Water bestaat uit 2 molekulen waterstof en 1 molekuul zuurstof om zo H2O te vormen. Omdat zuurstof sterker aan de gedeelde electronen trekt dan waterstof is water een dipool; het heeft een negatieve en een postieve kant.
Saliniteit
Andere elementen vinden het heel prettig dat water een dipool is en lossen dan ook graag in water op. Hierdoor komt zuiver water bijna niet voor, er zijn vaak andere stoffen, zouten, in water opgelost. De mate waarin water zout is noemen we saliniteit.
We gaan er in de verdere beschrijving vanuit dat we te maken hebben met zuiver water, dus alleen H2O en dat er geen andere stoffen in dit water zijn opgelost.
Agregatie toestanden
Zoals elke stof kent ook water 3 vormen, agregatie-toestanden: vast, vloeibaar en gasvormig.
De vaste vorm noemen we meestal ijs, sneeuw of hagel. IJs onstaat als we water afkoelen beneden de 0°C, dit noemen we bevriezen. Er ontstaan dan ijskristallen. Omgekeerd dooit ijs bij 0° en vormt dan weer water. Het water blijft 0°C tot al het ijs gesmolten is.
Als al het water vloeibaar is en de temperatuur blijft oplopen dan zal het water opwarmen.
Bij 100°C verdampt water. Zolang nog niet al het water verdampt is blijft de temperatuur constant op 100°C. Dit is de temperatuur op zee-niveau. Water kookt in de bergen, bij een lagere druk, op een lagere temperatuur. Koelen we waterdamp af dan zal het water condenseren, het wordt dan weer vloeibaar, eerst in kleine druppeltjes die we vrij in de lucht kunnen zien als damp of mist en als deze kleine druppeltjes groter worden wordt het regen.
Dichtheid
Een liter water neemt als gas meer ruimte in dan als vloeistof omdat er lucht zit tussen de water-molekulen. Koelen we de damp af zodat het vloeibaar wordt dan verkleinen we het volume, we zeggen dan dat de dichtheid, het aantal molekulen per m3, toeneemt omdat de molekulen dichter op elkaar zitten. De meeste stoffen hebben hun grootste dichtheid bij de laagste temperatuur (-273°C (0 Kelvin)). Water is hierop een uitzondering. Water bereikt zijn grootste dichtheid bij 3,98°C. Bij hogere en lagere temperaturen zet water uit.
Het gevolg is dat de vast vorm, ijs, drijft op de vloeibare vorm, water. Het drijvende ijs vormt een isolatielaag over het eronder liggende water zodat dit minder snel bevriest. Zou ijs zinken dan kwam er elke keer een nieuw stukje water aan het oppervlak dat zou bevriezen en zinken en zo langzaamaan de hele planeet in een ijsplaneet veranderen.
De dichtheid van water, de hoeveelheid kilogrammen/m3 wordt bepaald door de temperatuur, de saliniteit en de druk. Om met de laatste te beginnen; water is heel slecht in elkaar te drukken. Dit heeft tot gevolg dat vergeleken met de overige twee de druk een te verwaarlozen invloed heeft op de dichtheid van water. Om een idee te geven als er totaal niet indrukbaar zou zijn zou het waterniveau van de oceanen 50 meter hoger staan dan het nu staat. Dat lijkt veel maar bij een oceaan diepte van 4 kilometer is 50 meter meer of minder niet veel.
Zuurtegraad
Zuiver water is pH neutraal. Dat wil zeggen dat het niet zuur en niet basisch is. Er vindt wel uitwisseling van electronen plaats in een evenwichtsreactie:
H2O + H2O → OH- + H3O+
Er is een evenwicht tussen de base OH- en het zuur H3O+ (H2O en een H+).
Licht penetratie
Bronnen
- De tekening van de water molekuul is gemaakt door Muriel Marc: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Water-molecule.svg De toevoegingen van H+ en O- zijn van mij.
- Invitation to oceanography, 3 edition; Paul R. Pinet
