Polarność to występowanie w cząsteczce chemicznej rozdziału ładunku na część dodatnią i ujemną.
W cząsteczkach wody ładunek dodatni jest przesunięty w stronę atomów wodoru, a ładunek ujemny – w stronę atomu tlenu. Sprawia to, że cząsteczka wody jest dipolem i może tworzyć np. wiązania wodorowe z innymi dipolami. Dzięki polarności woda jest uniwersalnym rozpuszczalnikiem substancji, np. w krwi czy soku roślinnym. Stanowi środowisko reakcji chemicznych w komórce. Wzajemne przyciąganie dipoli wody oraz przyciąganie jej cząsteczek przez powierzchnie naładowane elektrycznie powodują zjawisko kohezji, adhezji (umożliwia np. transport w naczyniach roślin) i napięcia powierzchniowego (pozwala drobnym organizmom poruszać się po powierzchni wody).
11
Ćwiczenie 3
Człowiek wydala wodę przez nerki (mocz), skórę (pot), drogi oddechowe i w kale. W ciągu doby traci w ten sposób ok. 2800 cmIndeks górny 33 wody. Przyjmij, że w bilansie wodnym u człowieka woda metaboliczna to 300 cmIndeks górny 33, a z pokarmem otrzymujemy 1000 cmIndeks górny 33.
RF6hh2qj7cGAY
Pojemność szklanki to 250 cmIndeks górny 33.
Utrata wody to 2800 cmIndeks górny 33, czyli tyle trzeba uzupełnić. Metabolizm zapewnia 300 cmIndeks górny 33 + pokarm 1000 cmIndeks górny 33, co daje 1300 cmIndeks górny 33. Różnicę, czyli 2800 – 1300 = 1500 cmIndeks górny 33 (6 szklanek), należy przyjąć w napojach.
Informacja do ćwiczeń 4 i 5
Napięcie powierzchniowe wody zmniejsza się wraz ze wzrostem temperatury. Tę właściwość można praktycznie wykorzystać w czynnościach takich jak mycie i pranie. Dodatek detergentu oddziałuje na napięcie powierzchniowe tak jak podgrzanie wody.
21
Ćwiczenie 4
R1LuFqtVJNSEB
Zastanów się, jakie substancje znajdują się w ściekach z kuchni i łazienki.
Detergenty i podwyższona temperatura powodują zmniejszenie napięcia powierzchniowego, wykorzystywanego np. przez nartniki lub rzęsę wodną. Wskutek tego organizmy te nie mogą funkcjonować (toną), co zaburza równowagę ekosystemu.
21
Ćwiczenie 5
R11AWWLHt2g2F
Nartniki to owady, które potrafią poruszać się po powierzchni wody. Zastanów się, jakie zjawisko im to umożliwia i jak wpływa na nie letnie południe.
Podwyższona temperatura wody latem w południe sprawia, że spada jej napięcie powierzchniowe. Z tego powodu nartniki nie mogą się ślizgać po powierzchni wody i kryją się w cieniu pod roślinnością przy brzegu.
Informacja do ćwiczeń 6 i 7
Lód to zamarznięta woda o strukturze krystalicznej. Podczas topnienia energia z otoczenia powoduje wzrost ruchliwości cząsteczek i niszczenie ich uporządkowanej struktury. Zjawisko to występuje np. podczas rozmrażania warzyw.
RiN996wN1Pm5U2
Ćwiczenie 6
21
Ćwiczenie 7
R1Pep3tj5XWWR
Czy lód zwiększa czy zmniejsza swoją objętość w stosunku do wody w stanie ciekłym?
Woda, zamarzając, zwiększa swoją objętość. Ponieważ głównym składnikiem komórek jest woda, jej przejście w fazę stałą powoduje rozrywanie (zniszczenie) struktury komórek.
31
Ćwiczenie 8
RqjimmWEwBQMX
Przypomnij sobie zjawiska fizyczne związane z przyciąganiem cząsteczek wody oraz jej cechę, która to umożliwia.
Polarność wody sprawia, że jej cząsteczki przyciągają się wzajemnie (siły kohezji, spójności) i są przyciągane przez powierzchnie naładowane elektrycznie (adhezja, przyleganie). Woda w naczyniach wiązek przewodzących jest „wypychana” z dołu przez parcie korzeniowe, a zasysana od góry przez zmniejszone ciśnienie w efekcie transpiracji przez liście. Dzięki siłom kohezji słup wody w naczyniach nie rozrywa się, a dzięki adhezji przylega do ścian naczyń.
31
Ćwiczenie 9
Pantofelki żyjące w słodkowodnej hodowli sianowej przeniesiono do roztworu cukru, hipertonicznego względem nich. U orzęsków do regulacji poziomu wody w komórce służą wodniczki tętniące.
RwPbghMXVL67L
Zastanów się, na czym polega regulacyjna funkcja wodniczek i przypomnij sobie, co oznacza pojęcie roztwór hipertoniczny.
W hodowli sianowej woda ze środowiska osmotycznie napływa do wnętrza komórki pantofelka, ponieważ stężenie roztworu wewnątrzkomórkowego słodkowodnych pantofelków jest wyższe niż stężenie roztworu wokół nich. W związku z tym wodniczki tętniące muszą usuwać nadmiar wody z komórki. W roztworze cukru stężenie substancji jest większe niż w komórce (roztwór hipertoniczny), czyli woda osmotycznie wypływa z komórki i wodniczki zmniejszają aktywność.