonidest vaba. Vedelas vees toimubautoionisatsioon, mida kirjeldab järgmine võrrand:2H2OH3O++OH{\displaystyle {\mathsf {2H_{2}O\rightleftarrows H_{3}O^{+}+OH^{-}}}}. Kaks vee molekuli moodustavad ühe hüdroksüüliooni (OH−) ja ühehüdrooniumiooni ( H3O+). Selle pöörduva reaktsiooni kiiruskonstanti nimetatakse vee dissotsiatsioonikonstandiks ja tähistatakse Kw. Kw väärtus on 10−14 25 °C juures. Puhtas vees tekitab autoionisatsioon ioone, mis põhjustavad nõrkavoolujuhtivust 0,055 µS/cm (25 °C). Seda on võimalik tuvastada tundliku aparatuuriga. On teada, et veeelektritakistuse teoreetiline maksimum on 182 kΩ·m 25 °C juures. Kui soola kontsentratsioon ületab piiri 100 "ppt" (üks osa lahustunud ainet triljon osa lahusti kohta), siis see hakkab märkimisväärselt alandama vee elektritakistust (kuni paari kΩ·m-ni). See juhtub, sest sool dissotsieerub vees ioonideks, mis mängivad laengute kandjate rolli.[12] Jääs on laengu kandjateks prootonid.[13]

Elektrolüüs

[muuda |muuda lähteteksti]

Voolu kulgemine läbi vee põhjustab selle lagunemisemolekulaarseksvesinikuks (H2) jahapnikuks (O2). Seda nähtust nimetatakseelektrolüüsiks.Katoodil (miinuselektrood) toimub kaheprootoniredutseerumine ja H2 eraldumine gaasilisel kujul.

H+ + e = 0,5H2 E=0 V

Anoodil aga hüdroksüülrühmaoksüdeerumine ja hapniku eraldumine:

2OH- – 2e = H2O + 0,5H2O E=+0,401

Leeliselistes lahustes toimub sõltuvadpH-st anoodil mõõdukatelvoolutihedustel hüdroksüülrühma depolariseerumine, nagu on kirjeldatud eelnevalt, happelise või leeliselise keskkonna korral toimub suurtel voolutihedustel elektronide ärastamine hoopis veelt.

H2O – 2 e = 2H+ + 0,5O2

Liuskurlane

Voolu ülekandes osalevad kõik lahuses olevad ioonid. Kuna puhta vee juhtivus on tööstusliku elektrolüüsi läbiviimiseks liiga väike, lisatakse selleleleeliseid,happeid võisoolasid, et suurendada ioonide hulka ja seega voolujuhtivust.[14]

Veel on toatemperatuuril suurpindpinevusteguri väärtus – 72,8 mN/m. See on põhjustatud tugevast kohesioonist vee molekulide vahelvesiniksidemete ja Van der Waalsi interaktsioonide olemasolu tõttu. Kuna vedeliku pinna tekkimiseks on vaja teha tööd, püüab vedelik võimalikult vähendada oma pindala. See fakt seletab mõned eluslooduses leiduvaid nähtusi:

  • Vesi mittemärguvate ainete pinnal, näiteks teflonil või polüetüleenil (see võib olla ka taime leht, kaetud vahaja kutiikulaga) võtab tilga kuju. Tilk on peaaegusfäär, millel on kõige väiksemeripind võrreldes teiste samamahuliste kehadega ja seega väiksem kontakthüdrofoobsete molekulide pinnaga.
  • Vee juga võtab silindri kuju.
  • Mõned putukad, näiteksliuskurlased, on võimelised liikuma vee pinnal seetõttu, etpindpinevusjõud on suurem kuiraskusjõud.

