Woda.docx

Woda

• Czynnik niezbędny do prawidłowego funkcjonowania skóry
• Jest środowiskiem w, którym przebiegają nieomal wszystkie przemiany fizjologiczne i reakcje biochemiczne zarówno kataboliczne, związane z usuwaniem zbędnych struktur jak i wytwarzaniem energii, jak i anaboliczne mające na celu syntezę protein, węglowodanów i kwasów nukleinowych.
• Nawet niewielki niedobór wody w skórze prowadzi do upośledzenia przemian biochemicznych, może doprowadzić do poważnych zakłóceń  w procesach odnowy tkankowej i rozregulowania systemów ochronnych
• Biegunowość cząsteczki wody: cząsteczki wody połączone mostkami; wiązania wodorowe, wyższa temperatura wrzenia niż związków innych pierwiastków z tej grupy; H2S, H2Se, H2Te
• Wiązanie wodorowe wg IUPAC (2011) przyciąganie pomiędzy atomem H z cząsteczką lub fragmentem cząsteczki –X-H, gdzie X jest bardziej elektroujemne niż H oraz atomem lub grupa atomów w tej samej lub innej cząsteczce.
• w wyniku elektrostatycznego przyciągania cząsteczek ze spolaryzowanym ładunkiem elektrycznym za pośrednictwem kationu wodorowego- elektroujemny atom O ( także N, S i inne) przyciągają e wiązania -> atom H uzyskuje duży cząstkowy ładunek dodatni-> przyciągany przez parę elektronową sąsiedniej cząsteczki wody-> powstaje wiązanie (najsilniejsze, gdy H w linii prostej łączący 2 atomy O); wiązanie tym silniejsze im bardziej elektroujemny pierwiastek związany wiązaniem wodorowym.
• Tworzenie łańcuchów i zespołów przestrzennych (grona, asocjaty  2-100 cząsteczek wody, zależy od temperatury)

Wiązanie wodorowe

v    Dłuższe i wielokrotnie słabsze niż wiązanie kowalencyjne –O-H

v    Energia wiązania wodorowego ok 20 kJ/mol, większa niż Van der Waalsa ok 1kJ/mol mniejsza niż wiązania kowalencyjnego ok 460 kJ/mol (najsilniejsze oddziaływanie międzycząsteczkowe

v    Energia zależy od kąta wiązania między dwoma wiązaniami np. O, z którymi jest uwspólniony atom wodoru. Energia jest większa, gdy leżą one w linii prostej- możliwość utrzymania cząsteczek w specyficznej orientacji przestrzennej.

v    Pojedyncze wiązania wodorowe- labilne, gdy duże- mają  znaczną energie- decydują o właściwościach ciekłej wody oraz struktur biologicznych.

v    Dzięki wiązaniom wodorowym występuje na Ziemi w stanie ciekłym; gdyby nie występowały wiązania wodorowe woda wrzałaby w temperaturze – 800C, a lód topiłby się w temperaturze -1000C.

v    Czysta woda; temperatura topnienia, temperatura wrzenia, krzepnięcie- wzrost o 1/11 objętości, gęstości max w 40C ( gęstość lodu 0,924g/cm3)

Konsekwencje: niezamarzanie zbiorników wodnych, przetrwanie zimy.

Wody pitne i mineralne

Naturalna woda mineralna woda pochodząca z udokumentowanych zasobów wody podziemnej, wydobywana jednym lub kilkoma otworami naturalnymi lub wierconymi, pierwotnie czysta pod względem chemicznym i mikrobiologicznym, charakteryzuje się stabilnym składem mineralnym oraz właściwościami mającymi znaczenie fizjologiczne, powodującymi korzystne oddziaływanie na zdrowie ludzi.

