Voda

pitná voda

Voda (chemický vzorec H₂O, novší systémový názov oxidán) je chemická zlúčenina vodíka a kyslíka. Je základnou podmienkou pre existenciu života na Zemi. Za normálnej teploty a tlaku je to bezfarebná, číra kvapalina bez zápachu a chuti. V prírode sa vyskytuje v troch skupenstvách: v pevnom (sneh, ľad), v kvapalnom (voda) a v plynnom (vodná para).

Je najrozšírenejšou látkou na Zemi. Je podstatnou zložkou biosféry a má popri pôde prvoradý význam pre zabezpečenie výživy ľudstva.

• Je základnou zložkou biomasy, hlavným prostriedkom pre transport živín, pre ich prijímanie a vylučovanie.
• Pre rastliny je významné nielen jej celkové množstvo za rok, ale tiež výskyt a rozdelenie vo vegetačnom období vzhľadom na ich rastové fázy.
• Pre mnohé živočíchy je voda priamo životným prostredím.

Štruktúra vody

molekula vody

• Voda predstavuje chemickú zlúčeninu dvoch atómov vodíka (H) a jedného atómu kyslíka (0). Atómy v molekule vody sú viazané jednoduchou polárnou kovalentnou väzbou. Intermolekulové vodíkové mostíky sú príčinou napr. vysokej teploty varu vody 100 °C.
• Voda sa v prírode vyskytuje v plynnom, kvapalnom a v tuhom skupenstve.
• Pre svoj dipólový charakter je voda dobrým rozpúšťadlom iónových zlúčenín.

Druhy vody

Podľa obsahu rozpustených minerálnych látok

• Destilovaná - je zbavená minerálnych látok
• Mäkká - obsahuje málo minerálnych látok
• Tvrdá - z podzemných prameňov, obsahuje viac minerálnych látok
  • Minerálna - obsahuje mnoho minerálnych látok

Podľa účelu použitia

• Úžitková - v priemyselných závodoch (zníži sa tvrdosť vody a tá sa zbaví Ca²⁺ a Mg²⁺), v potravinárstve sa vyžaduje dezinfikovaná voda (chlórovanie, ozonizácia, ožarovanie ultrafialovým žiarením),
• Napájacia - voda pre parné kotle, zbavená minerálnych solí, aby nevznikol kotlový kameň, ktorý zanáša potrubie,
• Pitná - je vhodná na každodenné použitie, je zbavená nečistôt, obsahuje vyvážené množstvo minerálnych látok tak, aby neškodili zdraviu.

Vlastnosti

Fyzikálne

• Povrchové napätie - je príčinou kapilárnych javov, ako je vzlínavosť vody v kapilárach pôdy a hornín, zmáčacia schopnosť, tvorba peny, atď.
• Hustota – sa zväčšuje od 0 °C po teplotu 3,98 °C, potom sa pri vyššej teplote zmenšuje
• Viskozita – spolu s hustotou podstatne ovplyvňuje hydraulické správanie sa vody. Od jej hodnoty závisí napr. rýchlosť filtrácie vody pieskom, rýchlosť sedimentácie. Zmenšuje sa so zvyšovaním teploty.
• Elektrická vodivosť – závisí od koncentrácie iónov, od ich pohyblivosti a teploty. Obsah rozpustených solí a plynov zvyšuje vodivosť vody.
• Tepelná kapacita – veľké vodné plochy ako jazerá, moria, oceány sa podieľajú na regulácii teploty na našej zemi.
• Ďalšie vlastnosti
  • Absorpcia svetla
  • Rádioaktivita vody
  • Zmeny skupenstiev vody

Chemické

Sú podmienené obsahom rozpustených látok vo vode.

Senzorické

Môžeme ich zistiť našimi zmyslovými orgánmi. Teplota, farba, zákal, priehľadnosť, pach a chuť.

