5.1 Vesi ja vesiliuokset water and water solutions Vesi on elämän edellytys, ilman sitä ei voi olla elämää (vettä marsissa?) no life without water Vesimolekyyli poolinen polar pieni small muodostaa vetysidoksia hydrogen bonds Veden erityisominaisuudet: 1. suuri pintajännitys surface tension johtuu voimakkaasta vetysidoksesta caused by strong hydrogen bonds voidaan rikkoa emulgointiaineilla/saippualla pisaran muoto lasin ylitäyttö vesimittari lykopodium-jauhe Vesimittari
2. Erityinen tiheys density vesi on tiheintä nesteenä +4 C asteessa most dense as a liquid jäässä vesimolekyyli muodostaa nestettä harvemman rakenteen ice crystal is less dense tiheyden muutos 0-4 C Jään rakenne mahdollistaa järvivesien sekoittumisen ja hidastaa järven jäätymistä pohjasta asti allows lakewater to mix when going from +4 -> 0 C and prevents lakes freezing from bottom limsapullo pakastimeen 3. Korkea kiehumispiste high boiling point korkea k.p. koska vetysidos on vahva high b.p. due to strong hydrogen bond) 4. Kapillaari-ilmiö capillary action poolinen vesi nousee poolista reunaa (esim. lasi) myöten polar water rises along polar surface, e.g. glass kasvit plants
Vesi liuottimena yleisin liuotin most common solvent liuottaa hyvin poolisia molekyylejä ja ioniyhdisteitä ionic compounds and polar molecules are very soluble in water diffuusio=liuennut aine leviää liuokseen tasaisesti diffusion=solute expands in the whole solution kylläinen liuos = max määrä liuennutta ainetta saturated solution = max capasity of solute vesimolekyylit hajottavat ionisidokset ja muodostavat uusia sidoksia dipoleita water molecules break the ion bonds and creates new hydratoituneita "akvaioneja" dipoles (s.133 kuva!) liuenneet ionit ovat hydratoituneet, ja niitä kutsutaan akvaioneiksi, esim. Na+(aq) Kemiallisesti samanlaine liuottaa samanlaista Similia similibus solventur like likes like esim. etanoli ethanol on poolinen neste, joten se liukenee veteen soluble in water
vesi liuottaa huonosti (pitkiä) poolittomia molekyylejä, kuten bensiiniä ja öljyjä oils and petrol and other (long) non-polar molecules are not soluble in water Lämpötilan vaikutus liukoisuuteen temperature changes solubility liukoisuus ilmoitetaan yleensä g/l lämpimään liuokseen liukenee enemmän kiinteää ainetta solubility for solids increases in warmer solvent temperatures kylmään liuokseen liukenee enemmän kaasuja solubility for gases increases in colder solvent temperatures limsapullo suhahtaa enemmän lämpimässä kylmässä vedessä enemmän happea kaloille ylikylläinen liuos = enemmän ainetta liuenneena kuin liukoisuus sallii, voi kiteytyä iskusta/kiteestä supersaturated solution (video supersaturated solution)
Pesuaineiden toiminta vedessä sisältävät tensidejä surfactant tensideissä on poolinen pää, joka liittyy veteen ja pooliton osa, joka liittyy rasvaan surfactants have a polar end that attaches to water and non-polar body, that attaches to fat miselli/micelle kun tensidit muodostavat lian/rasvan ympärille veteen liukenevan pallon, kutsutaan sitä miselliksi surfactants form a ball over fat that is soluble in water Osmoosi - veden virtaus solukalvon läpi Osmosis - water flows through membrane vesi pyrkii tasapainoon liukoisuuden suhteen solukalvon läpi virtaa vettä, siten että sen molemmin puolin on yhtä kylläinen liuos water flows through membrane until both sides are equally saturated ravinto/suolaliuos suolaa pottukattilaan
tislatun veden juominen on vaarallista BI1 laborointityö Vesi - Elämän neste Ihminen tarvitsee noin 2 litraa vettä päivässä. Maapallon vedestä 95%on merivettä sea water ja vain 1% makeaa vettä. Makeasta vedestä tulee olemaan pulaa tulevaisuudessa! Puhdas vesi pure water = vain H2O molekyylejä, saadaan esim tislaamalla Juotava vesi/talousvesi drinkable/potable water = mikrobiologisesti ja kemiallisesti puhdasta vettä Raakavesi raw water= esim. järvivesi tai muu pintavesi Raakavesi täytyy puhdistaa fysikaalisin ja kemiallisin menetelmin ennen kuin se on täysin juomakelpoista (suodatus filtration, saostus precipitation, desinfionti)
Vesijalanjälki (water footprint) kertoo, paljonko tuotteen valmistamiseen on käytetty vettä. (vrt. hiilijalanjälki carbon footprint) Esim. Koulussa käytetään paljon perunaa potato, koska se on lähiruokaa ja sillä on pieni vesijalanjälki (~1400 l/kg). Naudanlihan beef vesijalanjälki on ~15 000 l/kg, lehtisalaatin lettuce ~240 l/kg riisin rice ~2400 l/kg kahvinpurujen grinded coffee ~19 000 l/kg Suomalaisen vesijalanjälki on ~4700 l/päivä Se vastaa 1733 kuutiometriä vuodessa. Maailman keskiarvo world average on 1385! 47% Suomalaisten vesijalanjäjestä muodostuu ulkomailla, eli käytämme paljon muiden maiden vesivarantoja!
Keskiviikkona 7.12 laboratoriotyö n. klo 11.10, eka tunti klo 10.20 on Oulun kauppatieteen opintoesittely Työ 12. Samanlainen liuottaa samanlaista Lue laboratoriotyötä varten sivut työturvallisuusohjeet s. 161-162 työohje s.184-185 opintokortin laboratoriotyön arviointikohta
5.2 Ilma ja ilmakehä Ilman koostumus tilavuusprosentteina: Air consists of: 78% typpeä N 21% happea O 1% muita kaasuja (CO2, argon, yms.) Ilmakehä mahdollistaa elämän maapallolla: otsoni suojaa avaruuden UV-säteilyltä ozone layer protects us from UV-radiation sopiva hapen määrä, lämpötila ja paine right amount of oxygen, temperature and pressure Ilmakehään liittyviä uhkia: otsonikato ilmaston lämpeneminen ilman epäpuhtaudet: pienhiukkaset ja otsoni
5.3 Kallio ja maaperä Suomen kallioperässä on paljon kvartsia (SiO2), mm. graniitissa granite. Graniitti on Suomen yleisin kivilaji & kansalliskivilaji. Kivi rock koostuu mineraaleista minerals, ja mineraalit koostuvat alkuainesta Si, O, Al, Fe, Ca, Na, K ja Mg. Mineraaleja käytetään paitsi sellaisenaan, niin myös malmina, koruina ja teollisuudessa.