Vegyészeti-élelmiszeripari Középiskola CSÓKA A víz Vegyészeti-élelmiszeripari Középiskola CSÓKA Készítette: Varga István

A Föld természeti készleteit, beleértve a levegőt, a vizet, a szárazföldet, a flórát és a faunát, meg kell őrizni a jelen és jövő nemzedék javára, előrelátó tervezés és megfelelő kezelés, gondozás útján. Az ENSZ 1972. évi Stockholmi Környezetvédelmi Konferenciájának egyik határozata.

Földünk felszínének kb. 71%-át víz borítja. A Föld vízkészlete gyakorlatilag állandó, és becslések szerint 1,64·109 km3. Ennek mintegy 97,3%-a a sós-, vagy tengervíz 2,7%-a édesvíz. Az édesvíz készleteknek kb. 30%-át a talaj- és rétegvíz képezi.

A víz élettani jelentősége Testünk több mint 70%-át víz alkotja. A víz nem csupán fő alkotórésze a testet felépítő sejteknek, hanem számtalan biokémiai folyamat kiindulási és végterméke is. A szervezetben lejátszódó biokémiai folyamatokban résztvevő anyagok vizes oldatok formájában vannak jelen. Lehetővé teszi a vérkeringést és befolyásolja a vér összetételét. Segíti a testhőmérséklet szabályozását és az egészséges sav-bázis egyensúly megtartását.

A vízmolekula felépítése és a víz fizikai tulajdonságai Az oxigén és a hidrogén eltérő elektronegativitású, ENO=3,5 , ENH=2,1 , így az oxigén a kötő elektronpárokat jobban maga felé vonzza. Az így kialakuló töltésszétválás okozza a kötés és egyben a molekula polárosságát.

A H-atomok (δ+) és egy szomszédos vízmolekula nemkötő elektronpárja között (δ-) vonzóerő alakul ki. Ez a molekulák közötti kölcsönhatás egy másodrendű kötés kialakulásához vezet, amit hidrogénkötésnek nevezünk.

A víz fizikai állandói Móltömeg 18,015 g/mol Sűrűség: jég 0°C víz 4°C gőz 100°C 917 kg/m3 1000 kg/m3 0,5896 kg/m3 Törésmutató: jég 0°C víz 20°C 1,3091 1,33298 Dielektromos állandó 25°C 78,54 Dinamikai viszkozitás 25°C 893,7·10-6 Pa·s Felületi feszültség 20°C 72,8·10-3 N/m Fajlagos elektromos vezetőképesség 18°C 3,84·10-8 S/cm Olvadáspont 101325 Pa nyomáson 0,00°C Forráspont 101325 Pa nyomáson 100°C Molális fagyáspont csökkenés Molális forráspont emelkedés 1,86 K/mol 0,517 K/mol A hidrogénkötések miatt a víznek, más folyadékoktól eltérően, magas olvadás- és forrásponti hőmérséklete, nagy felületi feszültsége, nagy fajhője van.

A víz kiváló oldószer. Különösen jól oldja az egyszeresen töltött ionokból álló ionrácsokat, poláros kovalens kötésű vegyületeket és a nitrogén-, illetve oxigénatomot tartalmazó szerves anyagokat.

A víz keménysége A természetben előforduló víz több- kevesebb ásványi sót tartalmaz. A víz keménységét, a feloldott Ca- és Mg- sók összege adja. A keménység Nemzetközi (SI) mértékegysége: mg CaCO3/1 dm3 víz. Régebben a keménységet német (nk°), francia (fk°) és angol (ak°) keménységi fokokban adták meg.

Nálunk még mindig használatban van a német keménységi fok is. 1 nk° = 10 mg CaO-dal egyenértékű kalcium- és magnézium-só 1 dm3 vízben. 1 fk° = 10 mg CaCO3-tal egyenértékű kalcium- és magnézium-só 1 dm3 vízben. 1 ak° = 10 mg CaCO3-tal egyenértékű kalcium- és magnézium-só 0,7 dm3 vízben. Nálunk még mindig használatban van a német keménységi fok is.

Megnevezés nk° mg CaCO3/ 1 dm3 nagyon lágy 0 - 4 0 - 70 lágy 4 - 8 70 - 140 közepesen kemény 8 - 12 140 - 210 igen kemény 12 - 18 210 - 320 kemény 18 - 30 320 - 540 nagyon kemény 30 fölött 540-nél több

A víz kémiai tulajdonságai A kémiailag tiszta víz semleges kémhatású (pH=7), mert egyforma mennyiségben tartalmazza a savas kémhatásért felelős hidróniumionokat és a bázisos kémhatást előidéző hidroxidionokat. A számtalan vízmolekula között vannak olyanok, amelyek másik vízmolekulákkal kölcsönhatásba lépnek és átadják nekik egyik hidrogénjüket.

25°C-on az ionok koncentrációja 10-7 mol/dm3.

A víz reakcióképes anyag: az alkáli-, és alkáliföldfémekkel valamint a bázisanhidridekkel könnyen reakcióba lép miközben megfelelő bázis keletkezik. A savanhidridekkel reagálva megfelelő savakat alkot.

A nehézvíz A nehézvíz (D2O) a deutérium (nehéz hidrogénizotóp) oxidja. Színtelen és szagtalan folyadék. Egy tonna vízben kb. 0,15 kg D2O található. Ipari előállítása vízből történik elektrolízissel. 1 gramm D2O elválasztásához 100 kWh energiára van szükség. Kémiai viselkedésében a közönséges vízhez hasonló, azonban annál lassabban reagál.

A nehézvíz fizikai tulajdonságaiban csak nagyon kismértékben tér el a közönséges vízétől, mint ahogy azt az alábbi táblázat is mutatja. Tulajdonság D2O H2O Olvadáspont [°C] 3,82 0,0 Forráspont [°C] 101,72 100,0 Sűrűség 20 °C-on [g/cm3] 1,1056 0,9982 A legnagyobb sűrűség hőmérséklete [°C] +11,6 +4,0