Alle theorieën over de oorsprong van het leven op aarde zijn op de een of andere manier verbonden met water. Ze is altijd bij ons, bovendien, in ons. Het meest gewone, eenvoudige water, opgenomen in de weefsels van het lichaam, maakt elke nieuwe ademhaling en hartslag mogelijk. Het neemt deel aan al deze processen vanwege zijn unieke eigenschappen.
Wat is water: definitie
Vanuit wetenschappelijk oogpunt is de belangrijkste vloeistof van de planeet waterstofoxide - een binaire anorganische verbinding. De molecuulformule van water is waarschijnlijk bij iedereen bekend. Elk structureel element ervan bestaat uit één zuurstofatoom en twee waterstofatomen verbonden door een polaire covalente binding. Onder normale omstandigheden is het in vloeibare toestand, heeft het geen smaak en geur. In kleine hoeveelheden is gewoon water zonder onzuiverheden kleurloos.
Biologische rol
Water is het belangrijkste oplosmiddel. Het is de aard van de structuur van het molecuul die een dergelijke definitie mogelijk maakt. De eigenschappen van water zijn gerelateerd aan de polarisatie: elk molecuul heeft twee polen. Negatief wordt geassocieerd met zuurstof, enpositief - met waterstofatomen. Het watermolecuul is in staat om zogenaamde waterstofbruggen te vormen met deeltjes van andere stoffen, en trekt tegengesteld geladen atomen aan naar zijn "+" en "-". In dit geval moet de stof die een oplossing wordt ook gepolariseerd zijn. Eén molecuul ervan is omgeven door verschillende deeltjes water. Na transformatie wordt de stof reactiever. Water wordt door alle cellen van levende organismen als oplosmiddel gebruikt. Dit is een van die eigenschappen die zijn biologische rol bepalen.
Drie Staten
Water is bij ons bekend in drie vormen: vloeibaar, vast en gasvormig. De eerste van deze aggregatietoestanden is, zoals reeds vermeld, kenmerkend voor water onder normale omstandigheden. Bij normale atmosferische druk en temperaturen onder 0 wordt het ijs. Als de verwarming van de stof 100 ºС bereikt, wordt er damp gevormd uit de vloeistof.
Opgemerkt moet worden dat stoffen met een vergelijkbare structuur onder normale omstandigheden zich in een gasvormige toestand bevinden en een laag kookpunt hebben. De reden voor de relatieve stabiliteit van water ligt in de waterstofbruggen tussen moleculen. Om in een staat van stoom te komen, moet je ze breken. Waterstofbruggen zijn zo sterk dat het veel energie kost om ze te verbreken. Vandaar het hoge kookpunt.
Oppervlaktespanning
Door waterstofbruggen heeft water een hoge oppervlaktespanning. In dit opzicht komt het op de tweede plaats na kwik. Oppervlaktespanning treedt op op de grens van twee verschillende media en vereist de uitgave van een bepaald bedragenergie. Deze eigenschap resulteert in interessante effecten. In gewichtloosheid neemt de druppel een bolvorm aan, omdat de vloeistof de neiging heeft om zijn eigen oppervlak te krimpen om energie te besparen. Evenzo gedraagt water zich soms op niet-bevochtigbare materialen. Een voorbeeld is een dauwdruppel op bladeren. Door de kracht van oppervlaktespanning kunnen schaatsenrijders en andere insecten langs het oppervlak van de vijver glijden.
Isolator of geleider?
In levensveiligheidslessen wordt kinderen vaak geleerd dat water een goede geleider van elektriciteit is. Dit is echter niet helemaal waar. Vanwege de eigenaardigheden van zijn structuur is zuiver water zwak gedissocieerd en geleidt het geen stroom. Dat wil zeggen, het is in feite een isolator. Onder normale omstandigheden is het echter praktisch onmogelijk om aan dergelijk zuiver water te komen, omdat het veel stoffen oplost. En dankzij talrijke onzuiverheden wordt de vloeistof een geleider. Bovendien kan het vermogen om elektriciteit te geleiden bepalen hoe zuiver het water is.
