Vann

Fra Wikipedia, den frie encyklopedi

Egenskaper

Generelt
Navn	Vann
Diagram
Kjemisk formel	H2O
Utseende	Fargeløs væske
Fysiske
Formelvekt	18,01528 u
Frysepunkt	273 K (0 °C)
Kokepunkt	373 K (100 °C)
Kritisk temperatur	674 K
Kritisk trykk	22,1 MPa
Tetthet	1,0 ×103 kg/m3
Termokjemisk
ΔfH0gass	–241,83 kJ/mol
ΔfH0flytende	–285,83 kJ/mol
ΔfH0fast	-291,83 kJ/mol
S0gass, 1 bar	188,84 J/mol·K
S0flytende, 1 bar	69,95 J/mol·K
S0fast	41 J/mol·K
Sikkerhet
Opptakelse	Livsnødvendig; overdrevet inntak kan føre til hodepine, forvirrelse og kramper, og kan være dødelig.
Innånding	Ugiftig. Kvelning i vann kalles drukning.
Hud	Langvarig nedsenkelse i vann kan føre til avskalling
Øyne	Ufarlig
SI enheter & STP er brukt unntatt hvor merket.

For «et vann», se innsjø.

Et vannmolekyl En foss

Vann [vann]Ordbok er en kjemisk forbindelse og et polart molekyl. Det er flytende under STP-forhold. Dens kjemiske formel er H₂O, som betyr at et molekyl vann består av to hydrogenatomer og et oksygenatom.

Vann finnes nesten overalt på Jorda og er livsnødvendig for alt kjent liv. Omtrent 70 % av Jordas overflate er dekket av åpent vann (hav, innsjøer og elver).

En vannmasse er et utrykk for et osean, hav, innsjø, elv, bekk, kanal, dam eller lignende.

Innhold 1 Etymologi 2 Vannets egenskaper 2.1 Aggregattilstander og temperatur 2.2 Dipolaritet 2.3 Kokepunkt og varmekapasitet 2.3.1 Tetthet 2.4 Løsemiddel 2.5 Kohesjon og overflatespenning 2.6 Konduktivitet 2.7 Elektrolyse 2.8 Reaktivitet og pH 2.9 Farge 2.10 Lukt og smak 2.11 Dihydrogenmonoksid 3 Vann på jorda 3.1 Vann som ressurs 3.2 Tidevann 4 Religion og mytologi 5 Vannrettigheter og utvikling 6 Se også 7 Referanser 7.1 Generelle referanser 7.2 Vann som naturressurs 8 Litteratur 9 Eksterne lenker

[rediger] Etymologi

Wiktionary: Vann – ordboksoppføring

Ordet «vann» kommer, via norrønt vatn, fra indoeuropeisk, som igjen er utviklet fra urindoeuropeisk fra roten *wes. Det skandinaviske ordet «vinter», engelsk «water», «wash», med flere, det tyske ordet «Wasser» og russisk «voda» og «vodka» har samme opphav. Avledet fra urindoeuropeisk *ud-ro kommer også gresk hydro (vann) og hydra, mens det latinske aqua kommer fra urindoeuropeisk *agwjo.

[rediger] Vannets egenskaper

[rediger] Aggregattilstander og temperatur

Vann i fast form er kjent som is og i gassform som damp. Temperaturskalaen Celsius er definert ut fra vannets smelte- og fordampningspunkt, der vannet fryser ved 0 °C og fordamper ved 100 °C, og én grad stigning tilsvarer 1/100 av forskjellen mellom disse punktene. Temperaturskalen Kelvin har samme stigningstall. Imellom smeltepunktet og fordampningspunktet, inkludert i STP-forhold, er vannet i flytende tilstand (ved normalt trykk).

Temperaturenhetene (tidligere Celsius og nå Kelvin) er definert ut i fra trippelpunktet til vann, 273,16 K (0,01 C) og 611,2 Pa. Under dette trykket og denne temperaturen kan fast, flytende og gassformen av vann eksistere samtidig i likevekt. Vann viser ganske merkelig atferd, som å kunne eksistere som glassaktig is, en ikke-krystallisk fast form av vann.

Under temperaturer større en 647 K og trykk større enn 22,064 Mpa, vil en samling av vannmolekyler anta en superkritisk tilstand, der væskelignende grupper flyter inni en gasslignende fase.

