Skillnad mellan vatten och is

De nyckelskillnad mellan vatten och is är det Vatten har inget regelbundet arrangemang av molekyler medan isen har en viss kristallin struktur.

Från de första stadierna av jordens utveckling har vatten varit en stor del av jorden. Vad gäller idag täcker vatten mer än 70% av jordens yta. Härav är en större del av vatten i hav och hav; vilket är cirka 97%. Floder, sjöar och dammar har 0,6% vatten och cirka 2% finns i polära iskapslar och glaciärer. Vissa mängder vatten är närvarande i tunnelbanan och en minuts mängd är i gasformen som ångor och i moln. Bland detta finns mindre än 1% vatten kvar för direkt mänsklig användning. Det här rena vattnet blir också förorenat dag för dag, och det borde finnas en riktig plan för att spara vatten.

INNEHÅLL

1. Översikt och nyckelskillnad
2. Vad är vatten
3. Vad är Ice
4. Jämförelse vid sida vid sida - Vatten mot is i tabellform
5. Sammanfattning

Vad är vatten?

Vatten är en oorganisk förening som har den kemiska formeln H₂O. Vatten är något vi inte kan leva utan. Två hydrogener binder kovalent med en syreatom för att bilda en vattenmolekyl. Dessutom får molekylen en böjd form för att minimera den elektroniska ensamma parbindningsavstängningen och H-O-H-vinkeln är 104^o. Vatten är en klar, färglös, smaklös, luktfri vätska. Dessutom kan det vara i olika former som dimma, dagg, snö, is, ånga etc. Det går till gasfasen när det värmer över 100 ^oC vid det normala atmosfärstrycket.

Vatten är verkligen en underbar molekyl. Det är den mest rikliga oorganiska föreningen i levande materia. Mer än 75% av vår kropp består av vatten. Där är det en komponent i celler, fungerar som lösningsmedel och reaktant. Det är emellertid en vätska vid rumstemperatur, även om den har en låg molekylvikt av 18 gmol^-1.

Figur 01: Vatten är i vätskefasen

Vattenförmågan att bilda vätebindningar är en unik egenskap som den har. Där kan en enda vattenmolekyl bilda fyra vätebindningar. Syre är mer elektronegativ än väte, vilket gör O-H-bindningarna i vattenmolekylen polär. På grund av polariteten och förmågan att bilda vätebindningar är vatten ett kraftfullt lösningsmedel. Dessutom kallar vi det ett universellt lösningsmedel på grund av dess förmåga att lösa ett stort antal material. Vidare har vatten en hög ytspänning, höghäftande, sammanhängande krafter. Det kan tåla temperaturförändringar utan att gå till gasen eller fast form. Vi heter detta som en hög värmekapacitet, som i sin tur är viktig för levande organismers överlevnad.

Vad är Ice?

Is är den fasta formen av vatten. När vi kallar vatten under 0^oC det börjar frysa bildande is. Is är antingen transparent eller lite opak. Ibland har det emellertid en färg beroende på de föroreningar den innehåller. Vidare har denna förening en ordnad regelbunden kristallin struktur.

Figur 02: Isflottor på vatten

Vätebindningarna är viktiga för att göra denna beställda fasta struktur i is. Vätgasbindningarna håller H₂O molekyler med ett visst avstånd från varandra, bildande en kristallin struktur. Under denna process är volymen av samma massa av H₂O expanderar (vilket innebär att massan av vatten blir relativt hög volym vid frysning för att bilda is). Eftersom volymen av vatten expanderar när den fryser är isens densitet lägre än vatten. Därför kan den flyta på vatten. Detta förhindrar att vattnet i botten av vattenkroppen fryser under vintern, vilket skyddar vattenlevande liv.

Vad är skillnaden mellan vatten och is?

Is är den fasta formen av vatten, och den har en viss kristallin struktur, men vatten har inte ett sådant regelbundet arrangemang av molekyler. Så det här är den viktigaste skillnaden mellan vatten och is. Här uppstår denna skillnad på grund av närvaron av vätebindningar mellan vattenmolekylerna. Under frysningsprocessen håller vätebindningarna H₂O molekyler på ett visst avstånd från varandra, vilket ger en kristallin struktur till is. Dessutom ökar denna process volymen. Därför kan vi, som en annan viktig skillnad mellan vatten och is, säga att isen har en låg densitet jämfört med vatten. Därför kan det flyta på vatten.

Vi kan också identifiera en skillnad mellan vatten och is baserat på deras volym och densitet också. Det är; för samma massa är volymen av vatten relativt lägre än is. Därför är densiteten av vatten högre än isen. Nedan infographic om skillnaden mellan vatten och is visar fler skillnader mellan båda.

Sammanfattning - Vatten mot is

Is är den fasta formen av vatten. På grund av närvaron av vätebindningar mellan vattenmolekylerna bildar is is med ett regelbundet arrangemang av H₂O molekyler när vi svalnar under 0^oC. Därför är den viktigaste skillnaden mellan vatten och is att vattnet inte har något ordentligt arrangemang av molekyler medan isen har en viss kristallin struktur.

Referens:

1. "Is, vatten och enkel kemi." Quatr.us Studiehandböcker, Utgivarnamn Quatr.us Studiehandböcker Utgivare Logo, 17 april 2018. Tillgänglig här  
2. Zumdahl, Steven S. "Water." Encyclopædia Britannica, Encyclopædia Britannica, Inc., 4 okt 2018. Tillgänglig här  

Image Courtesy:

1. "Vattendroppe på vattenytan - (2)" Av Davide Restivo från Aarau, Schweiz - Drops # 3, (CC BY-SA 2.0) via Commons Wikimedia  
2. "Vatten och is" Av Victor Blacus - Egent arbete, (CC BY-SA 4,0) via Commons Wikimedia