Naturalna woda źródlana pochodzi z udokumentowanych zasobów podziemnych, wydobywana jednym lub kilkoma otworami naturalnymi lub wierconymi, pierwotnie czysta pod względem chemicznym i mikrobiologicznym, nie różniąca się właściwościami i składem mineralnym od wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi, określonych w przepisach o zbiorowym zaopatrzeniu w wodę.

Woda stołowa woda otrzymana po dodaniu do wody źródlanej naturalnej wody mineralnej lub soli mineralnych, zawierających jeden lub więcej składników mających znaczenie fizjologiczne jak; Na+, Ca2+, Mg2+, Cl-, SO42-, HCO3-

Podział w zależności od zawartości składników mineralnych;

o       Bardzo niskozmineralizowana- ogólna zawartość soli mineralnych ≤50mg/dm3

o       Niskozmineralizowana- ogólna zawartość soli mineralnych ≤500 mg/dm3

o       Średnio zmineralizowana- ogólna zawartość soli mineralnych ≤1500mg/dm3

o       Wysoko zmineralizowana- ogólna zawartość składników mineralnych >1500 mg/dm3

Woda w przyrodzie

§        Najczystsza- deszczówka lub ze stopionego śniegu (z dala od miast i po dużych opadach)

§        Powierzchniowe- zawierają sole mineralne powodujące twardość wody

Twardość wody- jest pojęciem umownym, określającym zawartość w wodzie kationów dwuwartościowych.

Twardość ogólna jest to całkowita zawartość jonów Ca2+, Mg2+ i innych kationów dwuwartościowych np. Fe2+, Mn2+, Ba2+, Sr2+. Ze względu na duże stężenie jonów Ca2+, Mg2+ i małe innych jonów metali dwuwartościowych, twardość wody powodowana jest praktycznie przez wapń i magnez.

Twardość wody

Ó   Przemijająca (przejściowa, nietrwała, węglanowa) odpowiada zawartości węglanów i wodorowęglanów wapnia i magnezu, powstałych wskutek wietrzenia skał wapiennych.

Ó   Niewęglanowa  jest to różnica pomiędzy twardością ogólną, a węglanową. Określa ona zawartość jonów dwuwartościowych odpowiadających anionom: chlorkom, siarczanom, azotanom itd.

Ó   w Polsce- podaje się zawartość CaCO3 (mg/L)

Ó   skala niemiecka- przeliczenie CaCO3 -10mg CaCO3 w 1L= 10 dH

W praktyce – 4 stopniowa skala odniesiona do niemieckiej: (1mmol/L= 5,60dH)

Wg rozporządzenia MZ- dopuszczalna zawartość CaCO3 w wodzie do spożycia przez ludzi 60-500 mg w 1L.

Metody usuwania twardości wody;

1.     Destylacja- pozbawia wodę wszystkich soli, małe zastosowanie w przemyśle- koszty

2.     Metody termiczne ->400C termiczny rozkład wodorowęglanów wapnia i magnezu

Ca(HCO3)2àCaCO3ò+CO2ñ+ H2O

2Mg(HCO3)2à Mg2CO3(0H)2ò+ 3 CO2ñ+ H2O

                                                                      âH20

2Mg(OH)2+ CO2ñ

Metoda termiczna- nie można  całkowicie usunąć twardości węglanowej- pozostaje zawsze resztkowa twardość- niewielka zależna od temperatury rozpuszczalności węglanów wapnia i magnezu oraz wodorotlenku magnezu.

3. Metody chemiczne:

Dekarbonizacja wapnem:

Ca(HCO3)2+Ca(OH)2à2Ca CO3+2H2O

Mg(HCO3)2+ Ca (OH)2à2 CaCO3ò+Mg(OH)2ò+ 2H2O

MgSO4+Ca(OH)2àMg(OH)2ò+CaSO4

Zmiękczanie:

CaSO4+Na2CO3àCaCO3ò+Na2SO4

Ca(HCO3)2+Na2CO3àCaCO3ò+2NaHCO3

MgSO4+Na2CO3àMgCO3...