Woda

Woda, H2O,związek tlenu z wodorem - jest najpowszechniej występującym Na naszej planecie związkiem chemicznym. Ilość wody na Ziemi szacuje się Na około 2,2 x 1018 ton. Jeżeli każdą tonę wody (1 m3) zmniejszy do Rozmiarów główki do szpilki i takimi główkami wybrukowali drogę z Ziemi na Księżyc, to jej szerokość wyniosłaby 10 kilometrów. Czyż w tej sytuacji wodzie nie należy przyznać pierwszeństwa wśród związków chemicznych ?


Masa wody w przyrodzie znajduje się w równowadze dynamicznej. Pod wpływem ciepła słonecznego powierzchnia mórz i oceanów nieustannie paruje. Woda zmienia stan skupienia i masy pary wodnej mieszają się z powietrzem. Przy dostatecznie dużej wilgotności powietrza i obecności tzw. jąder kondesacji następuje skraplanie pary wodnej do postaci drobniutkich kropelek, które grupują się w widoczne skupienia- chmury. W wyniku ochładzania na niewielkich wysokościach powietrza zawierającego parę wodną powstają mgły. Chmury, niesione wiatrem, przemieszczają się nad powierzchnią lądów, mórz i oceanów. W określonych warunkach drobniutkie kropelki łącza się ze sobą w większe krople i opadają jako deszcz, śnieg lub grad. Ziemia wchłania opady atmosferyczne i gromadzi je
w postaci wód gruntowych. W niektórych miejscach wody gruntowe wydostają się na powierzchnię i tak powstają źródła. Z nich biorą początek strumyki, te z kolei łączą się ze sobą w większe strumienie i rzeki, które wpadają do morza lub oceanu. W ten sposób zamyka się obieg wody w przyrodzie.
Woda jest cieczą bezbarwną, bezwonną, bez smaku, w grubych warstwach przyjmuje niebieskawe zabarwienia. Gęstość wody zmienia się wraz z temperaturą, jednak w pobliżu temperatury krzepnięcia zmiana ta przebiega inaczej niż u innych cieczy. Od 0o C aż do 4o C gęstość wody, zamiast maleć, wzrasta i zmniejsza się dopiero powyżej tej temperatury. Zatem w zimie temperatura wody w dolnych warstwach głębszych zbiorników nie spada poniżej 4o C, co ma ogromne znaczenie dla życia organizmów wodnych. Woda, krzepnąc, zwiększa swoją objętość. Ma to wpływ na kruszenie się skał i powstawanie gleby.
Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem różnych substancji. Z tego też powodu wszystkie występujące naturalnie wody to mniej lub bardziej stężone roztwory. Aby otrzymać czystą wodę, należy ją przedestylować. Wodę destylowaną stosujemy np. w przemyśle farmaceutycznym i do akumulatorów samochodowych.
Woda charakteryzuje się wysokimi wartościami pewnych stałych fizycznych. Przede wszystkim ma bardzo wysokie ciepło właściwe. Aby podnieść temperaturę 1 grama wody o 1 stopień, trzeba 1 kalorii. Bardzo wysokie jest też jej ciepło parowania. Do zamiany 1 g wrzącej wody w parę potrzeba około 540 kalorii. Jest to ponad dwa razy więcej, niż wynoszą te stałe dla alkoholu etylowego. Ze względu na dużą wartość ciepła. To tłumaczy wpływ mórz i oceanów, a także prądów morskich na klimat. Ciepło zgromadzone w lecie jest następnie oddawane zimą. Dlatego też wybrzeża oceanów mają znacznie łagodniejszy klimat niż rejony w głębi kontynentów. Położone na tej samej szerokości geograficznej.
Duże ciepło parowania wody ma ogromne znaczenie dla organizmu. Nasz stałocieplny organizm nie znosi większych wahań temperatury. W przegrzanym środowisku ciało człowieka się poci. Pot składa się w 99 procentach z zwody. Która. Parując, ochładza organizm, a więc pobiera z niego dużą ilość ciepła.
Duże ciepło właściwe i duże ciepło parowania sprawiają, że parowanie wód pod wpływem ciepła słonecznego, a także zamarzanie jezior i rzek oraz topnienie lodów i śniegów na wiosnę odbywa się stosunkowo powoli, ni powodując spustoszeń, jakie musiałyby następować, gdyby procesy te zachodziły szybciej.
Spośród wszystkich składników komórek woda występuje w największych ilościach. W większości organizmów zawartość wody waha się od 70 do 90 procent. Bardzo dużo wody mają meduzy (97-98 proc.), natomiast stosunkowo mało niektóre nasiona (10-15 proc.), kości (20 proc.) czy ściany komórkowe roślin (10 proc.). Występując tak obficie w biosferze, woda musi odgrywać niezwykle ważną rolę. Biologiczne znaczenie wody sprowadza się do pięciu najważniejszych funkcji:
Jest podstawą płynów ustrojowych;
Reguluje temperaturę, ciśnienie osmotyczne i pH;
Uczestniczy w przebiegu wielu procesów przemiany materii;
Stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego oraz środowisko niezbędne do usuwania końcowych produktów metabolizmu i metabolitów szkodliwych;
Utrzymuj odpowiednie wymiary i kształty komórek.
Zajmijmy się bliżej pojęciem ciśnienia osmotycznego. Jest zjawisko niezwykle istotne, odpowiedzialne za wiele ważnych fizjologicznych procesów i związane z wnikaniem wody do środowiska zawierającego bardziej stężone roztwory.
Umieszczenie komórki w roztworze o takim samym ciśnieniu osmotycznym, jakie panuje w komórce, powoduje, że ani woda nie wnika do wnętrza komórki, ani z niej nie uchodzi. Komórka nie pęcznieje, ale też nie kurczy. Taki roztwór nazywamy izotonicznym w stosunku do roztworu w komórce. Przykładem roztworu izotonicznego jest osocze krwi.
Roztwór otaczający komórkę, zawierający mniejszą ilość substancji rozpuszczonych niż komórka, to roztwór hipotoniczny - wnika do komórki, tzn. komórka umieszczona w nim pęcznieje. Roztwór o większym niż we wnętrzu komórki stężeniu substancji rozpuszczonych nazywa się hipertonicznym - komórka w nim umieszczona kurczy się.
Rolę ciśnienia osmotycznego w utrzymywaniu kształtu komórek dobrze obrazuje zjawisko turgoru. W miarę wnikania wody do rośliny ze środowiska hipotonicznego zawartość komórki jest coraz silniej przyciskana do sztywnej ściany komórkowej. Powstaje ciśnienie wewnętrzne, czyli turgor, które równoważy ciśnienie osmotyczne i zapobiega dalszemu wnikaniu wody do komórki. Niedobór wody powoduje zmniejszenie się turgoru i powstawanie zjawiska więdnięcia roślin.
Woda pełni w organizmie funkcję płynu umożliwiającego usuwanie końcowych produktów metabolizmu i substancji szkodliwych. Związki te są wydalane z moczem. Ponieważ ilość wydalanego moczu u dorosłego zdrowego człowieka wynosi na dobę od 600 do 2500 cm3, a do tego dochodzi wydalanie wody z oddechem i potem, woda musi być uzupełniana pokarmami i napojami.
Kiedy odkręcamy kran, pamiętajmy, że woda, którą traktujemy jako łagodną i obojętną ciecz o powszechnie znanych, oczywistych i niegodnych uwagi cechach, jest substancją reaktywną, obdarzoną nietypowymi dla innych cieczy właściwościami.