Kohesioon ja adhesioon

[muuda |muuda lähteteksti]
Kastetilgad adheerunud ämbliku võrguga

Vee molekulid on üksteisega seotudvesiniksidemetega, seda nimetatakse kohesiooniks.Vesiniksidemed pidevalt katkevad ja moodustuvad taas suure kiirusega, kuid igal ajahetkel on enamik molekule seotud nende sidemetega.[15]

Kohesiooninähtusele tugineb Dixoni kohesiooniteooria, mis väidab, etksüleemis oleva vedeliku liikumist juurtest lehtedesse põhjustabveepotentsiaali gradient süsteemis muld-taim-õhk ja kohesioonijõud veemolekulide vahel, mis tagavad veesamba katkematust. Uurimistööd, millel teooria baseerub: Dixon, Joly (1894)[16], Askenasy (1895)[17] ja Dixon (1914,1924)[18][19].

Veemolekulide ja teiste ainete molekulide tõmbumist nimetatakse adhesiooniks. Väga sirgel ja puhtal klaaspinnal vesi võib moodustada õhukese kile, kunaadhesioonijõud veemolekulide ja klaasi vahel on suuremad, kui kohesioonijõud vees. Rakkudes jaorganellides on vesi kontaktis membraani ja valkude pinnaga, mis onhüdrofiilsed. Sellised pinnad on tugevalthüdraaditud, mis tähendab seda, et nende ümber on kiht veemolekule, mis on eripäraselt orienteeritud vastavalt pinna laengule ja teistele füüsikalistele omadustele. Mida suurem on laengutihedus, seda paksem on veekiht. Et seda kihti eemaldada, on vaja teha tööd hüdratatsioonijõudude vastu. Need jõud on väga tugevad, aga kahanevad kiiresti jubananomeetrisel või isegi lähimal kaugusel.[20]

Kapillaarsus

[muuda |muuda lähteteksti]
Kapillaarsus vee ja elavhõbeda näitel

Adhesiooni ja kohesiooni koosmõjul liigub vesi üles peentes torudes vastugravitatsioonijõudu. Vesiadheerubkapillaari seinaga veesamba külgedel, tulemusena tekib U-kujuline menisk, pindpinevus aga püüab vee pinda tasandada, tõmmates vett kapillaaris üles. Kohesiooni tõttu veesammas ei katke. Langetavaks jõuks onraskusjõud, mis ühel hetkel kompenseerib tõstvat jõudu ja vee liikumine lakkab. Kapillaarsed nähtused on väga tähtsad bioloogias: kapillaarjõud aitab kaasa ksüleemimahla liikumisele taimede juhtsoontes.[21]

Vesiniksidemed

[muuda |muuda lähteteksti]
 Pikemalt artiklisVesinikside
Neli vee molekuli seotud vesiniksidemetega

Vesi on standardtingimustel vedelas olekus võrreldes teiste elementide (mis koos hapnikuga asuvadperioodilisustabelis VI grupis) analoogiliste hüdriididega (H2S, H2Se, H2Te), mis on gaasilised ained. Teised elemendid, mis ümbritsevad hapnikku, nagulämmastik,fluor,kloor,fosfor, annavad vesinikuga ühinedes standardtingimustel gaasilisi ühendeid. Hapnik onelektronegatiivsem kui kõik ülalnimetatud elemendid (v.afluor), seetõttu onelektronpilved veemolekulis nihutatud tema poole. See annab veemolekulilepolaarsuse – hapnik omab kahte negatiivsetosalaengut ja vesinik positiivset. Vee molekulid tõmbuvad üksteise poole moodustades polaarseidvesiniksidemeid. Iga molekul on võimeline moodustama neli sidet: kaks neist – hapnik (sideme aktseptor) ja kaks – vesinik (sideme doonor).[1].Vee molekulid on pidevas liikumises üksteise suhtes, seega vesiniksidemed katkevad ja moodustuvad taas ajaskaalal > 200femtosekundit.[22] Nende sidemete võrgustikud, klastrid muudavad veemolekulide üksteisest eraldamise raskemaks ja energiat nõudvaks protsessiks ja tõstavad seega vee sulamis- ja keemistemperatuuri[1].