Voda v prírode

Kolobeh vody v prírode

Zem prijíma žiarenie zo Slnka, zemský povrch sa zahrieva, voda sa premieňa na paru, ktorá vystupuje do atmosféry. V chladnejšom prostredí atmosféry sa vodné pary kondenzujú, tvoria oblaky, v kvapalnej alebo tuhej forme padajú na zemský povrch a začnú ihneď stekať po ňom alebo do neho vnikať. Časť spadnutých zrážok sa vyparí a pokračuje naďalej v obehu.

Získanie pitnej vody z morskej

model premeny morskej vody na pitnú

Najjednoduchším odsoľovacím zariadením je destilačný prístroj, v ktorom sa vodné pary odvedú z varnej nádoby a skondenzujú v zbernej nádobe. Jednoduchý solárny destilačný mechanizmus možno zostrojiť v podobe sklenenej kupoly nad nádržou so slanou vodou. Voda sa vplyvom tepla slnečných lúčov zahrieva, odparuje, kondenzuje na skle kuply, steká po ňom dole a zhromažďuje sa v zberných kanálikoch na okraji kupoly. Pri ploche 0,91m² sa takto dá vyrobiť 4-5 litrov pitnej vody za deň.

Pri väčšom množstve vody sa zahrieva voda nad bod varu v tlakovej nádobe - neprechádza varom. Potom sa vypúšťa do oddelenej komory s nižším tlakom, kde sa jej časť vďaka rozdielu tlakov odparí a skonedenzuje na rúrkach, ktrorými sa do varnej nádoby privádza studená morská voda. Teplá slaná voda, ktorá sa neodparila v prvej komore , postupuje do druhej s ešte nižším tlakom. Tam sa časť z nej opät odparí a skondenzuje.

Moderné destilačné systémy, vybudované na princípe reverznej osmózy, sú efektívnejšie. Používajú plastové membrány s drobnými dierkami, ktoré prepustia molekuly vody, ale zadržia väčšie molekuly soli. Výroba zariadení na premenu morskej vody na pitnú je veľmi nákladná.

Znečistenie vody

Voda sa znehodnocuje chemickými látkami, ropnými produktmi, ťažkými kovmi, rádioaktívnym odpadom, splaškovými vodami. Medzi najväčšie zdroje znečisťovania patrí výroba celulózy a papiera, spracovanie ropy – ropné uhľovodíky spôsobujú pachové a chuťové závady vôd.

Využitie človekom

Človek pre svoju dennú potrebu využíva pitnú vodu. Na pitnú vodu sa musí upravovať povrchová voda (vo vodárňach). Najskôr sa nechajú usadiť tuhé látky, potom sa do vody pridávajú chemické látky. Tieto s nečistotami tvoria zrazeninu, vznikajú vločky, ktoré sa usadzujú na dno. Takto upravená voda sa prefiltruje cez pieskový filter. Filter zachytí neusadené vločky a iné nečistoty. Nezachytí však napr. oleje, farby.

Spotreba vody

Vypité množstvo pitnej vody človekom: cca 3 l / deň Spotreba vody na osobu / deň:

• sprchovanie a kúpanie 40 l
• pranie 40 l
• WC 40 l
• osobná hygiena (bez kúpania) 15 l
• upratovanie 10 l
• umývanie riadu 7 l
• pitie a varenie 6 l
• podiel na verejnej spotrebe, napr.kúpanie 150 l

Funkcia vody

• biologická – výživa ľudstva, podnebný a pôdny činiteľ
• zdravotná – osobná a verejná hygiena človeka, čistenie, odstraňovanie odpadkov, vykurovanie, klimatizácia, atď.
• kultúrna a estetická – skrášlenie krajiny

Voda v Slnečnej sústave

Radarová snímka severného pólu Merkúra. Biele oblasti by mohli obsahovať vodný ľad

Merkúr- Napriek extrémne vysokej teplote (Merkúr nemá prakticky žiadnu atmosféru, preto počas dňa na ňom vystupuje teplota na žeravých 430C, zatiaľ čo v noci na mrazivých -180C), pozorovania rádioteleskopom v Arecibo v roku 1992 naznačili, že v polárnych kráteroch, kde nikdy nesvieti Slnko, by sa mohol nachádzať ľad.