[rediger] Dipolaritet

En viktig egenskap ved vann er dets polare egenskap. Vannmolekylet H₂O er vinklet, med oksygen i spissen og hydrogenatomer ytterst. Siden oksygen har høyere elektronegativitet enn hydrogen, har oksygenatomets side delvis negativ ladning i forhold til hydrogensiden. Et molekyl med en slik ladningsforskjell kalles en dipol. Spenningsforskjellene gjør at vannmolekylene tiltrekkes av hverandre (den negative siden trekkes til et annets molekyl positive side) og til andre polare molekyler. Dette kalles hydrogenbinding. Denne kraften er relativt svak, men det høye antallet hydrogenbindinger fører til at vann har en rekke spesielle fysiske egenskaper.

[rediger] Kokepunkt og varmekapasitet

Vann har, på grunn av hydrogenbindingene, et veldig høyt kokepunkt, siden det trengs mye energi for å bryte disse bindingene mellom molekylene. Grunnstoffet svovel som ligger under oksygen i periodesystemet, og dets tilsvarende kjemiske forbindelse hydrogensulfid (H₂S), har ikke disse hydrogenbindingene og er en gass ved romtemperatur selv om det har dobbelt så høy molekylvekt som vann. Hydrogenbindinger gir også vann høy varmekapasitet, det vil si at det trengs mye energi for å varme opp vann.

[rediger] Tetthet

Hydrogenbindinger gir samtidig vann spesielle egenskaper når det fryser. Som de fleste andre materialer blir vannets tetthet større ved lavere temperatur. Men når vann blir kjølt ned til nær frysepunktet fører hydrogenbindingene til – mens vannmolekylene flytter på seg for å minimalisere sin energi – at det dannes en struktur som faktisk har lavere tetthet. Dermed vil vann utvide seg når det fryser og is vil flyte i vann, mens de fleste andre materialer krymper og synker når de går over til fast form.

Flytende vann har sin høyeste tetthet ved 3,98 °C. Dette har en interessant konsekvens for livet i vannet om vinteren. Vann som blir avkjølt ved overflaten blir tyngre og synker, og danner konveksjonsstrømmer som avkjøler hele vannet. Når overflaten kjøles under 4 °C blir den imidlertid lettere, konveksjonsstrømmene opphører, og overflaten fryser til is som danner en isolerende hinne som kan hindre videre nedkjøling og bunnfrysing. Dermed kan fisk og andre organismer leve videre i vannet som holder ca. 4 °C på bunnen. (Grunt vann vil likevel bunnfryse ved sterk kulde.)

En annen konsekvens av at vann utvider seg når det fryser, er at is smelter hvis det utsettes for tilstrekkelig høyt trykk.

[rediger] Løsemiddel

Vann er også et godt løsemiddel på grunn av sin polaritet. Egenskapene som løsemiddel er livsviktige i biologi, fordi mange biokjemiske reaksjoner forekommer kun i vannholdige løsninger, for eksempel reaksjoner i celleslimet og blodet. I tillegg brukes vann til å transportere biologiske molekyler.

Når en ionisk eller polar forbindelse kommer i kontakt med vann blir den omringet av vannmolekyler. Siden vannmolekylene er relativt små kan de omringe helt et molekyl av det oppløste. De delvis negative dipolene til vann blir tiltrukket av de positivt ladde delene av det oppløste, og motsatt for de positive dipolene.

Et eksempel på en ionisk løsning er bordsalt; natriumklorid, NaCl, vil dele seg opp i Na⁺–kationer og Cl^––anioner. Hvert ion vil bli omringet av vannmolekyler. Ionene blir da lett fraktet ut av sitt krystallgitter og inn i løsningen. Et eksempel på en ikke-ionisk løsning er sukker. Dipolene til vann vil hydrogenbinde seg til de dipolare områdene på sukkermolekylet og frakter det ut i løsningen.

Generelt løser ioniske og polare substanser som syrer, alkoholer og salter seg lett med vann, mens ikke-polare substanser som fett gjør ikke det. Ikke-polare molekyler holder seg sammen i vann fordi det er energisk mer gunstig for vannmolekylene å hydrogenbinde seg med hverandre enn å anta van der Waals forbindelser med ikke-polare molekyler.

[rediger] Kohesjon og overflatespenning

De sterke hydrogenbindingene gir høy kohesjon, og dermed overflatespenning. Dette ses tydelig hvis man har vann på en overflate som ikke er løselig i vann. Vannet holder seg samlet i dråper. Denne evnen er viktig når plantene frakter vann gjennom stengelen; de sterke intramolekylære kreftene holder vannet sammen og motvirker hårrørskreftene. Andre væsker vil ha langt større tendens til å danne luftlommer, vakuum og dermed stoppe væsketilførselen.