Vesi kui lahusti

[muuda |muuda lähteteksti]

Molekulidepolaarsuse javesiniksidemete moodustumise tõttu on vesi universaalne lahusti. Vees lahustuvadhüdrofiilsed ained, mille molekulid on samuti polaarsed. On teada, et paljude ainete lahustumisel vees ainete molekulid või ioonid seonduvad veemolekulidega, moodustadeshüdraate. Sõltuvalt aine iseloomust võivadhüdraadid moodustuda erinevalt. Kui on tegemist ainegaioonse iseloomuga, näiteksKCl kristalliga, siis vette sattudes ioonid kristalli pinnal tõmbavad veemolekulid ligielektrostaatiliste jõudude (ioon-dipoolne vastasmõju) pärast. Pärast seda tekib ka doonor-aktseptoorne vastasmõju. K+ ioonidega veemolekulid puutuvad kokku oma negatiivse poolusega, Cl- iooniga aga positiivsega. Soojusliikumise käigus lahusti veemolekulid tõukavad neid veemolekule, mis kontakteeruvad kristallipinnal olevate ioonidega. Samal ajal toimub kakristallvõres olevate ioonide soojusvõnkumine. Kokkuvõttes need kaks protsessi põhjustavad ioonide eraldumistkristallvõrest ja üleminekut lahusesse hüdraatide kujul. Niimoodi kihtide kaupa kristall lahustub.

Kui on aga tegemist ainega molekulaarse struktuuriga, siis hüdraadid moodustuvaddipool-dipoolsete interaktsioonide tõttu. Lahustunud aine dipoolid võivad sel juhul olla kas püsivad või indutseeritud (ainetes mittepolaarsete molekulidega). Polaarsete ainete puhul protsessi etapid on järgmised:

  1. Lahusesse sattunud aine pinnale kogunevad veemolekulid, mis orienteeruvad aine molekulide suhtes vastavalt polaarsusele.
  2. Veemolekulid polariseerivad veemolekuli veel tugevamini, kui ta oli polariseeritud enne.
  3. Molekuli koostises olevate aatomite ja veemolekulide soojusliikumise tõttu toimub molekuli lagunemine ja komponentide hüdraatumine.

Kui aga aines on elektronegatiivseid aatomeid või vesinikku, on võimalikvesiniksideme tekke aine molekulide ja veemolekulide vahel. Näitena võib tuuaglükoosi, millel on olemashüdroksüülrühmad, mis annavadvesiniksidemeid veemolekulidega (vaata pilti).[23] See aitab kaasa lahustumisele.

Kiirguse neeldumine vees

[muuda |muuda lähteteksti]
Vedela vee neeldumisspekter. Nähtav valgus läbib vett kõige paremini

Vedelas vees neelduvadelektromagnetilised kiirgused, mis jäävadnähtavast valgusest suurema ja väiksemalainepikkuse alasse. Teisisõnu, nähtav valgus läbib vett kõige paremini.

Kui vett on küllalt vähe, näiteks klaasitäis vett, siis on vesi läbipaistev, sest sellises koguses vees neelduvad enam-vähem samapalju kõik nähtava valguse erineva lainepikkusega footonid. Kui vett on palju nagu näiteks meres, siis suures hulgas vees neeldub punane valgus kõige rohkem, vähem roheline valgus ja kõige vähem sinine valgus. Kuna sinine neeldub kõige vähem, siis paistab meri rohekassinisena, Violetsed footonid neelduvad veelgi vähem kui sinised, aga päikesevalgus sisaldab violetseid footoneid palju vähem, kui siniseid ja rohelisi. Sellepärast ei paista violetne värvus merevees sinise ja rohelise kõrval välja. Sügaval vees (nt 35 meetri sügavusel) paistab punane õun mustana, sest punased footonid neelduvad vees ja sügavale neid ei jõua.