Breking en absorptie
Een andere eigenschap van water, die iedereen op school kent, is het vermogen om lichtstralen te breken. Na door de vloeistof te zijn gegaan, verandert het licht enigszins van richting. Dit effect wordt geassocieerd met de vorming van een regenboog. Ook liggen de breking van licht en onze waarneming ervan ten grondslag aan fouten bij het bepalen van de diepte van waterlichamen: het lijkt altijd kleiner dan het in werkelijkheid is.
Het licht van het zichtbare deel van het spectrum wordt echter gebroken. En bijvoorbeeld infraroodstralen van waterworden geabsorbeerd. Daarom treedt het broeikaseffect op. Om de verborgen mogelijkheden van water in deze zin te begrijpen, kan men verwijzen naar de kenmerken van de atmosfeer op Venus. Volgens één versie leidde de verdamping van water tot het broeikaseffect op deze planeet.
Aquarel
Iedereen die de zee of een ander zoet water heeft gezien en het heeft vergeleken met vloeistof in een glas, heeft een zekere discrepantie opgemerkt. De kleur van water in een natuurlijk of kunstmatig reservoir komt nooit overeen met wat in de beker wordt waargenomen. In het eerste geval is het blauw, blauw, zelfs groenachtig geel, in het tweede geval is het gewoon afwezig. Welke kleur heeft het water eigenlijk?
Het blijkt dat een zuivere vloeistof niet kleurloos is. Het heeft een lichte blauwachtige tint. De kleur van het water is zo bleek dat het in kleine volumes volledig transparant lijkt. In natuurlijke omstandigheden verschijnt het echter in al zijn glorie. Bovendien veranderen talrijke onzuiverheden, zoals in het geval van het geleiden van elektriciteit, de eigenschappen van water. Iedereen heeft wel eens een groene vijver of bruinige plassen gezien.
De kleur van water en leven
De kleur van het reservoir hangt vaak af van de micro-organismen die zich er actief in vermenigvuldigen, de onzuiverheden van gesteenten. De groenachtige kleur van het water duidt vaak op de aanwezigheid van kleine algen. In de zee zijn gebieden die in deze schaduw zijn geschilderd in de regel rijk aan levende wezens. Daarom letten vissers altijd op welke kleur het water heeft. Helderblauw water is arm aan plankton, en dus ook degenen die zich ermee voeden.
Soms geven micro-organismen de meest bizarre tinten. Er zijn meren met chocoladekleurig water bekend. De activiteit van eencelligealgen en bacteriën kleuren het water turkoois op het eiland Flores in Indonesië.
In Zwitserland, bij de Sanetschpas, is een meer met helderroze water. Een iets lichtere tint heeft een watermassa in Senegal.
Kleurrijk wonder
Een geweldig gezicht verschijnt voor toeristen in Amerika, in het Yellowstone National Park. Morning Glory Lake bevindt zich hier. Zijn wateren hebben de zuiverste blauwe kleur. De reden voor deze schaduw zijn allemaal dezelfde bacteriën. Yellowstone staat bekend om zijn talrijke geisers en warmwaterbronnen. Aan de onderkant van Morning Glory Lake is een smalle vulkanische opening. De warmte die daaruit opstijgt, houdt de temperatuur van het water in stand, evenals de ontwikkeling van bacteriën. Ooit was het hele meer kristalblauw. Na verloop van tijd raakte de monding van de vulkaan echter verstopt, wat werd vergemakkelijkt door toeristen met hun liefde om munten en ander afval te gooien. Als gevolg hiervan daalde de oppervlaktetemperatuur en begonnen andere soorten bacteriën zich hier te vermenigvuldigen. Tegenwoordig verandert de kleur van het water met de diepte. Op de bodem is het meer nog diepblauw.
Enkele miljarden jaren geleden droeg water bij aan het ontstaan van leven op aarde. Sindsdien is het belang ervan niet verminderd. Water is nodig voor een aantal chemische reacties die op celniveau plaatsvinden; het maakt deel uit van alle weefsels en organen. De oceanen bedekken ongeveer 71% van het aardoppervlak en spelen een grote rol bij het handhaven van de stabiliteit van zo'n gigantisch systeem als de aarde. De fysische en chemische eigenschappen van water maken het mogelijk om het de belangrijkste substantie voor alle levende wezens te noemen. Reservoirs, die het leefgebied zijn van meercellige micro-organismen, worden bovendien een bron van schoonheid en inspiratie, en demonstreren de enorme creatieve vermogens van de natuur.
