Redigerer Vann (avsnitt)

== Vannets egenskaper ==
=== Aggregattilstander og temperatur ===
<!--[[Fil:Iceberg with hole near sanderson hope 2007-07-28 2.jpg|thumb|left|Her finnes vannet i alle tre aggregattilstandene: (1) Som fast stoff, i form av is; (2) i flytende form, i form av havvann og skyer; (3) i gassform, selv om det ikke er synlig.]]-->
Vann i fast form er kjent som [[is]] og i gassform som [[Vanndamp|damp]]. Temperaturskalaen [[celsius]] er definert ut fra vannets smelte- og fordampningspunkt, der vannet fryser ved 0&nbsp;°C og koker ved 100&nbsp;°C, og én grad stigning tilsvarer 1/100 av forskjellen mellom disse punktene. Temperaturskalen [[Kelvin]] har samme stigningstall. Mellom smeltepunktet og kokepunktet, inkludert i [[standard temperatur og trykk|STP]]-forhold, er vannet i flytende tilstand (ved normalt trykk).

Temperaturenhetene (tidligere celsius og nå kelvin) er definert ut i fra [[trippelpunkt]]et til vann, 273,16 K (0,01&nbsp;C) og 611,2 [[Pascal (enhet)|Pa]]. Under dette trykket og denne temperaturen kan fast, flytende og gassformen av vann eksistere samtidig i likevekt. Vann viser ganske merkelig atferd, som å kunne eksistere som glassaktig is, en ikke-krystallisk fast form av vann.

Under temperaturer større enn 647 [[Kelvin|K]] og trykk større enn 22,064 [[Pascal (enhet)|Mpa]], vil en samling av vannmolekyler anta en ''superkritisk'' tilstand, der væskelignende grupper flyter inni en gasslignende fase.

[[Fil:3D model hydrogen bonds in water.svg|thumb|left|Modell av vannmolekyler med hydrogenbindinger mellom seg (1).]]

=== Dipolaritet ===
En viktig egenskap ved vann er dets [[polart molekyl|polare]] egenskap. Vannmolekylet H<sub>2</sub>O er vinklet, med [[oksygen]] i spissen og [[hydrogen]]atomer ytterst. Siden oksygen har høyere [[elektronegativitet]] enn hydrogen, har oksygenatomets side delvis negativ ladning i forhold til hydrogensiden. Et molekyl med en slik ladningsforskjell kalles en [[dipol]]. Spenningsforskjellene gjør at vannmolekylene tiltrekkes av hverandre (den negative siden trekkes til et annets molekyl positive side) og til andre polare molekyler. Dette kalles [[hydrogenbinding]]. Denne kraften er relativt svak, men det høye antallet [[hydrogenbindinger]] fører til at vann har en rekke spesielle fysiske egenskaper.

=== Kokepunkt og varmekapasitet ===
Vann har, på grunn av hydrogenbindingene, et veldig høyt [[kokepunkt]], siden det trengs mye [[energi]] for å bryte disse bindingene mellom molekylene. [[Grunnstoff]]et [[svovel]] som ligger under [[oksygen]] i [[periodesystemet]], og dets tilsvarende kjemiske forbindelse [[hydrogensulfid]] (H<sub>2</sub>S), har ikke disse hydrogenbindingene og er en [[gass]] ved romtemperatur selv om det har dobbelt så høy [[molekylvekt]] som vann. Hydrogenbindinger gir også vann høy [[varmekapasitet]], det vil si at det trengs mye energi for å varme opp vann.

==== Tetthet ====
Hydrogenbindinger gir samtidig vann spesielle egenskaper når det fryser. Som de fleste andre materialer blir vannets tetthet større ved lavere temperatur. Men når vann blir kjølt ned til nær [[frysepunkt]]et fører hydrogenbindingene til &ndash; mens vannmolekylene flytter på seg for å minimalisere sin energi – at det dannes en struktur som faktisk har lavere tetthet. Dermed vil vann utvide seg når det fryser og is vil flyte i vann, mens de fleste andre materialer krymper og synker når de går over til fast form.

Flytende vann har sin høyeste tetthet ved 3,98&nbsp;°C. Dette har en interessant konsekvens for livet i vannet om vinteren. Vann som blir avkjølt ved overflaten blir tyngre og synker, og danner [[konveksjon]]sstrømmer som avkjøler hele vannet. Når overflaten kjøles under 4&nbsp;°C blir den imidlertid lettere, konveksjonsstrømmene opphører, og overflaten fryser til is som danner en isolerende hinne som kan hindre videre nedkjøling og bunnfrysing. Dermed kan fisk og andre organismer leve videre i vannet som holder ca. 4&nbsp;°C på bunnen. (Grunt vann vil likevel bunnfryse ved sterk kulde.)