Keemilised omadused

[muuda |muuda lähteteksti]

Vesi on kõige levinum lahusti Maal. Suurem osa keemiast oli kõigepealt ainete vesilahuste keemia. Vett käsitletakse amfolüüdina ehk üheaegselt happe ja alusena (hüdrooniumioon ja hüdroksüülioon). Ilma lisanditeta vees on nende ioonide kontsentratsioon võrdne. Puhas vesi on neutraalne, sellepH väärtus on 7 (juhul kui rõhk on 1atmosfäär ja temperatuur 25 °C). Vesi on keemiliselt suhteliselt aktiivne aine. Vesihüdraadib ioone ja polaarseid molekule, moodustadeshüdraate jakristallhüdraate.Hüdrolüüsi, mis toimub eluta ja eluslooduses, kasutatakse laialdaselt tööstuses.

Vesi reageerib toatemperatuuril

Kaaliumi reaktsioon veega

Vesi reageerib kuumutamisel

Vesi reageeribkatalüsaatori juuresolekul

Vesi ja elu Maal

[muuda |muuda lähteteksti]

Vee esinemine vedelal, tahkel ja gaasilisel kujul on hädavajalikeluksMaal. Maa asubPäikesesüsteemi elamiskõlblikus osas. Kui ta oleks Päikesele natuke lähemal või natuke kaugemal (umbes 5% võrra, 8 miljonit kilomeetrit), oleks vähem tõenäoline, et kõik need kolm vormi eksisteeriks Maal üheaegselt.[24][25]

Maa gravitatsioon võimaldab säilitada atmosfääri. Veeaur ja süsinikdioksiid õhus tekitavad temperatuuripuhvri, mis aitab hoida pinnatemperatuuri püsivana. Kui Maa oleks väiksem, siis õhem atmosfäärikiht põhjustaks suuri temperatuurikõikumisi ja vee kogunemine oleks takistatud, v.apoolustel (nagu see onMarsil).

Vesi looduses

[muuda |muuda lähteteksti]

Vett, mis on jaotatud meie planeedil nimetataksehüdrosfääriks. Vee umbkaudne maht Maal on 1 338 000 000 km3[26]. Vesi on atmosfääris väikeste tilgakeste ja jääkristallide kujul pilvedes,udus jasudus, vedelas olekusmeredes,ookeanides,jõgedes,järvedes,tiikides,kanalites javeehoidlates, tahkel kujulliustikes jalumes. Vee jaotus maal on järgmine: suurim osa (97%) on ookeanide soolvesi,magevesi moodustab ainult 3% hüdrosfäärist; 99% mageveest paikneb jäämütsides, liustikes japõhjavetes ning ainult 0,3%pinnaveekogudes.

Roll rakkudes ja elusorganismides

[muuda |muuda lähteteksti]

Vee unikaalsed omadused võimaldavad sel talitleda organismides lahustina, termoregulaatorina, rakkude struktuuri säilitajana, ainete transportija ja biokeemiliste reaktsioonidesubstraadina.

Kõik keemilised reaktsioonid, mis toimuvad elusas organismis, toimuvad veekeskkonnas. Vesi reageerib hüdrolüüsi reaktsioonidesrasvade,valkude jasüsivesikutega, vabastades energiat.Fotosünteesis mängib vesi elektronide doonori rolli: veelt ärastatud elektronid kantakse mööda elektrontransport ahelat NADP+-le, redutseerides seda. Seda protsessi nimetatakse vee fotolüüsiks. Moodustunud NADPH kasutatakse pärastFS pimereaktsioonides, kus sünteesitakse süsivesikuid.

OEC- kompleks, mis ärastab veelt elektrone, NFR – NADP+ reduktaas, annab neid üle NADP+-le

Vesi on peaaegu kokkusurumatu (vedelas olekus) ja seega talitleb raku hüdrostaatilise skeletina.Osmoosi tõttu põhjustab vesi taimerakkudesturgorrõhku, mis on vajalik nende kasvuks ning taime organite kuju ja asetuse säilitamiseks.

