vesi

Fyysiset ominaisuudet

Vesillä on useita tärkeitä fysikaalisia ominaisuuksia. Vaikka nämä ominaisuudet ovat tuttuja veden läsnäolon takia, suurin osa veden fysikaalisista ominaisuuksista on melko epätyypillisiä. Koska sen aineosimolekyylien pieni moolimassa on, vedellä on epätavallisen suuret viskositeetin, pintajännityksen, höyrystymislämmön ja höyrystymisen entropian arvot, jotka kaikki voidaan katsoa johtuvan nestemäisessä vedessä olevista laajoista vedyn sidosvuorovaikutuksista. Jään avoin rakenne, joka mahdollistaa maksimaalisen vedyn sitoutumisen, selittää miksi kiinteä vesi on vähemmän tiheää kuin nestemäinen vesi - erittäin epätavallinen tilanne tavallisten aineiden keskuudessa.

Valitut veden fysikaaliset ominaisuudet
moolimassa	18,0151 grammaa moolia kohti
sulamispiste	0,00 ° C
kiehumispiste	100,00 ° C
suurin tiheys (3,98 ° C: ssa)	1,0000 grammaa kuutiometriä kohti
tiheys (25 ° C)	0,99701 grammaa kuutiometriä kohti
höyrynpaine (25 ° C)	23,75 torria
sulamislämpö (0 ° C)	6,010 kilojoulea moolia kohti
höyrystymislämpö (100 ° C)	40,65 kilojoulea moolia kohti
muodostumislämpö (25 ° C)	–285,85 kilojoulea moolia kohti
höyrystymisen entropia (25 ° C)	118,8 joulea / ° C moolia
viskositeetti	0,8903 centipoise
pintajännitys (25 ° C)	71,97 dyneä senttimetriä kohti

Kemialliset ominaisuudet

Happo-emäsreaktiot

Vedessä tapahtuu erityyppisiä kemiallisia reaktioita. Yksi veden tärkeimmistä kemiallisista ominaisuuksista on sen kyky käyttäytyä sekä hapon (protonin luovuttajana) että emäksen (protonin vastaanottajana) muodossa, joka on amfoteeristen aineiden ominaisominaisuus. Tämä käyttäytyminen näkyy selkeimmin veden autoionisoinnissa: H ₂ O (l) + H ₂ O (l) ⇌ H ₃ O ⁺ (aq) + OH ^- (aq), missä (l) edustaa nestemäistä tilaa, (aq) osoittaa, että lajit ovat liuenneet veteen, ja kaksoisnuolia osoittavat, että reaktio voi tapahtua kumpaankin suuntaan ja tasapaino-olosuhteet ovat olemassa. 25 ° C (77 ° F) pitoisuus, hydratoitua H ⁺ (eli H ₃ O ⁺, tunnetaan hydroniumioniin) vedessä on 1,0 x 10 ^-7 M, jossa M edustaa moolia per litra. Koska kutakin H ₃ O ⁺ -ionia kohti tuotetaan yksi OH ^- ioni, OH ^- konsentraatio 25 ° C: ssa on myös 1,0 x 10 - ⁷ M. Vedessä 25 ° C: ssa H ₃ O ⁺ -pitoisuus ja OH ^- pitoisuus täytyy aina olla 1,0 × 10 ^–14: [H ⁺] [OH ^-] = 1,0 × 10 ^–14, missä [H ⁺] edustaa hydratoituneiden H ⁺ -ionien pitoisuutta moolina litrassa ja [OH ^-] edustaa OH ^- ionit moolina litrassa.

Kun happo (aine, joka voi tuottaa H ⁺ -ioneja) liuotetaan veteen, sekä happo että vesi lisäävät H ⁺ -ioneja liuokseen. Tämä johtaa tilanteeseen, jossa H ⁺ -pitoisuus on suurempi kuin 1,0 × 10 ⁻⁷ M. Koska on aina oltava totta, että [H ⁺] [OH ^-] = 1,0 × 10 ⁻¹⁴ lämpötilassa 25 ° C, [OH ^-] on laskettava arvoon, joka on alle 1,0 × 10 ⁻⁷. Mekanismi pitoisuuden alentamiseen OH ^- käsittää reaktion, H ⁺ + OH ^- → H ₂ O, joka tapahtuu tarvittavassa määrin palauttaa tuotteen [H ⁺] ja [OH ^-] ja 1,0 x 10 ^-14 M. näin ollen, kun happoa lisätään vettä, saatu liuos sisältää enemmän H ⁺ kuin OH ^-; eli [H ⁺]> [OH ^-]. Tällaisen liuoksen (jossa [H ⁺]> [OH ^-]) sanotaan olevan hapan.

Yleisin menetelmä liuoksen happamuuden määrittämiseksi on sen pH, joka määritetään vetyionipitoisuuksina: pH = −log [H ⁺], jossa symboliloki tarkoittaa emäs-10-logaritmia. Puhtaassa vedessä, jossa [H ⁺] = 1,0 x 10 - ⁷ M, pH = 7,0. Happamalla liuoksella pH on alle 7. Kun emäs (protonin vastaanottajana toimiva aine) liuotetaan veteen, H ⁺ -pitoisuus vähenee siten, että [OH ^-]> [H ⁺]. Emäksiselle liuokselle on tunnusomaista, että sen pH on> 7. Yhteenvetona vesiliuoksissa 25 ° C: ssa: