Kurs Sikory :: kursy maturalne :: Chemia :: Artykuły
Woda arche wszechświata
W symbolice kulturowej woda jest jednym z czterech żywiołów, wraz z ogniem, powietrzem i ziemią. Symbolizuje ona oczyszczenie i płodność.
Już jeden z pierwszych filozofów – Tales z Miletu opierając się na obserwacji wszechświata ogromne znaczenie przypisał wodzie. Uznał ją za zasadę – arche wszechświata. Zasada jest tu rozumiana jako pewna podstawa, początek, coś stałego – coś, z czego wywodzą się wszystkie rzeczy i w co się obrócą.
Dlaczego właśnie na wodę wskazał Tales jako na zasadę wszechświata? Opierał się na obserwacji – zauważył, że pożywienie jest wilgotne, oraz że nasiona wszystkich rzeczy (roślin, zwierząt) są wilgotne. To z nasion powstają rzeczy - woda jest, więc ich początkiem.
Już jeden z pierwszych filozofów – Tales z Miletu opierając się na obserwacji wszechświata ogromne znaczenie przypisał wodzie. Uznał ją za zasadę – arche wszechświata. Zasada jest tu rozumiana jako pewna podstawa, początek, coś stałego – coś, z czego wywodzą się wszystkie rzeczy i w co się obrócą.
Dlaczego właśnie na wodę wskazał Tales jako na zasadę wszechświata? Opierał się na obserwacji – zauważył, że pożywienie jest wilgotne, oraz że nasiona wszystkich rzeczy (roślin, zwierząt) są wilgotne. To z nasion powstają rzeczy - woda jest, więc ich początkiem.
Panta rei
Pozostając jeszcze chwilę w dziedzinie filozofii zauważmy, że analizując biologiczną budowę organizmów żywych możemy stwierdzić, że filozoficzne powiedzenie Heraklita z Efezu: „Wszystko płynie” jest niezwykle trafne również w odniesieniu do ludzkiego ciała. Woda stanowi przeważającą część masy większości organizmów. W tkankach ludzkich jej zawartość waha się od 20% w kościach do 85% w mózgu – całe szczęście, że nasze mózgi są takie chłonne ;). Woda stanowi około 70% całkowitego ciężaru ciała.
Właściwości chemiczne wody
Woda to tlenek wodoru, określany wzorem H2O, występujący w trzech stanach skupienia: ciekłym, gazowym (jako para wodna) oraz stałym (jako lód).
-
Polarność. Cząsteczki wody są polarne. Oznacza to, że zawierają one cząstkowe ładunek dodatni i ujemny. Cząsteczki wody łączą się ze sobą wiązaniami wodorowymi. Każda cząsteczka wody ma tendencje do tworzenia wiązań wodorowych z czterema sąsiednimi cząsteczkami o przeciwnym znaku.
-
Rozpuszczalnik. Dzięki własności polarności woda jest doskonałym rozpuszczalnikiem – szczególnie dla substancji polarnych. Woda jako związek polarny odgrywa ważną rolę w ułatwianiu reakcji chemicznych (powoduje dysocjację związków jonowych).
-
Kohezja i adhezja. Cząsteczki wody przyciągają się wzajemnie siłami i adhezji. Skupianie się cząsteczek wody – czyli kohezja, jest rezultatem tworzenia się między cząsteczkami wiązań wodorowych. Siły adhezji polegają natomiast na przyleganiu cząsteczek wody do tych substancji, na powierzchni, których występują grupy naładowanych atomów lub cząsteczek.
-
Wysokie ciepło właściwe. Do podniesienia temperatury wody o jeden stopień Celsjusza potrzebna jest znaczna ilość energii. Ogrzewanie polega na wprawianiu w ruch cząsteczek wody – zaczynają one poruszać się szybciej, a więc zwiększają swoją energię kinetyczną. Zwiększenie prędkości poruszania się cząsteczek wody nie jest zadaniem prostym ze względu na wiązania wodorowe występujące między nimi. Większa cześć energii poświęcona jest na zerwanie części wiązań, niż na wprawienie w ruch cząsteczek wody.
Największą gęstość woda osiąga w temperaturze 4oC.
Ta unikalna własność wody związana jest również z występowaniem wiązań wodorowych. Podczas gdy gęstość większości substancji rośnie wraz z obniżaniem temperatury – woda osiąga maksymalną gęstość w temperaturze 4oC, a przy dalszym ochładzaniu gęstość zaczyna się zmniejszać. Wiązania wodorowe w siatce krystalicznej lodu utrzymują cząsteczki na tyle daleko od siebie, że gęstość lodu jest ok. 10% mniejsza, niż wody w temperaturze 4oC.
Zastanawiałeś się, dlaczego ostrej zimie pozostaje tak wiele dziur w drogach? Związane jest to właśnie z tą właściwością wody – zamarzająca w zagłębieniach woda zaczyna się rozszerzać i rozsadza powierzchnię asfaltu.
Zastanawiałeś się, dlaczego ostrej zimie pozostaje tak wiele dziur w drogach? Związane jest to właśnie z tą właściwością wody – zamarzająca w zagłębieniach woda zaczyna się rozszerzać i rozsadza powierzchnię asfaltu.
Biochemiczna rola wody
Woda odgrywa znaczącą rolę zarówno wewnątrz organizmów roślinnych i zwierzęcych, jak i patrząc globalnie – w całym ekosystemie.
Oto podstawowe funkcje wody:
-
Rozkład wody zachodzący w komórce roślinnej powoduje powstawanie tlenu – proces ten to główne źródło tlenu w powietrzu, którym oddychamy.
-
Woda jest substratem i produktem wielu reakcji chemicznych.
-
Woda jest środowiskiem, w którym zachodzi większość reakcji biologicznych.
-
Woda pełni ogromną funkcję nie tylko wewnątrz organizmów, ale i na zewnątrz – stanowi środowisko życia wielu organizmów żywych żyjących w oceanach, rzekach, jeziorach czy kałużach.
-
Umożliwia rozprzestrzenianie się owoców i nasion roślin na duże odległości.
W organizmie człowieka woda:
-
uczestniczy w przebiegu większości reakcji i procesów metabolicznych (np. w trawieniu),
-
stanowi środek transportu wewnątrzustrojowego: np. produktów przemiany materii, substancji odżywczych, hormonów, enzymów,
-
reguluje ciepłotę ciała i uczestniczy w reakcjach hydrolizy,
-
nawilża gałki oczne i stawy
Woda w diecie
Chociaż woda nie jest składnikiem odżywczym, nie można wyobrazić sobie bez niej życia. Człowiek pozbawiony pożywienia może przeżyć kilka tygodni – pozbawiony wody tylko kilka dni. Ponieważ człowiek w skutek parowania, oddychania i oddawania produktów przemiany materii stale traci wodę z organizmu, płyny powinny być stale uzupełniane.
Człowiek przyjmuje wodę zarówno poprzez płyny, jak i poprzez pożywienie stanu stałego. Poniższa tabela obrazuje, jaki udział mają poszczególne elementy diety w dostarczaniu organizmowi wody.
Człowiek przyjmuje wodę zarówno poprzez płyny, jak i poprzez pożywienie stanu stałego. Poniższa tabela obrazuje, jaki udział mają poszczególne elementy diety w dostarczaniu organizmowi wody.
| Napoje (w tym m.in. woda, sok z owoców, herbata i kawa) | |
| Owoce i warzywa | |
| Mleko, jogurty i napoje mleczne | |
| Pieczywo i produkty zbożowe | |
| Mięso, ryby, jaja i nasiona roślin strączkowych |
Wiele osób nie pije wystarczającej ilości wody. Trudno jest określić konkretne zalecenia dotyczące ilości jej spożywania – byłyby one różne w zależności od klimatu i aktywności fizycznej. W czasie upałów i podczas intensywnych ćwiczeń fizycznych należy pić więcej niż zwykle, ponieważ wzrasta utrata wody przez parowanie i pocenie się. Dużo wody powinniśmy spożywać również podczas wzmożonego wysiłku… intelektualnego. Zbyt małe spożycie wody może, bowiem powodować bóle głowy i trudności w koncentracji.
Złoty środek
Jak wszędzie potrzebny jest złoty środek. Badania naukowe dowodzą, bowiem, że można wypić wody… za dużo. Objawy takiego „przedawkowania” są krótkotrwałe, a objawowo przypominają upojenie alkoholowe.
Złotym środkiem niech będzie by pić wtedy, gdy mamy ochotę, choć niekoniecznie już czujemy pragnienie. Warto wyrobić sobie nawyk wypijania szklanki wody rano i wieczorem. Modelki i gwiazdy filmowe przed poranną filiżanką kawy wypijają szklankę wody z cytryną – pomaga to oczyścić organizm z toksyn, nawilżyć skórę i poprawić trawienie.
Złotym środkiem niech będzie by pić wtedy, gdy mamy ochotę, choć niekoniecznie już czujemy pragnienie. Warto wyrobić sobie nawyk wypijania szklanki wody rano i wieczorem. Modelki i gwiazdy filmowe przed poranną filiżanką kawy wypijają szklankę wody z cytryną – pomaga to oczyścić organizm z toksyn, nawilżyć skórę i poprawić trawienie.
Małgorzata Brzeska
Literatura:
Czy wiemy co jeść? Co pomaga, a co szkodzi, red. Wierzbicka E., wyd. Reader’s Digest Przegląd, Warszawa 1997.
Historia filozofii starożytnej, Tom I, Reale G., Lublin 2000.
Biologia, praca zbiorowa: Wille, Solomon, Berg, Martin, Warszawa 2000.
Czy wiemy co jeść? Co pomaga, a co szkodzi, red. Wierzbicka E., wyd. Reader’s Digest Przegląd, Warszawa 1997.
Historia filozofii starożytnej, Tom I, Reale G., Lublin 2000.
Biologia, praca zbiorowa: Wille, Solomon, Berg, Martin, Warszawa 2000.
Znaczenie wody w przyrodzie docenili też twórcy egzaminu maturalnego z biologii w roku 2001 w województwie mazowieckim – cały temat testowy dotyczył właściwości i roli wody. Ty również nie przegap wody w swoich przygotowaniach do matury!
Ciekawostka: Szacunkowo w ciągu życia człowiek wypija około 40 tysięcy litrów wody. Czyli tyle ile mieści się w kilku cysternach…
Jak zadbać o odpowiednią ilość wody w organizmie?
- pij dużo wody i soków owocowych
- jedz owoce i warzywa – składają się one w 75%-95% z wody
- pamiętaj by uzupełniać płyny po intensywnym wysiłku fizycznym
- w upał wypijaj co najmniej 1,5 litra wody.