Vandets kemiske sammensætning

Hvis det var muligt atter og atter at dele en lille portion vand, kunne der dannes så små dråber, at de ikke kunne ses i mokroskopet. Men ligegyldigt hvor små disse dråber blev, ville de dog stadigvæk være bygget af ganske små ens smådele, molekyler.

Et vandmolekyle er den mindste enhed, som vand kan opdeles i uden at miste sine egenskaber.

Alle molekyler består af atomer. Der er godt 100 forskellige atomer, som kan bindes til hinanden på mange forskellige måder.

Grundstofmolekyler består kun af én slags atomer, mens de kemiske forbindelsers molekyler indeholder flere slags atomer.

Et Hydrogen-molekyle består af to Hydrogen-atomer
Et Oxygen-molekyle består af to Oxygen-atomer
Et vand-molekyle består af to Hydrogen-atomer og et Oxygen-atom

Vand er ikke et grundstof, men en kemisk forbindelse.
Den kemiske formel for vand er H2O
(H=Hydrogen, O=Oxygen)

Vand dækker ca. 70% af jordens totale overflade. Vandet gør jorden til en blå planet, som den ses fra rummet. Næsten alle planter, dyr og mennesker behøver rent vand for at kunne leve et sundt liv.

De tre tilstandsformer

Alt stof er fast, flydende eller gasformigt. Man taler om de tre tilstandsformer. Det samme stof kan eksistere i alle tre tilstande. Når is opvarmes til 0°C (smeltepunktet), omdannes det til den flydende fase, og når vand opvarmes til 100°C ved 1 atm., omdannes det videre til den gasformige fase (kogepunktet).

En tilfrosset sø, som bliver opvarmet i vintersolen, kan vise alle tre tilstandsformer på én gang. Fast is på søens overflade, flydende vand nedenunder, og vanddamp, som stiger op fra isen.

Fortætning og størkning

Fordampning

Når vand står i en åben beholder, vil det efterhånden helt forsvinde op i den blå luft. Vi siger, det er fordampet. Denne fordampning kan forklares på følgende måde.
Da alle molekyler i væsken ikke har samme hastighed, vil nogle af de hurtigste ved væskens overflade overvinde tiltrækningskræfterne fra molekylerne i nærheden og gå over i gasfasen. De vil "hoppe op" i luften.

Da det er de hurtigste molekyler, der forsvinder, vil middelhastigheden for væskens molekyler falde og dermed temperaturen i væsken.
I Afrika nedkøler man da også drikkevand ved at sætte en porøs krukke med vand ud i den brændende sol. En del af vandet fordamper så langsomt gennem krukkens porer, men resten af vandet afkøles.

Fordampning og fortætning i naturen

I naturen har fordampning og fortætning en stor betydning for de processer, der skaber regnvejr.

Når skolen skinner på en vandoverflade, sker der en fordampning. Da vanddamp er lettere end tør atmosfærisk luft, vil den stige til vejrs. Efterhånden som vanddampen stiger opad, afkøles den, og vil i en højde af ca. 2 km fortættes til det, vi kalder skyer.

Skyerne er altså i virkeligheden en masse små vanddråber med en diameter fra 0,002 mm til 0,1 mm. Når de efter yderligere fortætning får en diameter på ca. 2 mm vil de falde tilbage til jordoverfladen som regn - og et af naturens kredsløb er sluttet.

Is er lettere end vand

For de fleste stoffer gælder, at faste er tungere end flydende. Men de specielle egenskaber ved vand gør det lettere som fast stof - is flyder på vand! Stærke brint-bindinger, som formes ved frysepunktet 0°C, låser vandmolekylerne lidt væk fra hinanden. Når is smelter, kollapser strukturen og molekylerne bevæger sig nærmere hinanden. Flydende vand ved 4°C er omkring 9% tungere end is. Denne egenskab spiller en vigtig rolle i økosystemer som søer og oceaner. Flydende is isolerer ofte og beskytter derved de dyr og planter, som lever i vandet under isen.

Der kræves en masse energi for at kunne hæve vandtemperaturen fra frysepunktet til kogepunktet. Faktisk fem gange mere end for sand. Derfor er sandet ofte brændende varmt at gå på en varm sommerdag, mens havvandet kun er lidt opvarmet.

Energi frigøres når vand fryser. Nætter når isen fryser, føles derfor ofte varmere end nætter, hvor isen smelter.

Overfladespænding

Vandmolekyler på overfladen holdes så tæt sammen, at der dannes en usynlig film. Vandets overfladespænding kan bære en vægt, som normalt ville synke. Du kan forsigtigt lægge nogle clips på et stykke alufolie på toppen af vandet i et glas.

Overfladespændingen tillader mange insekter, som edderkopper og skøjteløbere, at kunne gå på vandet over søer og åer. Sammen med kviksølv har vand den højeste overfladespænding af alle almindeligt forekommende væsker.

Opløsningsmiddel

Forskere kalder ofte vand for et "universal-opløsningsmiddel", fordi vand kan opløse flere stoffer end andre væsker.

Vandenergi

Allerede for 3000 år siden forstod man i Østen og Ægypten at udnytte den energi, der kunne være i strømmende eller dæmninger. Ved hjælp af vandmøller kunne vandets energi overføres til pumper, kværne og save.

Ved opfindelsen af vandturbinen, der trækker store generatorer, blev denne måde at skaffe energi sig på forbedret betydeligt. En af verdens største kunstige søer blev skabt i 1970 i Ægypten, da man byggede Asswandæmningen over Nilen. Dæmningen er 3,6 km lang og 11 m høj. Der blev bygget et el-værk med 12 turbiner, og Ægyptens dyrkede areal blev forøget med 20%, fordi det blev muligt at lede vand ud i ørkenområderne.

I Danmark er der også bygget vandkraftværker. Tangeværket ved Gudenåen og Karlsgårdeværket ved Varde Å er de største.

[ Viden om vand | Undersøgelse af vand ]

[ kystarkiv.dk ]