Venuša- Venuša má presne opačný problém s atmosférou ako Merkúr. Má ju až príliš hustú, a to spôsobuje, že infračervené žiarenie nemôže unikať z planéty, a to má za následok zohrievanie jeho povrchu vysoko nad bod varu vody. Existencia vody v pevnom ani kvapalnom skupenstve teda nie je možná, asi 0,002 % venušskej atmosféry tvorí vodná para.

Zem- Zem je planéta s druhým najväčším obsahom vody v Slnečnej sústave. Voda sa tu nachádza vo všetkých troch jej skupenstvách. Pokrýva okolo 75% jej povrchu, z toho 97% tvoria oceány, rieky, jazerá, moria..., 2% zaberajú ľadovce a 1% zaberá voda v jaskyniach a horninách. Prítomnosť tekutej vody na Zemi je kľúčová pre vývoj života na Zemi a tepelná kapacita oceánov bola a stále je dôležitá pre udržanie relatívne stabilnej teploty planéty.

Mars – Na Marse sa voda v kvapalnom skupenstve už pravdepodobne nenachádza, ale rôzne jeho povrchové celky svedčia o tom, že pred niekoľko miliónmi rokov sa tam voda v tekutom skupenstve nachádzala o čom svedčia mnohé povrchové celky, ako Valles Marineris. Dnes sa na Marse voda nachádza iba vo forme ľadu na južnom póle. Je to zmes námrazy oxidu uhličitého a vodného ľadu.

Jupiter- Zdalo by sa, že na tejto obrej planéte sa voda nenachádza, ale nie je to pravda. Voda sa tu nachádza, hoci skutočne v nepatrnom množstve a spolu s najviac zastúpeným vodíkom, héliom a menej zastúpeným čpavkom, etánom, propánom a inými zlúčeninami vodíka tvorí jeho atmosféru. Voda existovala a existuje na jeho mesiaci Europa. Europa je ľadom pokrytá kamenná guľa. Je možné, že pod jeho povrchom môže existovať kvapalný oceán, ktorý obsahuje viac tekutín, ako všetky zemské oceány dohromady.

Saturn- Na Saturne sa voda síce nachádza, ale pod jeho povrchom, pretože Saturn má najnižšiu hustotu zo všetkých planét Slnečnej sústavy. Táto hustota je ešte menšia ako hustota vody. Podľa astronómov však voda tvorí jednu z hlavných zložiek jadra Saturnu.

Urán- Hoci je Urán 4-krát väčší ako Zem, jeho hmotnosť je iba 14,5-krát väčšia ako hmotnosť Zeme. Preto materiál, ktorý ho tvorí, musí byť menej hustý ako na Zemi. Urán je príliš hmotný na to, aby jeho hlavnou zložkou bol vodík. Tvorí ho hlavne voda, metán, a ľady čpavku. Je tiež hlavou zložkou jeho jadra.

Neptún- Neptún sa stavbou a veľkosťou veľmi podobá Uránu. Rovnako ako Urán je Neptún tiež príliš hmotný na to, aby v pomere k svojej veľkosti pozostával len z vodíka. Jeho hlavnou zložkou je zmes vodného, čpavkového a metánového ľadu. Rovnako ako v Uráne, v Neptúne je tiež ľad jednou z hlavných zložiek jeho jadra.

Pluto- Voda v tuhom skupenstve sa na tomto telese (v minulosti považovanom za 9. planétu Slnečnej sústavy) vyskytuje v hojnom počte. Ľad s prímesami dusíka, oxidu uhoľnatého a metánu tvorí celý jeho tenký povrch a v plášti tvorí okolo 30% z celkového množstva.

Iné projekty

Commons

Wikicitáty

• Commons ponúka multimediálne súbory na tému Voda
• Wikicitáty ponúkajú citáty od alebo o Voda