Życiodajny płyn, substancja bez smaku i zapachu czy jedynie H2O? – czyli ile znaczy woda…

Czy zastanawialiście się kiedyś, czym jest woda? Z pozoru niczym specjalnym.. Kiedy przepełnieni wiedzą, czujemy że zasycha nam w ustach, wstajemy od biurka, odkładają na bok ukochany podręcznik do biologii i udajemy się do kuchni, żeby szklanką Cisowianki lub innej dobroci zaspokoić rosnące pragnienie. Lub gdy po całym dniu spędzonym nad zadaniami maturalnymi mamy ochotę na mały relaks, napełniamy wannę gorącą wodą, dodajemy kilka kropelek ulubionego pachnidełka i proszę bardzo, reset dla ciała i umysłu. Prosta sprawa, prawda? 😉
W istocie jednak, nie każdy z nas zdaje sobie sprawę, że ta niepozorna substancja jest życiodajnym płynem, bez którego żaden organizm żywy nie byłby w stanie funkcjonować.

Cząsteczka wody o wzorze strukturalnym H2O składa się z dwóch atomów wodoru połączonych wiązaniem kowalencyjnym spolaryzowanym z jednym atomem tlenu. Wiązania O-H tworzą kąt 104,5ᵒ, co powoduje rozdział różnoimiennych  ładunków cząsteczkowych na dwa bieguny cząsteczki. Polaryzacja wiązań powoduje, że cząsteczki wody są dipolami. Większość cennych właściwości wody wynika właśnie z polarności jej cząsteczek, dzięki której mogą się one łączyć ze sobą oraz z innymi cząsteczkami za pomocą wiązań wodorowych

Woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem związków polarnych – zgodnie z zasadą „podobne rozpuszcza podobne”. Substancje, które rozpuszczają się w wodzie nazywamy hydrofilowymi i mówimy, że mają one duże powinowactwo do wody. Dzięki czemu woda stanowi środowisko, w którym przebiegają wszystkie reakcje chemiczne zachodzące w naszym organizmie.

Kolejną istotną funkcją wody jest chociażby jej ochrona naszego organizmu przed przegrzaniem. Jak to się dzieje? Czy kojarzycie moment intensywnego wysiłku fizycznego? Spocone, gorące ciało, przyspieszony oddech i ogromne zmęczenie. Otóż to, że nasze ciało się poci nie dzieje się bez przyczyny. Nasza skóra wydziela pot, który niemal w 99% składa się z wody, a parując z powierzchni ciała, chroni organizm przed przegrzaniem. Jest to możliwe, dzięki właściwości wody, jaką jest wysokie ciepło parowania, czyli aby zmienić jej stan skupienia z ciekłego na gazowy, potrzebne jest dostarczenie ogromnej ilości energii, którą właśnie pot „pobiera” z naszego rozgrzanego ciała.

Woda ma wysokie ciepło właściwe. Zmiana temperatury wody wymaga dostarczenia (przy podnoszeniu temperatury) lub odebrania (przy obniżaniu temperatury) dużej ilości energii. Na przykład ta właściwość wody pomaga na utrzymanie względnie stałej temperatury wody w stawie zarówno w dzień, jak i w nocy, niezależnie od zmieniającej się temperatury w środowisku.

Zastanawialiście się natomiast kiedyś, jak to jest, że malutkie owady mogą biegać po powierzchni wody i nie toną? Tu mamy kolejny dowód na to, iż właściwości wody determinują jej funkcję pełnioną w przyrodzie i znaczenie, jakie ma ona dla całej materii ożywionej. Otóż duże napięcie powierzchniowe powstaje dzięki siłom kohezji, które powodują, że oddziaływania między cząsteczkami wody są silniejsze niż między cząsteczkami wody a cząsteczkami gazów znajdujących się w powietrzu. W efekcie na styku faz woda- powietrze powstaje cienka sprężysta błonka, na której mogą utrzymywać się małe organizmy.

No a jak to jest z tymi rybami? Jak one żyją w zimie? My, rozłożeni pod kocykiem,
z herbatką rozwiązujemy zadanka maturalne z biologii, a biedne rybki utknęły w zamarzniętym jeziorze? Nic bardziej mylnego Kochani czytelnicy. Otóż wkracza tutaj kolejna niezmiernie ważna właściwość wody! Mianowicie mam na myśli to, iż woda ma największą gęstość w temperaturze +4ᵒC. Wraz ze spadkiem temperatury wiązania wodorowe stają się dłuższe i są rozmieszczone bardziej regularnie, co powoduje zmniejszenie gęstości lodu w porównaniu z wodą w stanie ciekłym. W rezultacie, lód unosi się na jej powierzchni, tworząc warstwę izolacyjną, która chroni głębsze warstwy zbiorników przed utratą ciepła
i zamarzaniem do dna, dlatego organizmy wodne mogą przetrwać zimę.

Czy teraz jesteście skłonni uwierzyć, że woda dosłownie i w przenośni jest życiodajnym płynem? Skoro mam nadzieję znacie jej podstawowe właściwości, to jestem pewna, że poradzicie sobie z każdym zadaniem maturalnym, które poruszy temat właściwości i funkcji wody!