[rediger] Konduktivitet

Rent vann er en isolator, men allikevel er det vanlig å se på vann som et elektrisk ledende, eller konduktivt, stoff. Hvis et salt løses i vann, vil denne saltløsningen (elektrolytten) kunne lede elektrisk strøm. Denne ledeevnen skyldes redoksreaksjonen som oppstår i løsningen. Det er altså ikke selve vannet som leder strømmen. Se Elektrolyse nedenfor.

[rediger] Elektrolyse

Vann kan deles opp i sine bestanddeler, hydrogen og oksygen, ved å la en strøm gå gjennom det. Denne prosessen kalles elektrolyse. Vannmolekyler skiller seg naturlig til H⁺- og OH^--ioner som trekkes henholdsvis mot anoden og katoden. Ved katoden vil to H⁺-ioner ta opp elektroner og danne H₂-gass. Ved anoden går fire OH^–-ioner sammen og danner O₂-gass og avgir fire elektroner. Gassene som blir dannet bobler opp til overflaten og kan bli samlet opp.

[rediger] Reaktivitet og pH

Vann kan oppføre seg som både syre og base; det kan både avgi og motta protoner (H⁺), en reaksjon som kalles protolyse. Vann protolyserer med seg selv etter følgende likevektsreaksjon:

H₂O + H₂O ↔ H₃O⁺ + OH^-

Vann reagerer med syrer og baser og lager sure og basiske løsninger, etter hvor sterke syrene/basene er. Hvor sur eller basisk en løsning er, måles med pH (eller pOH). pH er et mål på konsentrasjonen av oksoniumioner (H₃O⁺) i en løsning, mens pOH er et mål på konsentrasjonen av hydroksidioner (OH^–). Jo lavere pH, jo høyere er konsentrasjonen av H₃O⁺. I vann ved romtemperatur er produktet av konsentrasjonene av H₃O⁺ og OH^– alltid 10^–14 (mol/l)²; summen av pH og pOH er 14. Ved pH 7 er konsentrasjonen av H₃O⁺ og OH^– lik, og løsningen er nøytral. Hvis denne likevekten forstyrres, blir løsningen sur (lavere pH; mer H₃O⁺) eller basisk (høyere pH; mer OH^–).

Det systematiske syrenavnet for vann er hydroksisyre, mens det systematiske basenavnet er hydrogenhydroksid. Det bør imidlertid nevnes at vann alene er verken syre eller base, men kan altså opptre som en svak syre eller en svak base i nærvær av hhv. en sterk base eller en sterk syre.

I teorien har rent vann pH 7, men i praksis er rent vann svært vanskelig å fremstille. Vann som er i kontakt med luft over en viss tid opptar raskt karbondioksid og danner en løsning av karbonsyre (kullsyre) med en likevekt-pH på ca. 5,7.^[1]

[rediger] Farge

Rent vann er gjennomsiktig, og viser som regel fargen på stoffene bak eller rundt, eller reflekterer lyset som treffer vannoverflaten, som havet reflekterer himmelen. Under visse lysforhold kan regn eller lignende vannfall vise en regnbue.

[rediger] Lukt og smak

Rent vann har ingen lukt eller smak, men siden vann er et meget godt løsemiddel vil det ofte være salter og andre forurensinger tilstede. Når man refererer til "smaken" på vann fra ulike kilder, er det tilstedeværelsen av disse forurensningene man sikter til.

[rediger] Dihydrogenmonoksid

Kjemikere omtaler tidvis vann spøkefullt som dihydrogenmonoksid eller DHMO, molekylets systematisk kovalente navn, særlig i parodier på kjemisk forskning som krever forbud mot dette «farlige kjemikaliet»^[2]. I byen Aliso Viejo i California ble isoporkopper nesten bannlyst da det ble kjent at DHMO var brukt i produksjonen^[3].

[rediger] Vann på jorda

Se også: hydrologi, vannets kretsløp

Vann eksisterer i mange former omtrent overalt på jorda, til og med dypt under de store ørkenene. Mesteparten av vannet befinner seg i verdenshavene og som polaris, men en del finnes også som skyer og vanndamp, regnvann, elver, vassdrag og is. Vannet forandrer stadig aggregattilstand, drevet av sollyset, og sirkulerer dermed rundt, og har på den måten en kontinuerelig bevegelse, vannets kretsløp. Gjennom fordampning, nedbør og avrenning, avgjør vannet temperaturen og klimaet over hele jorden.