Vesi onfloeemi- jaksüleemivedeliku põhikomponent, lahustades endas mineraalseid ja orgaanilisi aineid, mida on vaja transportida juurtest lehtedesse (ksüleem) ja lehtedest juurtesse (floeem). Loomades toimub jääkproduktide ja teiste ainevahetuses vajalike ainete transport vere kaudu. Plasma, mis on üks vere põhikomponentidest, koosneb 92% veest.[27]

Inimorganismis sisalduv vee mass on võrdelises sõltuvuses keha massist. See seaduspärasus kehtib aga ainult enam-vähem samaealiste inimeste puhul. Vastsündinutel on kudede veesisaldus ligikaudu 75%, 70-aastastel aga ainult ligikaudu 45–50%.[28]

Vee suur soojusmahtuvus – 4200 J/(kg·K) – hoiab organismi temperatuuri suhteliselt muutumatuna. Vesi on võimeline transportima suure hulga soojust sealt, kus seda on palju, sinna, kus on seda vähe. Vee aurumisel toimub keskkonna jahtumine, kuna selleks, et vesi siirduks gaasilisse faasi, tuleb vesiniksidemete lõhkumiseks kulutada palju energiat (43,99 kJ/mol 25 °C juures). Seetõttu on higistamine tõhus mehhanism organismi ülesoojenemise vältimiseks.

Vee kasutamine

[muuda |muuda lähteteksti]

Ajalooliselt tekkisid ja õitsesid tsivilisatsioonid suurte veekogude juures: tsivilisatsioonide hälliks nimetatudMesopotaamia paiknes kahe suure jõe –Tigrise jaEufrati vahel;Egiptuse iidne ühiskond oli täielikult sõltuvusesNiilusest. Selliste tänapäeva suurlinnade naguRotterdami,Montreali,Pariisi,New Yorgi,Buenos Airese majandusedu põhineb osaliselt asjaolul, et nendega oli võimalik pidada kaubavahetust vee kaudu. Vee roll meie elus on raskesti hinnatav, kuna seda kasutatakse peaaegu kõikjal:

Vee uurimine

[muuda |muuda lähteteksti]

Hüdroloogia on teadus, mis uurib Maa hüdrosfääri, seal kulgevaid protsesse, samuti interaktsioone hüdrosfääri ja seda ümbritseva keskkonna vahel. Hüdroloogia jaguneb: okeanoloogiaks ehk okeanograafiaks ja sisevete ehk mandrivete hüdroloogiaks.

Molekulaarsel ja aatomilisel tasemel uurib vett füüsika ja keemia.

Vaata ka

[muuda |muuda lähteteksti]

