Válts MeRSZ+ -ra!

MeRSZ online
okoskönyvtár

Több száz tankönyv egy helyen.
Online. Bárhol. Bármikor.

Erdődi Ferenc, Gergely Pál, Vereb György

Általános és bioszervetlen kémia

A folyékony víz és a jég szerkezete, tulajdonságai

A vízmolekulák között kialakuló hidrogénkötések miatt a folyékony víz részleges rendezettséget mutat. A folyékony víz a hidrogénkötések által összetartott különböző számú molekulát tartalmazó ún. molekulaasszociátumokból és szabad (hidrogénkötést nem alkotó) vízmolekulákból áll. Adott hőmérsékletena molekulaasszociátumok és a szabad vízmolekulák között dinamikus egyensúly van, azaz az asszociátumokban lévő vízmolekulák a szabad vízmolekulákkal folytonosan kicserélődnek, miközben a molekulaasszociátumok és a szabad vízmolekulák száma nem változik.
 
 
Amikor a víz megfagy, a jégkristályban a vízmolekulák nagyfokú rendezettsége alakul ki (75. ábra). A jégben minden oxigénatomot négy hidrogénatom vesz körül, két hidrogénatom kovalens, a másik két hidrogénatom hidrogénkötéssel kapcsolódik. Az oxigén a négy hidrogénatomon (hidrogénhidakon) keresztül négy másik oxigénhez kapcsolódva alakítja ki a jégre jellemző háromdimenziós szerkezetet.
A jég sűrűsége (0,9168 g/cm3) kisebb, mint a 0 °C-os folyékony víz sűrűsége (0,9998 g/cm3). Ezért a víz fagyása (kristályosodása) térfogatnövekedéssel jár. Ezzel magyarázható, hogy a vizet tartalmazó üvegedények fagyáskor szétrepednek. A folyadékok sűrűsége általában csökken a hőmérséklet növekedésével. A víz sűrűségének hőmérsékletfüggése anomális (27. táblázat), a 0 °C-os víz hőmérsékletét növelve a sűrűség növekszik, 3,98 °C-on éri el a maximumot, majd a hőmérséklet további emelkedése a sűrűség csökkenésével jár.
 
27. táblázat. A víz néhány jellemző tulajdonsága
Olvadáspont (0,1 MPaJ
0
,0·°C
Forráspont (0.1 MPa)
100
,0·°C
Sűrűség
0,0·°C jég
0
,91680 g/cm3
0,0·°C víz
0
,99984 g/cm3
3,98·°C
0
,99997 g/cm3
25,0·°C
0
,99704 g/cm3
Dipólusmomentum
1
,84 D
Hőkapacitás
75
,20 J/K mol
Olvadáshố
6
,02 kJ/mol
Párolgáshő
40
,70 kJ/mol
 
A víz ezen sajátságának a természetben fontos szerepe van. Télen a természetes vizek először egész tömegükben 3,98 °C-ra hűlnek le. A lehűlés során a felszínen képződő 3,98 °C-os vízréteg ugyanis mindaddig alászáll, amíg a víz egész tömege ezt a hőmérsékletet el nem éri. További lehűlés esetén az alacsonyabb hőmérsékletű, de kisebb súsűrűségű vízréteg a felszínen marad és így a fagyás a felső vízrétegben indul meg. A felszínen képződő jégpáncél, viszonylag jó hőszigetelő lévén, védi az alatta lévő vízréteget a további lehűléstől és a fenékig való befagyástól, lehetővé téve ezzel a vízi élőlények áttelelését.
 
A jégben és a folyékony vízben kialakuló nagyszámú hidrogénkötés miatt a molekulák közötti kölcsönhatás viszonylag erős, ezért a molekuláknak meglehetősen nagy kinetikai energiával kell rendelkezniük, hogy ezeket a kölcsönhatásokat legyőzzék. Ez az oka, hogy a víz olvadás- és forráspontja, valamint olvadás- és párolgáshője is sokkal nagyobb (27. táblázat), mint a hasonló szerkezetű, de hidrogénkötéseket nem alkotó vegyületeké (pl. H2S, H2Se, H2Te, vö. 46. ábra).
A víz nagy hókapacitása miatt jelentős mennyiségű hőt képes elnyelni (abszorbeálni) vagy leadni anélkül, hogy a víz egész tömegének a hőmérséklete lényegesen megváltozna. Ezért a tengerekben és tavakban lévő víztömeg hőelnyelőés hőleadó tulajdonsága szabályozza a környezet hőmérsékletét (és páratartalmát), megakadályozva a szélsőséges (nagyon meleg vagy hideg) időjárási viszonyok kialakulását. A melegvérű állatok és az ember testhőmérsékletének szűk hőmérséklethatáron belüli szabályozása szintén a testfolyadékban lévő víznek köszönhető. Afelesleges hőt a szervezet víz elpárologtatásával (izzadással) vezeti el. A víz nagy párolgáshője miatt az izzadás jelentős hőmennyiségvesztésseljár, ugyanakkor a szervezet által tolerálható mennyiségű víz párolog csak el.
 
Általános és bioszervetlen kémia

Tartalomjegyzék

Kiadó: Semmelweis Kiadó

Online megjelenés éve: 2026

ISBN: 978 963 331 705 1

Orvostudomány

A könyv feladata, hogy az orvostudományt, gyógyszerésztudományt és biológiát választó egyetemi szak hallgatóit és e téma iránt érdeklődőket megismertesse egyrészt a kémia tudomány alapjaival, az általános kémiával, másrészt a fémek és nemfémes elemek biológiai szerepével, a bioszervetlen kémiával vagy másképp, szervetlen biokémiával.

Hivatkozás: https://mersz.hu/erdoddi-gergely-vereb-altalanos-es-bioszervetlen-kemia//

BibTeXEndNoteMendeleyZotero
Kivonat
fullscreenclose
printsave