Den totale vannmengden på jordkloden anslås til å være ca. 1 384 120 000 km³. Mesteparten av dette finnes i havet, ca. 97,2 %. Resten, ca. 2,8 % er ferskvann. 2,15 % av dette finnes i frossen tilstand som breer og innlandsis, 0,63 % befinner seg under bakkenivå som grunnvann. Bare 0,02 % befinner seg i vassdrag, elver og innsjøer, og ikke mer enn 0,001 % som vanndamp i atmosfæren.

Vannet har høyest densitet ved 4 °C, hvilket gjør at det kalde vannet, og det av vannet som har frosset til is, legger seg som et isolerende lag over det varmere vannet. Dette gjør at større vannansamlinger veldig sjeldent bunnfryser, hvilket gir godt grunnlag for liv i havet.

[rediger] Vann som ressurs

Vann som har fordampet og kondensert, faller – dersom ansamlingen er tung nok – ned til jorda som nedbør. Dette har er svært avgjørende for jordbruk og for mennesker generelt. Mennesker har derfor en mengde ord for å beskrive de ulike formene nedbør, for eksempel regn, hagl, snø, tåke og dugg.

På samme måte har hvordan vannet renner stor betydning for menneskenes tilholdssteder. Elver og oppsamling av vann er viktige forutsetninger for vårt jordbruk, og havene gir muligheter for fiske, samt for reise, handel og transport. Gjennom erosjon former vannet kontinentene og landskapet. De fleste mennesker lever i daler og ved elvedeltaer.

Vannet trenger inn i jorda og blir jordvann. Dette grunnvannet tar seg opp til jordas overflate igjen, gjennom naturlige vannkilder og menneskenes brønner, eller som varme kilder og geysirer.

Høyvann, eller flo

Lavvann, eller fjære

[rediger] Tidevann

Tidevann er en periodisk variasjon i vannstanden i havet, hvor havet stiger og synker, fordi månen og solen med sin tyngdekraft trekker vannet i havet mot seg. Forandringer kommer av at månen og solen forandrer posisjon i forhold til jorda, kombinert med jordas rotering og lokalt batymetri. Dette forårsaker forandringer mht. hvor høyt vannet står, spesielt ved kysten, og skaper også varierende strømmer, kjent som tidevannsstrøm. Økologisk er landstripen som vises ved lavvann er en viktig sone.

[rediger] Religion og mytologi

Vann blir ansett som rensende i de fleste religioner. Rituell vask inngår i flere større religioner, blant annet innen kristendom, hinduisme, rastafaribevegelsen, islam, shintoisme, taoisme og jødedom. Nedsenking av en person i vann er et sentralt sakrament i kristendommen (hvor det er kalt dåp); det er også en del av praksisen i andre religioner, som jødedom (mikvah) og sikhisme (Amrit Sanskar). I tillegg blir døde badet i rent vann i mange religioner, inkludert jødedom og islam. Innen islam kan de fem daglige bønnene som regel gjennomføres etter å ha vasket visse deler av kroppen med rent vann (wudu). I shintoisme blir vann brukt i nesten alle ritualer for å vaske en person eller et område, for eksempel i misogi-ritualet.

Noen trossamfunn bruker vann spesielt forberedt for religiøs bruk (hellig vann innen kristendommen, amrita i sikisme og hinduisme). Mange religioner anser også visse vannkilder eller vannansamlinger som hellige eller i det minste gunstige, for eksempel Lourdes i Den romersk-katolske kirke, Jordan (i det minste symbolsk) i noen kristne samfunn, Zamzam i islam og elva Ganges (blant mange andre) i hinduismen.

Vann er ofte ansett å ha spirituell makt. Innen keltisk mytologi er Sulis den lokale gudinnen for varme kilder, og i hinduismen er Ganges også personifisert som gudinne, mens Saraswati har blitt referert til som gudinne i Vedaene. Vann er også en av hinduismens elementer, sammen ild, jord, rom og luft. Guder kan også være beskyttere for visse kilder, elver eller sjøer: For eksempel var den greske og romerske guden Peneus en elvegud, en av tre tusen okeanider. I islam gir ikke vann bare liv, men livet selv har kommet fra vannet.

Den greske filosofen Empedokles anså vann som en av de fire klassiske elementene, sammen ild, jord og luft. Det ble også ansett som ylem, en basisk substans av universet. Vann ble ansett som kaldt og vått. I teorien om de fire kroppsvæsker forbindes vannet med slim. Vann var også en av de fem elementene innen tradisjonell kinesisk filosofi, sammen med jord, ild, tre og metall.

