Na stanja vode so prisotna v zemeljski skorji in v ozračju. Hidrosfero sestavljajo pretirane mase tekoče vode, večinoma slane, ki dajejo Zemlji značilno modrikasto površino; na njegovih belih drogovih pa dve ledeni regiji, kjer se led razmnožuje v obliki polarnih kapic.
Kar se tiče njihovih hlapov, vidimo njihov končni razvoj v oblaku kondenzata, ko so dovolj strnjeni, da sonce odsevajo v značilnih belkastih barvah. Oblaki, plinasti koloidi, sproščajo svojo vsebnost vode, ki povzroča dež ali padavine, ali pa zmrznejo v drobne kristale, ki padajo kot sneg.
Voda, čeprav se zdi preprosta spojina, skriva v svojih kristalnih kapljicah hudournik neverjetnih lastnosti, ki segajo skozi vsa njena fizična stanja. Vir: Pxhere.
Ko se vodne hlape ohladijo na nizke višine, predmete ali površine premažejo z mrazom, kar je videti kot sneg, vendar svetlejše in bolj kristalno. Po drugi strani pa se v megli ali megli vodni delci kombinirajo v več kot enem stanju, saj so sestavljeni iz manj gostih koloidov, ki zameglijo in poberejo pogled gledalcev.
Od vseh fizičnih stanj je najpomembnejša tekočina, saj sestavlja velik del našega telesa in vseh živih organizmov.
Poglejmo, kakšna so tri vodna stanja:
Trdna
Kot trdno snov lahko vodo najdemo kot led, sneg ali zmrzal.
Led
Galerija modrih ledenikov. Vir: Pxhere.
Kemijska formula vode je H 2 O in njegova molekula lahko zapišemo kot Hoh, katerega geometrija je kotna (tip bumerang), sposobna, da tvori tri vodikove vezi v tekočem stanju.
Medtem ko temperatura pade in se voda ohladi, njene molekule sprejmejo štiri take mostove, kar ustvarja specifično in ponavljajočo se prostorsko ureditev: kristal vode. Ta kristal je v javnosti znan kot led. Led je torej trdno stanje vode.
Primeri ledu najdemo v kockah pijače, v steklenicah z vodo, ki zamrznejo v hladilniku, na površinah bazenov ali vodnjakov, ki so izpostavljene zimi, ali v masi ledenikov.
Led se lahko zdi kot brezbarven blok, vendar lahko postane belkast, odvisno od nečistoč ali vsebnosti okluzivnega zraka. Prikaže lahko tudi bledo modrikaste odtenke (zgornja slika), ki predstavljajo najbolj naraven način, kako svetloba vpliva na vaše kristale.
Tako voda ni povsem brezbarvna ali kristalna: ima skoraj neopazno modro barvo. Ta barva se intenzivira glede na koncentracijo in zbijanje molekul vode, ki jo obseva svetloba.
Sneg
Snežna polja spominjajo na peščene površine. Vir: Matthias MeyerPexels.
Sneg je tudi led, a kristali so manjši, saj so nastali iz mikroskopskih kapljic vode, zamrznjene in suspendirane v oblakih. Ti kristali ali snežinki aglomerati, padejo v praznino in na površini naselijo praškasta bela trdna snov.
Vendar pa morfologija snega in njegove vrste uidejo meteorološkemu polju.
Mraz
Mraz prepoznamo po svojih najvidnejših in najsvetlejših kristalih. Vir: Pixabay.
Mraz je tudi ena najbolj znanih in najbolj oboževanih ledenih manifestacij. Za razliko od snega njeni kristali nastajajo na nizki nadmorski višini kot posledica odlaganja vodnih hlapov na hladnih površinah; prvi kristali služijo kot jedra za drugo in tako naprej, dokler se ne oblikujejo luskasti ali ščetinasti vzorci (zgornja slika).
Tekočina
Tekoča voda je njeno najpomembnejše in najpomembnejše stanje, čeprav ne najbolj obilno v vesolju. Vir: Pixabay.
Tekoča voda je najpogostejša na Zemlji, čeprav tega ne moremo reči za druge planete. Vidimo ga na obrežju v njenih šumečih valovih, onkraj modrega obzorja pa s svojimi nihajočimi vrhovi.
Prekomerne količine oceanov omogočajo, da prikažejo vse temnejše modre barve, ko se spuščajo v večje globine, kjer je svetloba popolnoma razpršena in njeni žarki ne osvetljujejo ničesar.
Sveža voda je tekočina, ki vzdržuje vse oblike (kar je znano) življenja, saj se njene molekule vsebujejo znotraj in zunaj celic.
Energijska stanja molekul vode v tekočini so bolj naključna in heterogena od tistih, ki jih najdemo v ledu: vodikove vezi se nenehno ustvarjajo in pretrgajo, ko se molekule tekoče vode premikajo z ene strani na drugo.
Iz tekoče vode se preučuje obstoj območij z nizko in visoko gostoto; torej področja tekočine, kjer so molekule bolj združene kot v drugih. Staklena in super viskozna voda se imenuje celo prehodi v tekoči fazi pod visokim pritiskom.
Plinasti
V vročih vrelcih ali gejzirjih lahko vidite vodne hlape. Vir: Pixabay.
Ko voda izpari, njegove H 2 O molekule kraju plinastem stanju ali parne faze: vodno paro. Ti hlapi so brezbarvni, če pa je njihova koncentracija visoka, jih lahko vidimo kot beli dim, značilen za vretje vode v vročih vrelcih ali v vrelih gejih.
Ko se vodne pare dvignejo v nebo, se začnejo hladiti, pri čemer nastajajo mikroskopske kapljice vode, ki ostanejo suspendirane v zraku; vsi so znani kot oblaki, dovolj veliki, da odražajo vse barve sončne svetlobe in pomešani z drugimi delci, prisotnimi v atmosferi.
Drugi
Če se led segreje, bo nastala tekoča voda in to posledično vodna para. Tako je pri atmosferskem tlaku; vendar lahko s tem pritiskom manipuliramo kot tudi s temperaturo, da bi voda podvrgla sovražne razmere, kakršne so v Kozmosu, zlasti znotraj ledenih planetov, kot sta Uran in Neptun.
Voda pod pritiskom (v vrstnem redu sto GPa) in previsoke temperature (tisoč stopinj Celzija) pridobiva fizična stanja, katerih značilnosti ne sovpadajo več z običajnim ledom in njegovimi polimorfi, pa tudi s tekočino in njihovimi hlapi.
Na primer, eno od teh stanj je led XVIII, ki je bolj kot led superionska trdnina s kovinskimi lastnostmi; v sebi nosi protone namesto elektronov. Verjame se, da bi bil, če bi ga lahko dobili v pomembnih količinah, videti kot vroči črni kristali - črni led.
Reference
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Kemija (8. izd.). CENGAGE Učenje.
- Steven S. Zumdahl. (15. avgust 2019). WC. Encyclopædia Britannica. Pridobljeno: britannica.com
- Wikipedija. (2019). Lastnosti vode. Pridobljeno: en.wikipedia.org
- Rodrigo Ledesma. (23. december 2016). Znanstveniki so odkrili novo stanje snovi za vodo. Kremen Pridobljeno: qz.com
- Martin Chaplin. (9. september 2019). Diagram vodne faze. Pridobljeno: 1.lsbu.ac.uk
- Sheila M. Estacio. (sf). Stanje vode. Pridobljeno: nyu.edu
- Helmenstine, Anne Marie, dr. (19. november 2018). Kakšna je razlika med ledom in snegom? Pridobljeno: misel.com