2. Veden ominaisuuksia
Liukeneminen
Vesi on hyvä liuotin. Sokerit ja suolat liukenevat veteen. Veden mukana kasvi saa maasta tärkeitä ravinteita, kuten kivennäisiä.
Veden mukana myös kasvin lehdissä yhteytyvä sokeri pääsee siirtymään muualle kasvin osiin. Veden avulla suolat ja sokerit kulkeutuvat myös ihmisen sisällä oikeisiin paikkoihin. Kasvista ja ihmisestä suurin osa onkin vettä.
Myös jotkin kaasut liukenevat veteen. Veteen liukenee esimerkiksi happea sen verran, että kalat voivat hengittää vedessä kidustensa avulla. Vedessä happea on kuitenkin paljon vähemmän kuin ilmassa.
Vaikka ilmassa on runsaasti happea, kala yleensä tukehtuu maalla, sillä sen kidukset liimautuvat yhteen ja kuivuvat. Ravun kidukset säilyvät kosteina pidempään, joten se myös pysyy maalla pidempään hengissä.
Liuos on seos, jossa aine näyttää katoavan liuottimeen. Suolamolekyylit piiloutuvat vesimolekyylien sekaan niin, ettei niitä silmillä pysty enää erottamaan. Kuvan vasemmanpuoleisessa koeputkessa on veteen sekoitettu kvartsihiekkaa. Oikeanpuoleisessa koeputkessa on sekoitettu vettä ja suolaa. Lopputuloksesta näkyy selvästi, miten oikeanpuoleinen suolaliuos eroaa kvartsihiekan ja veden tavallisesta seoksesta.
Jos suolan haluaa uudelleen näkyviin, pitää liuoksesta haihduttaa vesi pois. Näin merivedestä saadaan erotettua merisuolaa. Aurinko höyrystää vettä matalilla rannoilla taivaalle, ja ihmiset keräävät kiteytyvää suolaa kasoihin.
Pintajännitys
Vedellä on voimakas pintajännitys. Kun raudasta valmistettu paperiliitin lasketaan varovasti veden kalvomaiselle pinnalle, liitin jää siihen lepäämään. Pienikin töytäisy saa liittimen vajoamaan pohjalle, eikä se enää palaa pinnalle, koska rauta on vettä tiheämpää.
Tässä kuvassa näkyy, kuinka alumiinikiekko on painanut veden pinnan kuopalle. Näyttää todella siltä kuin veden pinnalla olisi oikea kalvo. Huomaa, että kiekko ei kellu, vaan se pysyy veden pinnalla pelkän pintajännityksen ansiosta. Veden pintajännitys johtuu veden molekyyleistä, jotka veden pinnalla tarrautuvat toisiinsa tiukemmin kuin veden sisällä. Jos kiekko vajoaa pohjalle, se myös jää sinne.
Veden pintajännitys on niin voimakas, että se vetää vesipisaran pyöreäksi. Alusta, jolla pisara on, vaikuttaa siihen, kuinka pyöreä pisarasta tulee. Poimulehden pinnalla vesi vetäytyy helposti pallomaiseksi. Sama vaikutus on vahatulla pinnalla sekä linnun höyhenellä.
Veden pintajännitys on niin voimakas, että kolikon päälle voidaan tiputtaa suuri määrä vesipisaroita ilman, että pintajännitys heti murtuu. Myös mukiin voi lisätä vettä jonkin verran yli reunojen. Mitä kylmempää ja puhtaampaa vesi on, sitä voimakkaampi on pintajännitys.
Saippuan vaikutus veden pintajännitykseen voidaan havaita tästä kuvasta. Kun rasvaiselle muoville maalataan vesivärillä viiva, se häipyy veden pisaroinnin takia lähes näkymättömiin. Sen sijaan vesiväri, johon on lisätty saippuaa, levittyy tasaisesti, kuten alemmasta viivasta näkyy. Saippuaa käytetäänkin veden pintajännityksen vähentämiseen esimerkiksi pyykinpesussa. Saippuan ansiosta vesi tunkeutuu vaatteen pienimpiinkin koloihin. Pyykinpesuveden lämmitys vielä tehostaa vaikutusta.
Vesimittari luistelee veden kalvomaisella pinnalla. Sen jalat ovat karvaiset ja rasvaiset, mikä estää pinnan rikkoutumista. Moni muukin pieni selkärangaton eläin kykenee liikkumaan veden pintakalvolla.
Miten saippua vaikuttaa veden pintajännitykseen?
Tiheys
Aineen tiheys vaikuttaa varsinaiseen kellumiseen. Mitä tiheämpää aine on, sitä paremmin se kelluttaa. Oikealla olevassa astiassa, jossa on tavallista vettä, perunapala vajoaa pohjalle. Keskimmäiseen veteen on liuotettu suolaa, joka tekee vedestä tiheämpää. Väkevässä suolavedessä perunapala alkaakin kellua. Vasemmassa astiassa perunapala näyttäisi leijuvan salaperäisesti. Astiassa on kuitenkin vettä kahdessa kerroksessa. Ylempi kerros on tavallista vettä ja alempi väkevää suolavettä. Perunapala ei suinkaan leiju, vaan se kelluu suolaisen kerroksen pinnalla.
Suolajärvessä kelluminen on paljon helpompaa kuin tavallisessa järvessä. Vahva suolavesi on ihmistä tiheämpää ainetta. Kuuluisin suolajärvi lienee Kuollutmeri Israelissa.
Vettä harvemmat aineet, kuten keltainen ruokaöljy, kelluvat vedessä. Tiheämmät aineet, kuten tumma siirappi, uppoavat veteen. Myös lämpötila vaikuttaa. Lämmin vesi kelluu kylmän veden päällä, kunnes niiden lämpötilaerot tasoittuvat.
Vesi on merkillinen aine, sillä kiinteä jää kelluu vedessä. Normaalistihan kiinteä aine uppoaa omaan nesteeseensä. Jos esimerkiksi rautapalan heittää sulaan rautaan, se pulahtaa pohjalle eikä nouse sieltä pinnalle kellumaan. Sen sijaan veteen heitetty jääpala nousee pinnalle kellumaan. Jää kelluu, koska se on harvempaa ainetta kuin vesi. On onni, että jää kelluu, sillä muuten järvet jäätyisivät pohjiaan myöten. Silloin kaloille kävisi todella huonosti.
Painava ja valtavan kokoinen jäävuori kelluu vedessä. Se on mahdollista, koska jää on vettä hieman harvempaa. Ero on kuitenkin pieni. Siksi suurin osa jäävuoresta on pinnan alla. Pinnan alla on noin yhdeksän kertaa pinnan päällinen osa.
Tiivistelmä
- Vesi on hyvä liuotin.
- Vedellä on vahva pintajännitys.
- Vettä tiheämmät aineet vajoavat ja vettä harvemmat aineet kelluvat vedessä. Kiinteä jää on nestemäistä vettä harvempaa.