[rediger] Vannrettigheter og utvikling

UNESCOs internasjonale vannforskningsprogram og deres World Water Development Report (2003) anslår at verden i løpet av de neste 20 årene står foran en mangel på drikkevann uten sidestykke i historien. Mengden av alment tilgjengelig, brukbart vann antas å minske med 30% prosent i denne perioden. Årsakene er forurensning, global oppvarming og politiske stridigheter.

40 prosent av verdens befolkning har for lite vann til et minimum av hygieniske formål. Mer enn 2,2 millioner mennesker døde av sykdommer knyttet til inntak av forurenset vann i år 2000.

Rapporten oppgir store globale forskjeller i volumet av tilgjengelig vann per person, fra 10 000 liter årlig i Kuwait til mer enn 810 000 000 liter årlig i Fransk Guyana. Imidlertid kan rike land som Kuwait lettere enn fattige land håndtere et relativt vannunderskudd.

Verdens vanndag er en internasjonal FN-merkedag den 22. mars hvert år for å sette fokus på mangel på rent drikkevann.

[rediger] Se også

Avsalting Amfotær Dehydrering Dihydrogenmonoksid Drikkevann Elektrolyse Ferskvann Flom

Flatt vann Hydrografi Hydrologi Is Kunstig vanning Meteorologi Mineralvann Mpemba-effekt - kan varmt vann fryse raskere enn kaldt? Nedbør Regn

Saltvann Spillvann Tungtvann Tørke Vannanlegg Vannbehandlingsanlegg Vanndirektivet Vievann

[rediger] Referanser

[rediger] Generelle referanser

• OA Jones, JN Lester and N Voulvoulis, Pharmaceuticals: a threat to drinking water? TRENDS in Biotechnology 23(4): 163, 2005
• Franks, F (Ed), Water, A comprehensive treatise, Plenum Press, New York, 1972-1982
• Property of Water and Water Steam w Thermodynamic Surface
• PH Gleick and associates, The World's Water: The Biennial Report on Freshwater Resources. Island Press, Washington, D.C. (published every two years, beginning in 1998.)
• Marks, William E., The Holy Order of Water: Healing Earth's Waters and Ourselves. Bell Pond Books ( a div. of Steiner Books), Great Barrington, MA, November 2001. ISBN 0-88010-483-X.
• Debenedetti, P. G., and Stanley, H. E.; "Supercooled and Glassy Water", Physics Today 56 (6), p. 40–46 (2003). Downloadable PDF (1.9 MB)

[rediger] Vann som naturressurs

• Gleick, Peter H.. The World's Water: The Biennial Report on Freshwater Resources. Washington: Island Press. ISBN 978-1-59726-105-0. 

(November 10, 2006)

• Postel, Sandra (1997, second edition). Last Oasis: Facing Water Scarcity. New York: Norton Press. 

• Anderson (1991). Water Rights: Scarce Resource Allocation, Bureaucracy, and the Environment. 

• Marq de Villiers (2003, revised edition). Water: The Fate of Our Most Precious Resource. 

• Diane Raines Ward (2002). Water Wars: Drought, Flood, Folly and the Politics of Thirst. 

• Miriam R. Lowi (1995). Water and Power: The Politics of a Scarce Resource in the Jordan River Basin. 

(Cambridge Middle East Library)

• Worster, Donald (1992). Rivers of Empire: Water, Aridity, and the Growth of the American West. 

• Reisner, Marc (1993). Cadillac Desert: The American West and Its Disappearing Water. 

• Maude Barlow, Tony Clarke (2003). Blue Gold: The Fight to Stop the Corporate Theft of the World's Water. 

• Vandana Shiva (2002). Water Wars: Privatization, Pollution, and Profit. ISBN 0-7453-1837-1. 

• Anita Roddick, et al (2004). Troubled Water: Saints, Sinners, Truth And Lies About The Global Water Crisis. 

• William E. Marks (2001). The Holy Order of Water: Healing Earths Waters and Ourselves. 

[rediger] Litteratur

• Nina Drolsum Kroglund: Vann - kilde til konflikt eller samarbeid? : Jordanvassdragets historie. Kolofon Oslo 2008. 156 s. ISBN 978-82-300-0450-0

[rediger] Eksterne lenker

Wiktionary: Vann – ordboksoppføring

• World Water Forum
• World Water Assessment Program
• United Nations' World Water Development Report
• Water Structure and Behaviour
• SAHRA - Global Water Newswatch
• A spoof site on the "dangers" of dihydrogen monoxide