Fizične lastnosti
Voda ima več pomembnih fizičnih lastnosti. Čeprav so te lastnosti poznane zaradi vseprisotnosti vode, je večina fizikalnih lastnosti vode precej netipičnih. Glede na nizko molsko maso svojih sestavnih molekul ima voda nenavadno velike vrednosti viskoznosti, površinske napetosti, toplote izhlapevanja in entropije uparjanja, kar lahko pripišemo obsežnim interakcijam vodikovega vezanja v tekoči vodi. Odprta ledena struktura, ki omogoča največjo vezavo vodika, razloži, zakaj je trdna voda manj gosta od tekoče vode - zelo nenavaden položaj med običajnimi snovmi.
| Izbrane fizikalne lastnosti vode | |
|---|---|
| molarna masa | 18.0151 gramov na mol |
| tališče | 0,00 ° C |
| vrelišče | 100,00 ° C |
| največja gostota (pri 3,98 ° C) | 1.0000 gramov na kubični centimeter |
| gostota (25 ° C) | 0,99701 grama na kubični centimeter |
| parni tlak (25 ° C) | 23,75 torr |
| toplotna fuzija (0 ° C) | 6.010 kilodžul na mol |
| toplota uparjanja (100 ° C) | 40,65 kilodžul na mol |
| toplota tvorbe (25 ° C) | −285,85 kilodžul na mol |
| entropija uparjanja (25 ° C) | 118,8 joulov na ° C mol |
| viskoznost | 0,8903 centipoa |
| površinska napetost (25 ° C) | 71,97 barv na centimeter |
Kemijske lastnosti
Reakcije na bazi kislin
Voda je podvržena različnim kemijskim reakcijam. Ena najpomembnejših kemijskih lastnosti vode je njena sposobnost, da se obnaša tako kot kislina (dajalec protona) kot baza (sprejemnik protona), značilna lastnost amfoternih snovi. To vedenje je najbolj vidno pri avtoionizaciji vode: H 2 O (l) + H 2 O (l) ⇌ H 3 O + (aq) + OH - (aq), kjer (l) predstavlja tekoče stanje, (aq) pomeni, da se vrste raztopijo v vodi, dvojni puščici pa pomenita, da lahko pride do reakcije v katero koli smer in obstaja ravnotežno stanje. Pri 25 ° C (77 ° F) v koncentraciji hidratiranega H + (tj H 3 O +, znan kot oksonijevih iona) v vodi je 1,0 x 10 -7 M, kjer M predstavlja molov na liter. Ker ena OH - ionska predloži za vsak H 3 O + ionov, koncentracija OH - pri 25 ° C je tudi 1,0 x 10 -7 M. v vodi pri 25 ° C H 3 O + koncentracija in OH - koncentracija mora biti vedno 1,0 × 10 −14: [H +] [OH -] = 1,0 × 10 −14, pri čemer [H +] predstavlja koncentracijo hidriranih H + ionov v molih na liter in [OH -] predstavlja koncentracijo OH - ioni v molih na liter.
Ko se kislina (snov, ki lahko tvori ione H +), raztopi v vodi, tako kislina kot voda prispevata raztopine H + v raztopino. To vodi v situacijo, ko je koncentracija H + večja od 1,0 × 10–7 M. Ker mora biti vedno res, da je [H +] [OH -] = 1,0 × 10 −14 pri 25 ° C, je [OH -] je treba znižati na neko vrednost pod 1,0 × 10 −7. Mehanizem za zmanjšanje koncentracije OH - vključuje reakcijo H + + OH - → H 2 O, ki se zgodi v obsegu, potrebnem za obnovo produkta [H +] in [OH -] na 1,0 × 10 −14 M. Tako, ko v vodo dodamo kislino, dobljena raztopina vsebuje več H + kot OH -; torej [H +]> [OH -]. Takšna raztopina (v kateri [H +]> [OH -]) naj bi bila kisla.
Najpogostejša metoda za določitev kislosti raztopine je njen pH, ki je opredeljen glede na koncentracijo vodikovih ionov: pH = −log [H +], kjer simbol simbola pomeni logaritem osnove 10. V čisti vodi, v kateri je [H +] = 1,0 × 10–7 M, pH = 7,0. Za kislo raztopino je pH manjši od 7. Ko se baza (snov, ki deluje kot akceptor protona) raztopi v vodi, se koncentracija H + zmanjša, tako da [OH -]> [H +]. Za osnovno raztopino je značilen pH> 7. Če povzamemo, v vodnih raztopinah pri 25 ° C:
| nevtralna rešitev | [H +] = [OH -] | pH = 7 |
| kisla raztopina | [H +]> [OH -] | pH <7 |
| osnovna rešitev | [OH -]> [H +] | pH> 7 |