=== Løsemiddel ===
[[Fil:SaltInWaterSolutionLiquid.jpg|thumb|upright|Salt ([[koksalt|NaCl]]) løser seg i vann.]]
Vann er også et godt [[løsemiddel]] på grunn av sin polaritet. Egenskapene som løsemiddel er livsviktige i [[biologi]], fordi mange biokjemiske reaksjoner forekommer kun i vannholdige [[Løsning (kjemi)|løsninger]], for eksempel reaksjoner i [[celleslim]]et og [[blod]]et. I tillegg brukes vann til å transportere [[biologiske molekyler]].

Når en ionisk eller polar forbindelse kommer i kontakt med vann blir den omringet av vannmolekyler. Siden vannmolekylene er relativt små kan de omringe helt et molekyl av det oppløste. De delvis negative dipolene til vann blir tiltrukket av de positivt ladde delene av det oppløste, og motsatt for de positive dipolene.

Et eksempel på en ionisk løsning er [[natriumklorid|bordsalt]]; natriumklorid, NaCl, vil dele seg opp i Na<sup>+</sup>–[[kation]]er og Cl<sup>–</sup>–[[anion]]er. Hvert ion vil bli omringet av vannmolekyler. Ionene blir da lett fraktet ut av sitt krystallgitter og inn i løsningen. Et eksempel på en ikke-ionisk løsning er [[sukker]]. Dipolene til vann vil hydrogenbinde seg til de dipolare områdene på sukkermolekylet og frakter det ut i løsningen.

Generelt løser ioniske og polare substanser som [[syre]]r, [[alkoholer]] og [[salt]]er seg lett med vann, mens ikke-polare substanser som fett gjør ikke det. Ikke-polare molekyler holder seg sammen i vann fordi det er energisk mer gunstig for vannmolekylene å hydrogenbinde seg med hverandre enn å anta [[van der Waals kraft|van der Waals forbindelser]] med ikke-polare molekyler.

=== Medisinsk ===
Selv om vann er essensielt for menneskekroppen, kan sterkt overdrevet vanninntak kan føre til en potensielt livstruende tilstand kjent som [[vannforgiftning]]. Årsaken er at vannet fører til en lavere konsentrasjon av blant annet elektrolytter i blodet.

=== Kohesjon og overflatespenning ===
[[Fil:Capillarity.svg|thumb|upright|Kapillærkrefter, [[kohesjon]] og adhesjon, fører til at vann beveger seg oppover, mot tyngdekraften. Her sammenlignet med kvikksølv.]]
De sterke hydrogenbindingene gir høy [[kohesjon]], og dermed [[overflatespenning]]. Dette ses tydelig hvis man har vann på en overflate som ikke er løselig i vann. Vannet holder seg samlet i dråper. Denne evnen er viktig når plantene frakter vann gjennom stengelen; de sterke intramolekylære kreftene holder vannet sammen og motvirker [[hårrørskraft|hårrørskreftene]]. Andre [[væske]]r vil ha langt større tendens til å danne luftlommer, [[vakuum]] og dermed stoppe væsketilførselen.

=== Konduktivitet ===
Rent vann er en [[isolator]], men likevel er det vanlig å se på vann som et elektrisk ledende, eller konduktivt, stoff. Hvis et [[salt]] løses i vann, vil denne ''saltløsningen'' (elektrolytten) kunne lede elektrisk strøm. Denne ledeevnen skyldes [[redoksreaksjon]]en som oppstår i løsningen. Det er altså ikke selve vannet som leder strømmen. Se ''Elektrolyse'' nedenfor.

=== Elektrolyse ===
Vann kan deles opp i sine bestanddeler, hydrogen og oksygen, ved å la en strøm gå gjennom det. Denne prosessen kalles [[elektrolyse]]. Vannmolekyler skiller seg naturlig til H<sup>+</sup>- og OH<sup>-</sup>-ioner som trekkes henholdsvis mot [[anode]]n og [[katode]]n. Ved katoden vil to H<sup>+</sup>-ioner ta opp elektroner og danne H<sub>2</sub>-gass. Ved anoden går fire OH<sup>–</sup>-ioner sammen og danner O<sub>2</sub>-gass og avgir fire elektroner. Gassene som blir dannet bobler opp til overflaten og kan bli samlet opp.