Viited

[muuda |muuda lähteteksti]
  1. 123А. К. Ларионов Занимательная гидрогеология – Москва: Недра, 1979. – С. 5–12. – 157 с.
  2. "How Much Water is There on Earth? | U.S. Geological Survey".www.usgs.gov. Vaadatud 14. novembril 2023.
  3. А. К. Ларионов. "Занимательная гидрогеология" — Москва: Недра, 1979. — С. 5–12. — 157 с.
  4. Lide, D. R. (Ed.) (1990). CRC Handbook of Chemistry and Physics (70th Edn.). Boca Raton (FL):CRC Press.
  5. Water – Density and Specific Weight
  6. Shell, Scott M.; Pablo G. Debenedetti, Athanassios Z. Panagiotopoulos (2002)."Molecular structural order and anomalies in liquid silica"(PDF).Phys. Rev. E Stat. Nonlin. Soft. Matter. Phys.66: 011202.Originaali(PDF) arhiivikoopia seisuga 4. juuni 2016. Vaadatud 1. novembril 2011.
  7. "Conquering Chemistry, 4th Ed., 2004.https://web.archive.org/web/20120426010846/http://www.cci.net.au/conqchem/
  8. P. G. Debenedetti, P. G., and Stanley, H. E.; "Supercooled and Glassy Water", Physics Today 56 (6), p. 40–46 (2003).
  9. Thermal Conductivity of some common Materials
  10. Fine, R.A. and Millero, F.J. (1973). "Compressibility of water as a function of temperature and pressure".Journal of Chemical Physics.59 (10): 5529.{{cite journal}}:|pages= ja|page= dubleerivad üksteist (juhend)CS1 hooldus: mitu nime: autorite loend (link)
  11. R. Nave."Bulk Elastic Properties".HyperPhysics.Georgia State University.
  12. Электролиз воды. Л.М.Якименко, И.Д.Модылевская, З.А.Ткачек. 1960 год, стр 31
  13. A. Crofts (1996)."Lecture 12: Proton Conduction, Stoichiometry".University of Illinois at Urbana-Champaign.Originaali arhiivikoopia seisuga 10.05.2009. Vaadatud 6.12.2009.
  14. Электролиз воды. Л.М. Якименко et al., 1970, cnh 32–34
  15. Neil A. Campbell & Jane B. Reece (2009).Biology (8th ed.). Pearson. Lk 47.ISBN 978-0-8053-6844-4.
  16. Dixon, H; Joly (1894). "On the ascent of sap".Ann. Bot.8: 468–470.
  17. Askenasy, E (1895). "Ueber das Saftsteigen".Bot. Cent.62: 237–238.
  18. Dixon, H (1914).Transpiration and the ascent of sap in plants. New York: Macmillian. Lk 216.
  19. Dixon, H (1924).The transpiration stream. London: University of London Press, Ltd. Lk 80.
  20. "Physical forces organizing biomolecules" V. Adrian et al. Annual report of the division of the intramural report, 2006.
  21. Горин Ю. В. Указатель физических эффектов и явлений для использования при решении изобретательских задач (ТРИЗ-инструмент) // Глава.1.2 Поверхностное натяжение жидкостей. Капиллярность.
  22. Smith, Jared D.; Christopher D. Cappa, Kevin R. Wilson, Ronald C. Cohen, Phillip L. Geissler, Richard J. Saykally (2005). "Unified description of temperature-dependent hydrogen bond rearrangements in liquid water". Proc. Natl. Acad. Sci. USA 102 (40): 14171–14174
  23. Общая химия, Глинка Н.Л.,1983 год. стр 208–210, 225–228
  24. Ehlers, E.; Krafft, T, toim (2001). "J. C. I. Dooge. "Integrated Management of Water Resources"".Understanding the Earth System: compartments, processes, and interactions. Springer. Lk 116.{{cite book}}: CS1 hooldus: mitu nime: toimetajate loend (link)
  25. "Habitable Zone". The Encyclopedia of Astrobiology, Astronomy and Spaceflight.
  26. Gleick, P.H., ed (1993). Water in Crisis: A Guide to the World's Freshwater Resources. Oxford University Press. p. 13, Table 2.1 "Water reserves on the earth".
  27. The Franklin Institute Inc."Blood – The Human Heart".Originaali arhiivikoopia seisuga 5. märts 2009. Vaadatud 19. märtsil 2009.
  28. "Keemiaülesannete lahendamine" Rein Pullerits, Maila Mölder, (lk 25) 2009ISBN 978-9985-2-0392-7
  29. Воскресенский В. А., Дьяков В. И. Глава 2. Смазочные вещества и их физико-химические свойства // Расчет и проектирование опор скольжения (жидкостная смазка): Справочник – М.: Машиностроение, 1980. – С. 15. – (Библиотека конструктора). – ISBN ББК 34.42, УДК 621.81.001.2 (031).

Kirjandus

[muuda |muuda lähteteksti]

Välislingid

[muuda |muuda lähteteksti]
Vikisõnastiku artikkel:vesi
Pildid, videod ja helifailid Commonsis:Water
Tsitaadid Vikitsitaatides:Vesi
Pärit leheküljelt "https://et.wikipedia.org/w/index.php?title=Vesi&oldid=7059698"
Kategooriad:
Peidetud kategooriad:

[8]ページ先頭

©2009-2026 Movatter.jp