Vesi

Wikipedia

Vesi
Muita nimiä	Divetymonoksidi
CAS-numero	7732-18-5
Vesimolekyyli
Molekyylikaava	H₂O
Moolimassa	18,0153 g/mol
Ulkomuoto	Väritön, mauton ja hajuton neste
Sulamispiste	0 °C (273,15 K ) (32 °F )
Kiehumispiste	100 °C (373,15 K) (212 °F)
Tiheys	1,000 g/cm³ (neste) 0,917 g/cm³ (kiinteä)
Liukoisuus veteen	-

Vesi (divetymonoksidi, tunnetaan myös hydridi-nimellä oksidaani, H₂O) on huoneenlämmössä nesteenä esiintyvä kemiallinen yhdiste. Kaikki maapallolla oleva vesi lienee peräisin vuosimiljoonien aikana planeettaan törmänneistä komeetoista ja tulivuorten purkauksista. Vettä on saatavilla lähes kaikkialla maapallolla, ja se on kaiken tunnetun elämän perusehto.

Vesi on hajutonta ja mautonta.

[muokkaa] Kemialliset ominaisuudet

Vesipisara iskeytyy veteen

Kiinteässä olomuodossa vesi on jäätä ja kaasuna vesihöyryä. Vesi voi esiintyä kaikissa kolmessa olomuodossaan erityisessä kolmoispisteessä (273,16 K; 6 mbar), joka toimii myös celsius- ja kelvin-asteikkojen määritelmänä. Vesi on myös ainoa aine, joka esiintyy Maan luonnonoloissa kaikissa kolmessa olomuodossa. Vesimolekyyli on dipolinen. Koska molekyylin happiatomilla on suurempi elektronegatiivisuus, sen puoli molekyylistä saa negatiivisen osittaisvarauksen. Tämä johtaa molekyylien välisiin vetysidoksiin, jotka aiheuttavat vedelle sen suhteellisen korkean kiehumispisteen. Samasta syystä veden tiheys jäätyessä poikkeuksellisesti laskee, mikä mahdollistaa eliöiden selviytymisen järvissä ja merissä talvella, sillä jää kelluu veden pinnalla muodostaen huonosti lämpöä johtavan eristekerroksen. Näin vedet eivät koskaan jäädy pohjaan saakka. Samoin veden poikkeuksellinen lämpölaajeneminen mahdollistaa elämälle välttämättömät vesistöjen syksyiset ja keväiset täyskierrot. Vesi on tiheimmillään 4 celsiusasteessa.

Vesi on hyvä liuotin, mikä on elintärkeää monille biologisille prosesseille soluissa. Veden vetysidokset aiheuttavat myös pintajännityksen, joka on elintärkeää maasta vettä imeville puille. Puhdas vesi ei johda sähköä sanottavasti, mutta veteen liuenneet aineet (erityisesti suolat) parantavat veden johtavuutta huomattavasti. Valoa vesi läpäisee hyvin, eikä vesikasvien yhteyttäminen ilman tätä ominaisuutta onnistuisikaan.

Vettä voi valmistaa itse liuottamalla ensin suolahappoliuokseen pala magnesiumnauhaa ja keräämällä väärin päin olevaan astiaan reaktiossa syntyvän kaasun, vedyn. Sen jälkeen sytyttämällä tulitikun väärin päin olevan astian alla saa vedyn reagoimaan hapen kanssa terävästi inahtaen, jolloin tuloksena on vettä.

[muokkaa] Fysikaaliset ominaisuudet

Vedellä on suhteellisen suuri lämmönvarauskyky. Siksi sitä käytetään mm. lämpöä kuljettavana nesteenä erilaisissa lämmitys- ja lämmönvarausjärjestelmissä.

ominaislämpökapasiteetti: neste 4186 J/(K·kg), kiinteä (jää 0 °C) 2060 J/(K·kg)
sulamislämpö: 333 kJ/kg (0 °C)
höyrystymislämpö: 2260 kJ/kg (100 °C)
tiheys: 4 °C 1000 kg/m³ = 1,000 kg/l = 1,000 g/cm³, muissa lämpötiloissa veden tiheys on vähäisempi
kolmoispiste: lämpötila: 273,16 K (0,01 °C), paine: 611,73 Pa (noin 0,006 bar).

