Vesi

Füüsikalised omadused

Vesi omab mitmeid olulisi füüsikalisi omadusi. Ehkki need omadused on vee kõikjal olemasolu tõttu tuttavad, on enamik vee füüsikalisi omadusi üsna ebatüüpilised. Arvestades selle koostisosade molekulide madalat molaarset massi, on vees ebaharilikult suured viskoossuse, pindpinevuse, aurustumissoojuse ja aurustumise entroopia väärtused, mis kõik on omistatud vedelas vees esinevatele ulatuslikele vesiniksideme vastasmõjudele. Jää avatud struktuur, mis võimaldab maksimaalset vesiniku sidumist, selgitab, miks tahke vesi on vähem tihe kui vedel vesi - tavaliste ainete seas väga ebatavaline olukord.

Vee valitud füüsikalised omadused
molaarmass	18,0151 grammi mooli kohta
sulamispunkt	0,00 ° C
keemispunkt	100,00 ° C
maksimaalne tihedus (temperatuuril 3,98 ° C)	1,0000 grammi kuupsentimeetri kohta
tihedus (25 ° C)	0,99701 grammi kuupsentimeetri kohta
aururõhk (25 ° C)	23,75 torrit
termotuumasoojus (0 ° C)	6,010 kilodžauli mooli kohta
aurustumissoojus (100 ° C)	40,65 kilodžauli mooli kohta
tekkimiskuumus (25 ° C)	–285,85 kilodžauli mooli kohta
aurustumise entroopia (25 ° C)	118,8 džaulit ühe mooli C kohta
viskoossus	0,8903 centipoise
pindpinevus (25 ° C)	71,97 düni sentimeetri kohta

Keemilised omadused

Happe-aluse reaktsioonid

Vesi läbib mitmesuguseid keemilisi reaktsioone. Vee üks olulisemaid keemilisi omadusi on selle võime käituda nii happe (prootonidoonorina) kui ka alusena (prootonaktseptorina), amfoteersete ainete iseloomulik omadus. Seda käitumist on kõige selgemalt näha vee autoioniseerimisel: H ₂ O (l) + H ₂ O (l) ⇌ H ₃ O ⁺ (aq) + OH ^- (aq), kus (l) tähistab vedelat olekut, (aq) näitab, et liigid on vees lahustunud, ja topeltnooled näitavad, et reaktsioon võib toimuda mõlemas suunas ja tasakaalutingimused on olemas. Temperatuuril 25 ° C (77 ° F) kontsentratsioon hüdraatunud H ⁺ (st H ₃ O ⁺, mida tuntakse Hüdrooniumiooni) vees on 1,0 x 10 ^-7 M, kus M tähistab mooli liitri kohta. Kuna üks OH ^- iooni toodetakse iga H ₃ O ⁺ iooni kontsentratsioon OH ^- 25 ° C juures on ka 1,0 x 10 ^-7 M. vees temperatuuril 25 ° C H ₃ O ⁺ kontsentratsiooni ja OH ^- kontsentratsiooni peab alati olema 1,0 × 10 ^–14: [H ⁺] [OH ^-] = 1,0 × 10 ^–14, kus [H ⁺] tähistab hüdraatunud H ⁺ ioonide kontsentratsiooni moolides liitri kohta ja [OH ^-] tähistab OH ^- ioonid moolides liitri kohta.

Kui hape (aine, mis võib tekitada H ⁺ ioone) lahustatakse vees, lisavad lahusesse nii hape kui ka vesi H ⁺ ioone. See viib olukorrani, kus H ⁺ kontsentratsioon on suurem kui 1,0 × 10 ^–7 M. Kuna peab alati olema tõsi, et [H ⁺] [OH ^-] = 1,0 × 10 ^–14 temperatuuril 25 ° C, on [OH ^-] tuleb langetada väärtuseni, mis on väiksem kui 1,0 × 10 ^–7. Mehhanism kontsentratsiooni alandamine OH ^- hõlmab reaktsiooni H ⁺ + OH ^- → H ₂ O, mis esineb vajalikul määral taastada produktiga [H ⁺] ja [OH ^-] 1,0 x 10 ^-14 M. seega, kui hapet lisatakse vette, saadud lahust sisaldab rohkem H ⁺ kui OH ^-; see tähendab, [H ⁺]> [OH ^-]. Sellist lahust (milles [H ⁺]> [OH ^-]) peetakse happeliseks.

Kõige tavalisem meetod lahuse happesuse määramiseks on selle pH, mis on määratletud vesinikuioonide kontsentratsiooni järgi: pH = −log [H ⁺], kus sümbolilogi tähistab aluse-10 logaritmi. Puhas vees, milles [H ⁺] = 1,0 × ^10–7 M, pH = 7,0. Happelise lahuse pH on alla 7. Kui alus (prootonaktseptorina toimiv aine) lahustatakse vees, väheneb H ⁺ kontsentratsioon nii, et [OH ^-]> [H ⁺]. Aluselise lahuse pH on> 7. Kokkuvõtlikult võib öelda, et vesilahustes temperatuuril 25 ° C: