Vanduo

Vanduo – labiausiai paplitęs Žemėje junginys. Žemės vandeninis apvalkalas – hidrosfera – sudaro 71 % Žemės paviršiaus. 96,5% Žemės vandens telkiasi jūrose ir vandenynuose. Mažesni kiekiai vandens sutinkami gruntinio vandens (1,7%), Antarktidos ledynų ir ledo kepurių (1,7%), taip pat garų, debesų ir kritulių pavidalu (0,001%). Žemėje nuolatos vyksta vandens apytakos ciklo procesai — garavimas, transpiracija, kondensacija, krituliai ir paviršinio vandens nutekėjimas, dažniausiai į jūrą. Žinoma, kad, sulydant 1 km³ granito, galima gauti 26 mln. t vandens. Vanduo atliko ir atlieka lemiamą vaidmenį Žemės geologijos istorijoje, klimato ir orų formavime, medžiagų apykaitoje, gyvybės fiziologinėje ir biologinėje sferoje. 

Vanduo vaidina svarbų vaidmenį pasaulio ekonomikoje. Apie 70% gėlo vandens žmonių suvartojama žemdirbystei. 6,5% baltymų žmonių mityboje gaunama žvejojant vandenynuose, jūrose, upėse ir ežeruose. Dauguma dideliais atstumais transportuojamų produktų (pvz., nafta, gamtinės dujos) transportuojami vandens transportu per jūras, upes, ežerus bei kanalus. Dideli kiekiai vandens, ledo ir vandens garų naudojami vėsinimui ir šildymui pramonėje ir namų ūkiuose.

Fizinės savybės 
Vanduo – bespalvis (storame sluoksnyje – žydras) ir bekvapis skystis. Vanduo (divandenilio oksidas) turi 88,6 % deguonies ir 11,4 % vandenilio (pagal masę); tai atitinka H2O. Iš visų skysčių jo šiluminė talpa didžiausia. Vandens tankis, skirtingai nuo kitų skysčių, šaldant didėja netolygiai, o +4 °C temperatūroje būna didžiausias ir, toliau šaldant, staiga sumažėja iki 0,917 g/cm³ (ledo tankis). Neįprastai aukšta ir savitoji lydymosi šiluma. Ji net 13,5 karto viršija švino savitąją lydymosi šilumą.

Nepaprastas vandens savybes galima paaiškinti jo molekulės struktūros ypatumais. Vandens molekulė nėra linijinė – kampas tarp jungčių H – O – H lygus 104° 45′. Nors O – H jungtys yra kovalentinės, vandens molekulė yra polinė: vandenilio atomas turi tam tikrą teigiamą krūvį, o deguonis – neigiamą. Dėl to vienos H2O molekulės deguonies atomas gali pritraukti kitos molekulės vandenilio atomą: taip atsiranda vandenilinė jungtis ir padidėja bendra jungties energija. Todėl vandens molekulės yra asocijuotos. Ledo kristaluose vandenilinės jungtys dar tvirtesnės. Dėl didelio H2O molekulių poliškumo vanduo yra labai geras kitų polinių junginių tirpiklis.

Cheminės savybės 
Vanduo yra ženkliai polinis tirpalas, kuris dažnai tirpdina chemines druskas.

Vandens molekulės dažnai susikristalizuoja su kitais junginiais.

Disociacija (jonizacija) 
Vandens molekulė tuo pat metu elgiasi kaip rūgštis ir bazė:
 

 Disociacijos konstanta,

pH 
Jeigu H3O+ = OH-, tada pH = pOH = pKw / 2 ir tada pH = 14/2 = 7.0 @ 25 °C

Suformavimo reakcija iš cheminių elementų 
Vandenilis (H2) dega su deguonimi (O2) suformuodamas vandenį:
 
Ši reakcija yra egzoterminė.

Reakcija su metalais 

 Šarminiai metalai gan audringai reaguoja su vandeniu. Litis silpniausiai iš jų. Natris kiek audringiau. Kalis reaguodamas su vandeniu net užsidega. Cezio įdėjimas į vandenį gali baigtis sprogimu.
 
 Šarminių žemių metalai reaguoja su vandeniu sunkiau.
 
 Dar mažiau aktyvūs metalai gali reaguoti tik su karštais vandens garais.
 Tokie chemiškai neaktyvūs metalai kaip auksas su vandeniu praktiškai nereaguoja.

Reakcija su metalų oksidais 
Reaguoja su metalų kurie turi tirpius hidroksidinius amfoterinius junginius.
 Žinomiausia iš tokių reakcijų negesintų kalkių „gesinimas“:

Reakcijos su nemetalais 
 Chloras reaguoja su vandeniu:

Reakcija su nemetalų oksidais 
Reaguoja su nemetalų oksidais kurie yra rūgščių anhidridai.
 Žinomiausia iš tokių reakcijų tai sieros rūgšties gavimas:

Kitos reakcijos 
Vanduo dalyvauja ir daugybėje kitų reakcijų.
 esterių hidrolizė verdant juos NaOH vandeniniame tirpale:

Šaltiniai

Taip pat skaitykite 
 Vanduo (mitologija)
 Hidrosfera
 Hidrologinis ciklas
 Vandens atmintis

Nuorodos 
 63 anomalios vandens savybės
 Vanduo: mokomoji medžiaga