392
Vann, pH-verdi, syrer og baser Omne vivium ex aqua – intet liv uten vann
Vann er et svært viktig stoff for alt levende, og det levende har oppstått i vann. Livet utviklet seg i vann over tre milliarder år før det ble liv på land. Alle organismer trenger vann for å vokse og reprodusere seg. Mennesket består av ca. 70 % vann, og vi merker fort om vi får for lite av dette stoffet. Mange av de unike egenskapene til vann ligger i den måten molekylet er bundet sammen på. Vann er altså et polart og lite molekyl. Det kan forekomme i tre faser: fast, væske og gass. Mellom vannmolekylene blir det skapt hydrogenbindinger som er med på å gi vann mange av dets egenskaper.
Vannmolekylets struktur er viktig. a Ett enkelt vannmolekyl har to svakt positive ladninger og en svakt negativ ladning. På grunn av disse kreftene vil det være en fast vinkel mellom hydrogenbeina c i molekylet. b På grunn av ladnings forskjellen vil det oppstå hydrogenbindinger mellom vannmolekylene.
δ(-)
a)
b) H
O δ(+)
H
H
H
O
O δ(+)
δ
O H
δ(-) O
δ(-)
δ(+) H
δ(+)
Hydrogenbindinger
(-)
H
δ(-)
c)
δ(+)
H
H
δ(+)
105° Vinkelen mellom de to hydrogenbeina er fast, 105°
δ(+) (+) H δ
H δ(-)
O
δ(+) H
H δ(+) O δ(-)
H
0603_Vannmolekyl pH-verdi
Om en løsning er sur eller ikke, kan uttrykkes ved hjelp av pH-verdien til løsningen eller hvor på pH-skalaen løsningen er. Skalaen er logaritmisk og går fra 0 til 14. Når en løsning er nøytral, ligger verdien rundt 7 (rent vann), mens pH-verdier under 7 blir betraktet som sure og over 7 som basiske. Det at skalaen er logaritmisk, betyr at for eksempel en væske med pH-verdi 8 er ti ganger mer basisk enn en væske med pH-verdi 7. De aller fleste organismene er svært følsomme for variasjoner i pH-verdien. Det løser de ved å bruke ulike stoffer som buffere. En buffer kan dempe virkningen av den syren eller basen som blir tilført. Buffer er en løsning som kan reagere med både en syre og en base. Dermed endrer ikke pH-verdien seg noe særlig i en slik løsning. Mennesker bruker for eksempel bikarbonat og karbonsyre som buffer og transportør av CO2, se figuren på neste side.