Fyzikálne vlastnosti
Voda má niekoľko dôležitých fyzikálnych vlastností. Aj keď sú tieto vlastnosti známe kvôli všadeprítomnosti vody, väčšina fyzikálnych vlastností vody je dosť atypická. Vzhľadom na nízku molovú hmotnosť jej podstatných molekúl má voda nezvyčajne vysoké hodnoty viskozity, povrchového napätia, výparného tepla a entropie vyparovania, ktoré sa dajú pripísať rozsiahlym vodíkovým väzbám prítomným v kvapalnej vode. Otvorená štruktúra ľadu, ktorá umožňuje maximálne vodíkové väzby, vysvetľuje, prečo je pevná voda menej hustá ako tekutá voda - čo je medzi bežnými látkami veľmi nezvyčajná situácia.
| Vybrané fyzikálne vlastnosti vody | |
|---|---|
| molárna hmota | 18,0151 gramov na mol |
| bod topenia | 0,00 ° C |
| bod varu | 100,00 ° C |
| maximálna hustota (pri 3,98 ° C) | 1,0000 gramov na centimeter kubický |
| hustota (25 ° C) | 0,99701 gramov na kubický centimeter |
| tlak pary (25 ° C) | 23,75 torr |
| teplo fúzie (0 ° C) | 6,010 kilojoulov na mól |
| odparovacie teplo (100 ° C) | 40,65 kilojoulov na mól |
| formovacie teplo (25 ° C) | - 285,85 kilojoulov na mól |
| entropia vyparovania (25 ° C) | 118,8 joulov na mol |
| viskozita | 0,8903 centipoise |
| povrchové napätie (25 ° C) | 71,97 dynov na centimeter |
Chemické vlastnosti
Reakcie na báze kyselín
Voda prechádza rôznymi typmi chemických reakcií. Jednou z najdôležitejších chemických vlastností vody je jej schopnosť správať sa ako kyselina (donor protónov) aj ako báza (akceptor protónov), charakteristická vlastnosť amfotérnych látok. Toto správanie je najjasnejšie vidieť na autoionization vody: H 2 O (l) + H 2 O (l) ⇌ H 3 O + (aq) + OH - (aq), kde (L) predstavuje kvapalného skupenstva, aq) znamená, že druh je rozpustený vo vode a dvojité šípky naznačujú, že reakcia sa môže vyskytnúť v oboch smeroch a existujú rovnovážné podmienky. Pri 25 ° C (77 ° F) koncentrácia hydratovaného H + (tj, H 3 O +, známy ako hydroniových iónov) vo vode je 1,0 x 10 -7 M, kde M predstavuje mol na liter. Vzhľadom k tomu, jeden OH - ion je pre každú oblasť H 3 O + iónov, je koncentrácia OH - pri 25 ° C je tiež 1,0 x 10 -7 M. vo vode pri teplote 25 ° C, H 3 O + koncentrácie a OH - koncentrácia musí byť vždy 1,0 x 10 −14: [H +] [OH -] = 1,0 × 10 −14, kde [H +] predstavuje koncentráciu hydratovaných iónov H + v móloch na liter a [OH -] predstavuje koncentráciu OH - ióny v móloch na liter.
Ak je kyselina (látka, ktorá môže vytvárať ióny H +) rozpustená vo vode, tak kyselina, ako aj voda, prispievajú do roztoku ióny H +. To vedie k situácii, keď je koncentrácia H + vyššia ako 1,0 x 10-7 M. Pretože musí byť vždy pravda, že [H +] [OH -] = 1,0 × 10 −14 pri 25 ° C, [OH -] musí byť znížená na určitú hodnotu pod 1,0 × 10 −7. Mechanizmus pre zníženie koncentrácie OH - zahŕňa reakčnú H + + OH - → H 2 O, ktorý sa vyskytuje v rozsahu potrebnom k obnoveniu produkt [H +] a [OH -] na 1,0 x 10 -14 M. tak, keď sa kyselina pridá do vody, vzniknutý roztok obsahuje viac H + ako OH -; to znamená, [H +]> [OH -]. Takýto roztok (v ktorom [H +]> [OH -]) sa považuje za kyslý.
Najbežnejšou metódou na určenie kyslosti roztoku je jeho pH, ktoré je definované z hľadiska koncentrácie vodíkových iónov: pH = −log [H +], kde logaritmický symbol predstavuje logaritmus bázy 10. V čistej vode, v ktorej [H +] = 1,0 x 10-7 M, pH = 7,0. V prípade kyslého roztoku je pH nižšie ako 7. Keď sa báza (látka, ktorá sa správa ako akceptor protónov) rozpustí vo vode, koncentrácia H + sa zníži tak, že [OH -]> [H +]. Zásaditý roztok sa vyznačuje tým, že má pH> 7. Súhrnne možno povedať, že vo vodných roztokoch pri 25 ° C:
| neutrálne riešenie | [H +] = [OH -] | pH = 7 |
| kyslý roztok | [H +]> [OH -] | pH <7 |
| základné riešenie | [OH -]> [H +] | pH> 7 |
