water and purity

1. TThhee EExxttrraaoorrddiinnaarryy
PPrrooppeerrttiieess ooff WWaatteerr

2. WWaatteerr
• A water molecule (H2O), is made
up of tthhrreeee atoms --- one
oxygen and two hydrogen.
H
H
O

3. WWaatteerr iiss PPoollaarr
• In each water molecule, the ooxxyyggeenn
aattoomm aattttrraaccttss mmoorree than its "fair
share" of eelleeccttrroonnss
• The ooxxyyggeenn end “acts” nneeggaattiivvee
• The hhyyddrrooggeenn end “acts” ppoossiittiivvee
• Causes the water to be PPOOLLAARR
• However, Water is nneeuuttrraall (equal
number of e- and p+) --- ZZeerroo NNeett
CChhaarrggee

4. HHyyddrrooggeenn BBoonnddss EExxiisstt
BBeettwweeeenn WWaatteerr MMoolleeccuulleess
• FFoorrmmeedd bbeettwweeeenn aa hhiigghhllyy
EElleeccttrroonneeggaattiivvee aattoomm ooff
aa ppoollaarr mmoolleeccuullee aanndd aa
HHyyddrrooggeenn
• OOnnee hhyyddrrooggeenn bboonndd iiss
wweeaakk ,, bbuutt mmaannyy
hhyyddrrooggeenn bboonnddss aarree
ssttrroonngg

5. IInntteerraaccttiioonn BBeettwweeeenn WWaatteerr
MMoolleeccuulleess
NNeeggaattiivvee OOxxyyggeenn eenndd ooff oonnee wwaatteerr mmoolleeccuullee iiss
aattttrraacctteedd ttoo tthhee PPoossiittiivvee HHyyddrrooggeenn eenndd ooff aannootthheerr
wwaatteerr mmoolleeccuullee ttoo ffoorrmm aa HHYYDDRROOGGEENN BBOONNDD

6. WWhhaatt aarree
tthhee
PPrrooppeerrttiieess
ooff WWaatteerr??

7. PPrrooppeerrttiieess ooff WWaatteerr
• AAtt sseeaa lleevveell,, ppuurree wwaatteerr bbooiillss aatt
110000 °°CC aanndd ffrreeeezzeess aatt 00 °°CC..
• TThhee bbooiilliinngg tteemmppeerraattuurree ooff wwaatteerr
ddeeccrreeaasseess aatt hhiigghheerr eelleevvaattiioonnss
((lloowweerr aattmmoosspphheerriicc pprreessssuurree))..
• FFoorr tthhiiss rreeaassoonn,, aann eegggg wwiillll ttaakkee
lloonnggeerr ttoo bbooiill aatt hhiigghheerr aallttiittuuddeess

8. PPrrooppeerrttiieess ooff WWaatteerr
• CCoohheessiioonn

9. PPrrooppeerrttiieess ooff WWaatteerr
• CCoohheessiioonn
• AAddhheessiioonn

10. PPrrooppeerrttiieess ooff WWaatteerr
• CCoohheessiioonn
• AAddhheessiioonn
• HHiigghh SSppeecciiffiicc HHeeaatt

11. PPrrooppeerrttiieess ooff WWaatteerr
• CCoohheessiioonn
• AAddhheessiioonn
• HHiigghh SSppeecciiffiicc HHeeaatt
• HHiigghh HHeeaatt ooff VVaappoorriizzaattiioonn

12. PPrrooppeerrttiieess ooff WWaatteerr
• CCoohheessiioonn
• AAddhheessiioonn
• HHiigghh SSppeecciiffiicc HHeeaatt
• HHiigghh HHeeaatt ooff VVaappoorriizzaattiioonn
• LLeessss DDeennssee aass aa SSoolliidd

13. CCoohheessiioonn
• AAttttrraaccttiioonn bbeettwweeeenn ppaarrttiicclleess ooff tthhee
ssaammee ssuubbssttaannccee (( wwhhyy wwaatteerr iiss
aattttrraacctteedd ttoo iittsseellff))
• RReessuullttss iinn SSuurrffaaccee tteennssiioonn ((aa mmeeaassuurree
ooff tthhee ssttrreennggtthh ooff wwaatteerr’’ss ssuurrffaaccee))
• PPrroodduucceess aa ssuurrffaaccee ffiillmm oonn wwaatteerr tthhaatt
aalllloowwss iinnsseeccttss ttoo wwaallkk oonn tthhee ssuurrffaaccee
ooff wwaatteerr

14. CCoohheessiioonn ……
Helps insects walk across
water

15. AAddhheessiioonn
• AAttttrraaccttiioonn bbeettwweeeenn ttwwoo ddiiffffeerreenntt
ssuubbssttaanncceess..
• WWaatteerr wwiillll mmaakkee hhyyddrrooggeenn bboonnddss wwiitthh ootthheerr
ssuurrffaacceess ssuucchh aass ggllaassss,, ssooiill,, ppllaanntt ttiissssuueess,,
aanndd ccoottttoonn..
• CCaappiillllaarryy aaccttiioonn--wwaatteerr mmoolleeccuulleess wwiillll ““ttooww””
eeaacchh ootthheerr aalloonngg wwhheenn iinn aa tthhiinn ggllaassss ttuubbee..
• EExxaammppllee:: ttrraannssppiirraattiioonn pprroocceessss wwhhiicchh ppllaannttss
aanndd ttrreeeess rreemmoovvee wwaatteerr ffrroomm tthhee ssooiill,, aanndd
ppaappeerr ttoowweellss ssooaakk uupp wwaatteerr..

16. AAddhheessiioonn CCaauusseess CCaappiillllaarryy
AAccttiioonn
Which gives water the
ability to “climb”
structures

17. AAddhheessiioonn AAllssoo CCaauusseess
WWaatteerr ttoo ……
Form spheres &
hold onto plant
leaves
Attach to a
silken spider
web

18. HHiigghh SSppeecciiffiicc HHeeaatt
• AAmmoouunntt ooff hheeaatt nneeeeddeedd ttoo rraaiissee oorr
lloowweerr 1gg ooff aa ssuubbssttaannccee 1°° CC..
• WWaatteerr rreessiissttss tteemmppeerraattuurree cchhaannggee,,
bbootthh ffoorr hheeaattiinngg aanndd ccoooolliinngg..
• WWaatteerr ccaann aabbssoorrbb oorr rreelleeaassee llaarrggee
aammoouunnttss ooff hheeaatt eenneerrggyy wwiitthh lliittttllee
cchhaannggee iinn aaccttuuaall tteemmppeerraattuurree..

19. HHiigghh HHeeaatt ooff VVaappoorriizzaattiioonn
• AAmmoouunntt ooff eenneerrggyy ttoo ccoonnvveerrtt 11gg oorr
aa ssuubbssttaannccee ffrroomm aa lliiqquuiidd ttoo aa ggaass
• IInn oorrddeerr ffoorr wwaatteerr ttoo eevvaappoorraattee,,
hhyyddrrooggeenn bboonnddss mmuusstt bbee bbrrookkeenn..
• AAss wwaatteerr eevvaappoorraatteess,, iitt rreemmoovveess aa
lloott ooff hheeaatt wwiitthh iitt..

20. HHiigghh HHeeaatt ooff VVaappoorriizzaattiioonn
• Water's heat of vaporization is 554400
ccaall//gg..
• IInn oorrddeerr ffoorr wwaatteerr ttoo eevvaappoorraattee,,
eeaacchh ggrraamm mmuusstt GGAAIINN 554400 ccaalloorriieess
((tteemmppeerraattuurree ddooeessnn’’tt cchhaannggee ------
110000ooCC))..
• AAss wwaatteerr eevvaappoorraatteess,, iitt rreemmoovveess aa
lloott ooff hheeaatt wwiitthh iitt ((ccoooolliinngg eeffffeecctt))..

21. • WWaatteerr vvaappoorr forms a kind of
global ‘‘blanket” which helps to
keep the Earth warm.
• HHeeaatt rraaddiiaatteedd ffrroomm tthhee ssuunn
warmed surface of the earth is
aabbssoorrbbeedd aanndd hheelldd
bbyy tthhee vvaappoorr.

22. WWaatteerr iiss LLeessss DDeennssee aass aa
SSoolliidd
• IIccee iiss lleessss ddeennssee as a solid than as a
liquid (ice floats)
• Liquid water has hhyyddrrooggeenn bboonnddss that
are ccoonnssttaannttllyy bbeeiinngg bbrrookkeenn aanndd
rreeffoorrmmeedd..
• FFrroozzeenn wwaatteerr forms a ccrryyssttaall--lliikkee
llaattttiiccee whereby molecules are set at
fixed distances.

23. WWaatteerr iiss LLeessss DDeennssee aass aa
SSoolliidd
•WWhhiicchh iiss iiccee aanndd wwhhiicchh iiss wwaatteerr??

24. WWaatteerr iiss LLeessss DDeennssee aass aa
SSoolliidd
WWaatteerr IIccee

25. HHoommeeoossttaassiiss
• AAbbiilliittyy ttoo mmaaiinnttaaiinn aa sstteeaaddyy ssttaattee
ddeessppiittee cchhaannggiinngg ccoonnddiittiioonnss
• WWaatteerr iiss iimmppoorrttaanntt ttoo tthhiiss pprroocceessss
bbeeccaauussee::
aa.. MMaakkeess aa ggoooodd iinnssuullaattoorr
bb.. RReessiissttss tteemmppeerraattuurree cchhaannggee
cc.. UUnniivveerrssaall ssoollvveenntt
dd.. CCoooollaanntt
ee.. IIccee pprrootteeccttss aaggaaiinnsstt tteemmppeerraattuurree
eexxttrreemmeess ((iinnssuullaatteess ffrroozzeenn
llaakkeess))

26. SSoolluuttiioonnss && SSuussppeennssiioonnss
• WWaatteerr iiss uussuuaallllyy ppaarrtt ooff aa
mmiixxttuurree..
• TThheerree aarree ttwwoo ttyyppeess ooff
mmiixxttuurreess::
– SSoolluuttiioonnss
– SSuussppeennssiioonnss

27. SSoolluuttiioonn
• IIoonniicc ccoommppoouunnddss ddiissppeerrssee aass iioonnss iinn
wwaatteerr
• EEvveennllyy ddiissttrriibbuutteedd
• SSOOLLUUTTEE
– SSuubbssttaannccee tthhaatt iiss bbeeiinngg ddiissssoollvveedd
• SSOOLLVVEENNTT
– SSuubbssttaannccee iinnttoo wwhhiicchh tthhee ssoolluuttee
ddiissssoollvveess

28. SSoolluuttiioonn

29. SSuussppeennssiioonnss
• Substances that
ddoonn’’tt ddiissssoollvvee bbuutt
sseeppaarraattee into tiny
pieces.
• WWaatteerr kkeeeeppss tthhee
ppiieecceess ssuussppeennddeedd
so they don’t
settle out.

30. AAcciiddss,, BBaasseess aanndd ppHH
OOnnee wwaatteerr mmoolleeccuullee iinn 555500 mmiilllliioonn
nnaattuurraallllyy ddiissssoocciiaatteess iinnttoo aa HHyyddrrooggeenn
IIoonn ((HH++)) aanndd aa HHyyddrrooxxiiddee IIoonn ((OOHH--))
H2O  H+ + OH-
HHyyddrrooggeenn IIoonn HHyyddrrooxxiiddee IIoonn
AAcciidd BBaassee

31. TThhee ppHH SSccaallee
• Indicates the ccoonncceennttrraattiioonn ooff HH++
iioonnss
• Ranges from 00 –– 1144
• pH of 77 iiss nneeuuttrraall
• pH 00 uupp ttoo 77 iiss aacciidd … H+
• pH aabboovvee 77 –– 1144 iiss bbasic… OH-
• Each pH unit represents a factor of
1100XX change in concentration
• ppHH 33 iiss 1100 xx 1100 xx 1100 ((11000000))
ssttrroonnggeerr tthhaann aa ppHH ooff 66

32. AAcciiddss
• SSttrroonngg
AAcciiddss
hhaavvee aa ppHH
ooff 11--33
• PPrroodduuccee
lloottss ooff
HH++ iioonnss

33. BBaasseess
• SSttrroonngg
BBaasseess have
a pH of 1111
ttoo 1144
• Contain
lloottss ooff OOHH--
iioonnss and
fewer H+
ions

34. BBuuffffeerrss
• WWeeaakk aacciiddss oorr bbaasseess tthhaatt rreeaacctt wwiitthh
ssttrroonngg aacciiddss oorr bbaasseess ttoo pprreevveenntt
sshhaarrpp,, ssuuddddeenn cchhaannggeess iinn ppHH
((nneeuuttrraalliizzaattiioonn))..
• PPrroodduucceedd nnaattuurraallllyy bbyy tthhee bbooddyy ttoo
mmaaiinnttaaiinn hhoommeeoossttaassiiss
Weak Acid Weak Base