Het belangrijkste verschil tussen water en ijs is dat het water geen regelmatige rangschikking van moleculen heeft, terwijl het ijs een bepaalde kristallijne structuur heeft.
Vanaf de beginfase van de evolutie van de aarde is water een belangrijk onderdeel van de aarde geweest. Tegenwoordig bedekt water meer dan 70% van het aardoppervlak. Hiervan bevindt een groter deel van het water zich in de oceanen en zeeën; dat is ongeveer 97%. Rivieren, meren en vijvers hebben 0,6% water en ongeveer 2% bevindt zich in poolijskappen en gletsjers. Er is een bepaalde hoeveelheid water in de ondergrond aanwezig en een minieme hoeveelheid bevindt zich in de gasvorm als dampen en in wolken. Hiervan is minder dan 1% van het water over voor direct menselijk gebruik. Dit zuivere water wordt ook met de dag vervuild en er zou een goed plan moeten zijn om water te besparen.
Wat is water?
Water is een anorganische verbinding met de chemische formule H2O. Water is iets waar we niet zonder kunnen. Twee waterstofatomen binden covalent met een zuurstofatoom om een watermolecuul te vormen. Bovendien krijgt het molecuul een gebogen vorm om de afstoting van de elektronenparen te minimaliseren, en de H-O-H-hoek is 104o Water is een heldere, kleurloze, smaakloze, geurloze vloeistof. Verder kan het in verschillende vormen voorkomen, zoals mist, dauw, sneeuw, ijs, damp, enz. Het gaat naar de gasfase wanneer het bij de normale atmosferische druk boven 100 oC verwarmt.
Water is echt een wondermolecuul. Het is de meest voorkomende anorganische verbinding in levende materie. Meer dan 75% van ons lichaam bestaat uit water. Daar is het een bestanddeel van cellen, werkt het als oplosmiddel en reactant. Het is echter een vloeistof bij kamertemperatuur, hoewel het een laag molecuulgewicht heeft van 18 gmol-1
Figuur 01: Water bevindt zich in de vloeibare fase
Het vermogen van water om waterstofbruggen te vormen is een unieke eigenschap die het heeft. Daar kan een enkel watermolecuul vier waterstofbruggen vormen. Zuurstof is meer elektronegatief dan waterstof, waardoor de O-H-bindingen in het watermolecuul polair zijn. Vanwege de polariteit en het vermogen om waterstofbruggen te vormen, is water een krachtig oplosmiddel. Bovendien noemen we het een universeel oplosmiddel vanwege het vermogen om een groot aantal materialen op te lossen. Verder heeft water een hoge oppervlaktespanning, hoge adhesieve, cohesiekrachten. Het is bestand tegen temperatuurveranderingen zonder naar de gas- of vaste vorm te gaan. We noemen dit een hoge warmtecapaciteit, wat op zijn beurt belangrijk is voor het voortbestaan van levende organismen.
Wat is ijs?
IJs is de vaste vorm van water. Wanneer we water onder 0oC noemen, begint het te bevriezen en vormt ijs. IJs is transparant of licht ondoorzichtig. Soms heeft het echter een kleur, afhankelijk van de onzuiverheden die het bevat. Verder heeft deze verbinding een geordende regelmatige kristallijne structuur.
Figuur 02: IJs drijft op water
De waterstofbruggen zijn belangrijk voor het maken van deze geordende vaste structuur in ijs. De waterstofbruggen houden de H2O moleculen op een bepaalde afstand van elkaar en vormen zo een kristallijne structuur. Tijdens dit proces zet het volume van dezelfde massa H2O uit (wat betekent dat de watermassa relatief een hoog volume krijgt wanneer het bevriest om ijs te vormen). Omdat het volume van water uitzet wanneer het bevriest, is de dichtheid van ijs lager dan die van water. Daarom kan het op water drijven. Dit voorkomt dat het water in de bodems van de waterlichamen in de winter bevriest, waardoor het waterleven wordt beschermd.
Wat is het verschil tussen water en ijs?
IJs is de vaste vorm van water en heeft een bepaalde kristallijne structuur, maar water heeft niet zo'n regelmatige rangschikking van moleculen. Dit is dus het belangrijkste verschil tussen water en ijs. Hier ontstaat dit verschil door de aanwezigheid van waterstofbruggen tussen de watermoleculen. Tijdens het bevriezingsproces houden de waterstofbruggen de H2O-moleculen op een bepaalde afstand van elkaar, waardoor ijs een kristallijne structuur krijgt. Ook verhoogt dit proces het volume. Daarom kunnen we, als een ander belangrijk verschil tussen water en ijs, zeggen dat ijs een lage dichtheid heeft in vergelijking met water. Daarom kan het op water drijven.
We kunnen ook een verschil tussen water en ijs identificeren op basis van hun volume en dichtheid. Dat is; voor dezelfde massa is het watervolume relatief lager dan dat van ijs. Omdat de dichtheid van water hoger is dan die van ijs. De onderstaande infographic over het verschil tussen water en ijs toont meer verschillen tussen beide.
Samenvatting – Water versus ijs
IJs is de vaste vorm van water. Vanwege de aanwezigheid van waterstofbruggen tussen de watermoleculen, vormt zich ijs met een regelmatige rangschikking van H2O-moleculen wanneer we afkoelen onder 0o C. Daarom is het belangrijkste verschil tussen water en ijs dat het water geen regelmatige rangschikking van moleculen heeft, terwijl het ijs een bepaalde kristallijne structuur heeft.