=== Reaktivitet og pH ===
Vann kan oppføre seg som både [[syre]] og [[base]]; det kan både avgi og motta [[proton]]er (H<sup>+</sup>), en reaksjon som kalles [[protolyse]]. Vann protolyserer med seg selv etter følgende likevektsreaksjon:

H<sub>2</sub>O + H<sub>2</sub>O ↔ H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> + OH<sup>-</sup>

Vann reagerer med [[syre]]r og [[base]]r og lager sure og basiske løsninger, etter hvor sterke syrene/basene er. Hvor sur eller basisk en løsning er, måles med [[pH]] (eller [[pOH]]). pH er et mål på konsentrasjonen av [[oksonium]]ioner (H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) i en løsning, mens pOH er et mål på konsentrasjonen av [[hydroksid]]ioner (OH<sup>–</sup>). Jo lavere pH, jo høyere er konsentrasjonen av H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>. I vann ved romtemperatur er [[Produkt (kjemi)|produktet]] av konsentrasjonene av H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> og OH<sup>–</sup> alltid 10<sup>−14</sup> (mol/l)<sup>2</sup>; summen av pH og pOH er 14. Ved pH 7 er konsentrasjonen av H<sub>3</sub>O<sup>+</sup> og OH<sup>–</sup> lik, og løsningen er nøytral. Hvis denne [[likevekt]]en forstyrres, blir løsningen sur (lavere pH; mer H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>) eller basisk (høyere pH; mer OH<sup>–</sup>).

Det systematiske syrenavnet for vann er hydroksisyre, mens det systematiske basenavnet er hydrogenhydroksid. Det bør imidlertid nevnes at vann alene er verken syre eller base, men kan altså opptre som en svak syre eller en svak base i nærvær av hhv. en sterk base eller en sterk syre.

I teorien har rent vann pH 7, men i praksis er rent vann svært vanskelig å fremstille. Vann som er i kontakt med [[luft]] over en viss tid opptar raskt [[karbondioksid]] og danner en løsning av karbonsyre ([[kullsyre]]) med en likevekt-pH på ca. 5,7.<ref>Kendall J. (1916)<!--korrekt årstall???-->: ''Journal of the American Chemical Society'', '''38'''(11), 2460-2466.</ref>

=== Farge ===
Rent vann er farget i en veldig lys blåfarge<ref>{{Kilde www |url=http://www1.lsbu.ac.uk/water/vibrat.html#blue |tittel=The visible and UV spectra of liquid water |besøksdato=2010-01-06 |arkiv-dato=2017-07-27 |arkiv-url=https://web.archive.org/web/20170727144128/http://www1.lsbu.ac.uk/water/vibrat.html#blue |url-status=død }}</ref>, men oppfattes som oftest som fargeløst, og viser som regel fargen på stoffene bak eller rundt, eller reflekterer lyset som treffer vannoverflaten. Havet er faktisk blått i seg selv og ikke bare fordi det reflekterer himmelen. Under visse lysforhold kan regn eller lignende vannfall vise en [[regnbue]].

=== Lukt og smak ===
Rent vann har ingen lukt eller smak, men siden vann er et meget godt løsemiddel vil det ofte være [[salt]]er og andre forurensinger til stede. Når man refererer til «smaken» på vann fra ulike kilder, er det tilstedeværelsen av disse forurensningene man egentlig sikter til.

=== Dihydrogenmonoksid ===
[[Fil:vannmolekyl.png|thumb|115px|Modell av et vannmolekyl. <br /> Kjemisk&nbsp;formel:&nbsp;H<sub>2</sub>O, ''dihydrogenmonoksid''.]]
[[Kjemi]]kere omtaler tidvis vann spøkefullt som '''[[dihydrogenmonoksid]]''' eller '''DHMO''', molekylets systematisk kovalente navn, særlig i [[parodi]]er på kjemisk forskning som krever forbud mot dette «farlige kjemikaliet».<ref>[http://www.dhmo.org «Dihydrogen Monoxide»], ''DHMO''</ref> I byen Aliso Viejo i [[California]] ble [[isopor]]kopper nesten bannlyst da det ble kjent at DHMO var brukt i produksjonen.<ref>[http://www.msnbc.msn.com/id/4534017/ «Local officials nearly fall for H2O hoax»], ''MSNBC''</ref>