Su kimyasi ders notlari

Suyun çözme özelliği: Su polar ve iyonik maddeleri çözer. Polar ve iyonik maddeler suda yeterince çözündüğünden denizler tuzludur. Deniz suyunun % 3 ü NaCl dir. İnsan kanı % 70-75 su içerir. Bu da besinlerin taşınması ve atıkların tasfiyesinde rol oynar. Çünkü biyolojik bileşiklerde bulunan N ve H atom grupları hidrojen bağları için uygundur.
Polar molekül: Bir molekülde + ve – yüklerin ağırlık merkezlerinin üst üste gelmediği moleküllere polar moleküller denir. Suda da bulunan bu özellik (polarlık ) nicel olarak dipol momentle verilir. Bir molekülün + ve – yük merkezlerinin yükü q ise ve yükler arası uzaklık da d ise μ ile gösterilen dipol moment μ=d.q ile verilir ve birimi debyedir (D). Polar moleküllere dipol moleküller de denir. Ancak içinde polar bağ bulunan her molekül dipol olmayabilir. CCl4 ve CO2 gibi.
Su molekülleri arasında 3 türlü bağ vardır.

• Dipol-dipol bağları
• Hidrojen bağları
• Van der Waals bağları

Kovalent bağlardan 8-10 kez daha zayıf olan hidrojen bağları Van der Waals bağlarından çok kuvvetlidirler. Suyun sıcaklığı artıkça moleküller arsındaki boşluklar büyümekle birlikte 100 0C ye kadar hidrojen bağları etkili olduğundan 100 0C deki suyun buharlaşma ısısı 540 kcal/g gibi yüksek bir değerdedir

Suyun Yoğunluğu
Sıvıların çoğu soğutulduklarında hacimleri azalır, yoğunlukları artar. Mesela etil alkolün yoğunluğu 39 0C’de 0,77329 g/cm3 iken, soğutulduğunda yoğunluğu düzgün olarak artar ve 0 0C’ de 0,80625 g/cm3 değerine ulaşır.
Su da 20 0C’den 4 0C’ye kadar soğutulduğunda, yoğunluğu 0,99829 g/cm3’den 1,00000 g/cm3 değerine kadar artar. Ancak diğer sıvıların çoğundan farklı olarak, 4 0C’den sonra donuncaya kadar genleşir, yoğunluğu azalır ve 0 0C’de 0,99987 g/cm3 değerine ulaşır. Bu sebeple katı su (buz), sıvı sudan daha az yoğundur.
Su soğutulduğunda;
4 0C’ye kadar büzülür,
4 0C’de en yoğundur (1,00000 g/cm3),
4 0C’den 0 0C’ye kadar genleşir (0 0C’de yoğunluğu 0,99987 g/cm3).
Bu özellikler suyun dipten yüzeye doğru donmasını engeller. Önce suyun yüzeyinde buz oluşmaya başlar, açığa çıkan donma ısısı alttaki suya verilir, yüzeyde oluşan buz tabakası ısı yalıtımı sağlar, suyun kütle halinde donması önlenir.
Su donarken oluşan H-bağları sebebiyle ısı yayılır, buz erirken kırılan H-bağları ise ısı soğurur. Böylece su içinde mevsimler arası ani sıcaklık değişimleri gerçekleşmemiş olur.
Suyun Halleri
Su yerkürede değişik hallerde bulunur: su buharı, (bulutlar), su (denizler, göller), buz (kar, dolu, buzullar) gibi. Su sürekli olarak su döngüsü olarak bilinen döngü içinde değişik fiziksel hallere dönüşür.
Temel olarak, su akışı, nehirler ve tarım için su ihtiyacı gibi, insanlık tarihinde büyük roller oynamıştır. Nehirler ve denizler, ticaret ve ulaşım için elverişli yollar sunmuştur. Su akışı, erozyon etkisi ile çevrenin şekillenmesinde büyük roller oynayarak, vadiler ve deltalar oluşmasını sağlamış ve insanların yerleşimine uygun arazi ve alanlar meydana getirmiştir.
Su aynı zamanda zemine nüfuz ederek, yer altına doğru iner. Bu yeraltı suları daha sonra tekrar yüzeye çıkarak doğal kaynaklar, sıcak su kaynakları ve gayzerler oluşturur. Yeraltı suları, aynı zamanda ambalajlanarak olarak satılmaktadır.
Su, kendi içinde farklı maddelerin koku ve tatlarını barındırabilir. Bu nedenle, insan ve hayvanların, suyun içilebilirliğini anlamak için duyuları gelişmiştir. Kaynak suyu veya mineral su diye bilinen tat, aslında suyun içinde çözülmüş olan minerallerin tadıdır. Saf su (H2O), tatsızdır. Bu yüzden, kaynak veya mineral suyunun saflığı diye bilinen şey, suyun içinde zararlı (toksik) maddeler, kir, toz veya mikrobik organizmalar olmadığını belirtir.