Galvenā atšķirība starp ūdeni un ledu ir tāda, ka ūdenī nav regulāra molekulu izvietojuma, turpretim ledum ir noteikta kristāliska struktūra.
No Zemes evolūcijas sākuma posmiem ūdens ir bijis lielākā zemes daļa. Mūsdienās ūdens klāj vairāk nekā 70% no Zemes virsmas. No tā lielāka ūdens daļa atrodas okeānos un jūrās; kas ir aptuveni 97%. Upēs, ezeros un dīķos ir 0,6% ūdens, un aptuveni 2% ir polārajos ledus cepurēs un ledājos. Zināms ūdens daudzums atrodas pazemē, un neliels daudzums ir gāzes formā tvaiku un mākoņu veidā. Tostarp ir mazāk nekā 1% ūdens tiešai lietošanai cilvēkiem. Arī šis tīrais ūdens katru dienu tiek piesārņots, un ir jābūt pareizam ūdens taupīšanas plānam.
Kas ir ūdens?
Ūdens ir neorganisks savienojums ar ķīmisko formulu H2O. Ūdens ir kaut kas, bez kura mēs nevaram dzīvot. Divi ūdeņraži kovalenti saistās ar skābekļa atomu, veidojot ūdens molekulu. Turklāt molekula iegūst saliektu formu, lai samazinātu elektronu vientuļo pāru saites atgrūšanos, un H-O-H leņķis ir 104o Ūdens ir dzidrs, bezkrāsains, bez garšas un bez smaržas šķidrums. Turklāt tas var būt dažādās formās, piemēram, migla, rasa, sniegs, ledus, tvaiki utt. Tas pāriet gāzes fāzē, kad normālā atmosfēras spiedienā uzsilst virs 100 oC.
Ūdens patiesi ir brīnumu molekula. Tas ir visizplatītākais neorganiskais savienojums dzīvajās vielās. Vairāk nekā 75% mūsu ķermeņa sastāv no ūdens. Tur tā ir šūnu sastāvdaļa, darbojas kā šķīdinātājs un reaģents. Tomēr tas ir šķidrums istabas temperatūrā, lai gan tam ir zema molekulmasa - 18 gmol-1
Attēls 01: Ūdens ir šķidrā fāzē
Ūdens spēja veidot ūdeņraža saites ir tā unikāla īpašība. Tur viena ūdens molekula var veidot četras ūdeņraža saites. Skābeklis ir vairāk elektronnegatīvs nekā ūdeņradis, padarot O-H saites ūdens molekulā polāras. Pateicoties polaritātei un spējai veidot ūdeņraža saites, ūdens ir spēcīgs šķīdinātājs. Turklāt mēs to saucam par universālu šķīdinātāju, jo tas spēj izšķīdināt lielu skaitu materiālu. Turklāt ūdenim ir augsts virsmas spraigums, augsts adhezīvs, kohēzijas spēks. Tas var izturēt temperatūras izmaiņas, nenokļūstot gāzes vai cietā formā. Mēs to saucam par augstu siltumietilpību, kas savukārt ir svarīga dzīvo organismu izdzīvošanai.
Kas ir ledus?
Ledus ir cieta ūdens forma. Kad mēs saucam ūdeni zem 0oC, tas sāk sas alt, veidojot ledu. Ledus ir caurspīdīgs vai nedaudz necaurspīdīgs. Tomēr dažreiz tam ir krāsa atkarībā no tajā esošajiem piemaisījumiem. Turklāt šim savienojumam ir sakārtota regulāra kristāliska struktūra.
2. attēls: ledus peld uz ūdens
Ūdeņraža saites ir svarīgas, lai ledū izveidotu šo sakārtoto cieto struktūru. Ūdeņraža saites notur H2O molekulas noteiktā attālumā viena no otras, veidojot kristālisku struktūru. Šī procesa laikā tās pašas masas H2O tilpums izplešas (tas nozīmē, ka ūdens masa iegūst salīdzinoši lielu tilpumu, sasalstot, veidojot ledu). Tā kā ūdens tilpums, sasalstot, palielinās, ledus blīvums ir mazāks nekā ūdens. Tāpēc tas var peldēt pa ūdeni. Tas novērš ūdens sasalšanu ūdenstilpņu dibenos ziemas periodā, tādējādi aizsargājot ūdens organismu.
Kāda ir atšķirība starp ūdeni un ledu?
Ledus ir cieta ūdens forma, un tam ir noteikta kristāliska struktūra, bet ūdenim nav tik regulāra molekulu izkārtojuma. Tātad, šī ir galvenā atšķirība starp ūdeni un ledu. Šeit šī atšķirība rodas ūdeņraža saišu klātbūtnes dēļ starp ūdens molekulām. Sasaldēšanas procesā ūdeņraža saites notur H2O molekulas noteiktā attālumā viena no otras, piešķirot ledus kristālisku struktūru. Turklāt šis process palielina skaļumu. Tāpēc kā vēl vienu būtisku atšķirību starp ūdeni un ledu varam teikt, ka ledus blīvums salīdzinājumā ar ūdeni ir zems. Tādējādi tas var peldēt pa ūdeni.
Tāpat mēs varam noteikt atšķirību starp ūdeni un ledu, pamatojoties arī uz to tilpumu un blīvumu. Tas ir; tai pašai masai ūdens tilpums ir salīdzinoši mazāks nekā ledus. Jo ūdens blīvums ir lielāks nekā ledus blīvums. Tālāk esošajā infografikā par ūdens un ledus atšķirību ir redzamas vairāk atšķirību starp abiem.
Kopsavilkums - ūdens pret ledu
Ledus ir cieta ūdens forma. Tomēr ūdeņraža saišu klātbūtnes dēļ starp ūdens molekulām veidojas ledus ar regulāru H2O molekulu izvietojumu, kad mēs atdziestam zem 0o C. Tāpēc galvenā atšķirība starp ūdeni un ledu ir tāda, ka ūdenī nav regulāra molekulu izvietojuma, turpretim ledus ir noteikta kristāliska struktūra.