[muokkaa] Vesi luonnonvarana

Pääartikkeli: Maailman vesivarat

Nimenomaan makea vesi eli suolaa sisältämätön vesi on elämän elinehto. Maapallon vesivaroista 97 prosenttia on suolaista merivettä. Jäljelle jäävää kolmea prosenttia edustavasta makeasta vedestä puolestaan suurin osa on vaikeasti käytettävissä jäätiköissä (77 %) tai maa- ja kallioperässä (22 %). Vain noin 1 % maailman makeasta vedestä on helposti hyödynnettävissä järvissä, joissa ja tekoaltaissa: se tarkoittaa minimaalista 0,036 prosentin osuutta maapallon kaikesta vedestä. Vain 0,001 % vedestämme leijuu vesihöyrynä pilvissä.

Keskimäärin 74 % vesivaroista käytetään kasteluun – kehitysmaissa kastelun osuus saattaa olla kuitenkin jopa noin 90 % vedenkäytöstä. Vesivoiman tuotanto nielee maailmassa 18 % ja kotitalouskäyttö 8 % varannoista. ^[1]

Suomi on veden kannalta hyvin poikkeuksellinen maa, sillä Suomessa on erittäin paljon järviä, joten juomavettä voidaan käyttää katujen pesuun. On sanottu, että monissa muissa maissa juomavedestä on pulaa, ja kadut tulisi pestä muulla vedellä. Kuitenkin se vaatisi toisen vesiverkoston rakentamista eikä käyttämätön vesi siltikään varastoidu mihinkään, vaan päätyy lopulta mereen tai haihtuu ilmaan.

Vesi on joillakin alueilla maapallolla rajallinen luonnonvara. Vesi voi johtaa sotiin kyseisillä alueilla. Eräs tunnettu vesikiista on Turkin ja Syyrian välillä.

[muokkaa] Vesi ja ihminen

Vettä

Vesi on ihmiselle elintärkeä luonnonvara. Ihminen on 65-prosenttisesti vettä, ja jo muutaman prosentin nestehukka heikentää työkykyä merkittävästi. Kahdenkymmenen prosentin vajaus johtaa kuolemaan. Ilman vettä ei voida tuottaa ruokaa, ei pyörittää teollisuutta tai energiantuotantoa. Koska vettä poistuu ihmisessä monella tavalla, ihminen tarvitsee elääkseen jatkuvasti ja merkittäviä määriä vettä. Ihmisen pitäisi juoda vettä noin 2,5 litraa päivässä.

Lasi mineraalivettä.

Ihminen kuolee ensimmäisenä hapenpuutteeseen (minuuteissa), sitten vedenpuutteeseen (vuorokausia) ja ravinnonpuutteeseen vasta viikkojen tai kuukausien jälkeen.

Veden haihtuminen vaatii paljon energiaa, ja käytännössä viilentää ihmisen ruumista. Tämän voi todeta itsekin helposti: nuolaise kämmenselkää ja puhalla siihen. Tämä on yksi hikoilun ja karvattomuuden etu. Kun ihminen pystyi karvattomuuden ja hikirauhasten lisäksi kantamaan mukanaan vettä juotavaksi ja elimistönsä viilentämiseksi, tästä tuli merkittävä kilpailuetu niihin eläimiin nähden, joilla oli turkki. Helteessä ihminen pystyi juoksemaan suurenkin eläimen käytännössä kuoliaaksi. Busmannit metsästävät Afikassa vieläkin tällä tavalla. Saaliiksi valitaan vielä sellainen eläin, joka läkähtyy helteessä helposti, esim. suuret sarvet omistava gudu-uros.

Vesi on siis aina ollut tärkeä ihmiselle. Maanviljelyssä vesi tuli erityisen tärkeään asemaan, sitä tarvittiin juomiseen ja ruuanlaittoon verrattuna valtavia määriä. Makeaa vettä on saatavilla suuria määriä suurien jokien alueilla (Niili, Eufrat, Hwang Ho eli Keltainenjoki). Ne synnyttivät ensimmäiset suuret kulttuurit.

Myös veden kyky "tappaa" tuli on tehnyt vedestä palvonnan kohteen. Vesi oli useassa kulttuurissa yksi "alkuaine" ja palvonnan kohde.

Tulevaisuudessa kyky tuottaa hallittua energiaa ydinfuusion avulla antaisi vedelle vielä uuden merkityksen. Se tekisi valtameristä käytännössä rajattoman energianlähteen ihmiselle.