Su

Başlığın diğer anlamları için Su (anlam ayrımı) sayfasına bakınız.

Su
Özellikler
Molekül formülü	H2O
Yoğunluk	1gr/cm3
Erime noktası	0°C
Kaynama noktası	100°C
Belirtilmiş yerler dışında verilmiş olan veriler, standart haldedir. (25 °C, 100 kPa)
Bilgikutusu kaynakları

Su; dünyada bol miktarda bulunan ve yaşam için vazgeçilmez olan, kokusuz ve tatsız bir bileşik. Sıklıkla renksiz olarak tanımlanmasına rağmen kızıl dalgaboylarında ışığı hafifçe emmesi nedeniyle doğal bir mavi renge sahiptir.

Doğada su katı, sıvı ve gaz hâllerinde görülür. Kimyasal formülü (H₂O) 2 hidrojen ve 1 oksijen atomundan meydana gelir. H+ iyonu içeren bir madde ile (ör. asit) ve OH- iyonu içeren maddenin (ör: baz) tepkimesi ile oluşur.

Bilim insanları dünyadaki yaşamın suda başladığını düşünmektedir. Su moleküler yapısı oldukça basit ve bol bulunan bir madde olmasına rağmen belirli koşullarda diğer bileşiklerden oldukça farklı davranışlar sergiler.Örneğin katı (buz) haldeki su sıvı haldeki suyun üzerinde yüzer. Dünyadaki hemen hemen tüm diğer bileşiklerde ise katı faz sıvı fazdan yoğundur ve katı fazdaki bileşik batar. Suyun bu özelliğin bazı avantajları vardır. Örneğin soğuk bir bölgede göl yüzeyini kaplayan buz tabakası yalıtıcı görevi görür ve dipteki yaşamı korur. Buzun çökmesi durumunda canlılar şiddetli soğuğa maruz kalacağından yaşamlarını devam ettirmeleri imkansız hâle gelecektir.

Su yanıcı bir madde değildir. Bu özelliği nedeniyle ateş söndürücü olarak kullanılır.

Kohezyon ve adhezyon

Su, kendi molekülleri arasındaki çekim kuvveti (kohezyon) sayesinde dağılmadan kalabilir. Moleküllerinin dipol (kutuplaşmış) olması nedeniyle su, birçok maddeye yapışabilir ve ıslatma özelliği buradan gelir.

Su aynı zamanda adhezyon (farklı iki maddenin molekülleri arasındaki çekim kuvveti) kuvveti yüksek bir maddedir. Hidrojen bağı nedeniyle su molekülleri birbirlerini de çekerler yani su molekülleri arasında kohezyon gücü de çok yüksektir. Suyun kohezyon ve adhezyon yetenekleri, suyun belirli kılcal yapılar içinde kopmadan yükselmesine ve taşınmasına yardımcı olur. Bu da bitkilerin karada yaşamlarını sürdürmeleri açısından önem arz eder. Örneğin; civanın dağılmamasıdır.

Suyun sekliğini sağlayan kohezyon maddesi, adezyon kuvveti ile çarpışarak suyu daha sek hale getirir. Molekülleri sekleşen su, artık daha yumuşak ve saftır. Suyun rengini ve tadını sekliği belirler.

Yüzey gerilimi

Su, molekülleri arasındaki güçlü kohezyon kuvveti nedeniyle oluşan yüksek yüzey gerilimine sahiptir. Bu görülebilir bir etkidir, örneğin, küçük miktardaki su çözünemez bir yüzey üzerine (örn: polietilen) konduğunda, su, diğer madde ile beraber düşene dek kalacaktır.

Bu kuvvetin kaynağı temel olarak su moleküllerini bir arada tutan moleküller arası çekici kuvvetlerdir. Suyun içinde olan moleküller her yönden komşu moleküllerle kuşatıldıkları için, üzerlerine etkiyen toplam kuvvet sıfırdır. Buna karşın, yüzeydeki moleküllerin sadece bir tarafı diğer su molekülleriyle çevrili olduğu için, bunlar içeriye doğru net bir kuvvetle çekilirler. Bu durum yüzeyde bir gerilme oluşturup yüzeyin minimum olmasını sağlar. Hacimleri eşit birçok geometrik şekil içinde yüzey alanı en az olan küredir. Su damlalarının küresel bir şekil alması da yüzey geriliminin en az yüzey oluşturacak şekilde molekülleri hareket ettirmesidir.

Kılcal hareket

Kılcal hareket, suyun çok dar (kılcal) bir boru/kanalda yerçekimi kuvvetine karşı hareketini ifade eder. Bu hareket oluşur, çünkü su boru/kanalın yüzeyine yapışır ve daha sonra boru/kanala yapışan su, kohezyon kuvveti sayesinde üzerinden daha fazla suyun geçmesini sağlar. İşlem, yerçekimi adhezyon kuvvetini yenecek kadar su boru/kanaldan yukarı geçinceye dek tekrarlanır. Bu olayı doğada da görmek mümkündür. Örneğin ağaçların kılcal damarlarında su en yüksek dallara kadar yerçekimine karşı hareket edebilmektedir.Buna aynı zamanda kapiler etki denmektedir.

Erime

1 gram buzu eritmek için 0 °C'de 80 kalori gerekir. Erime ısısının yüksek olması suyun donmasını geciktirir; böylece biyolojik sistemler düşük sıcaklıklara dayanıklı olabilen özelliklerini kazanırlar.

Özgül ısı

Suyun Isınma (özgül) ısısı yüksektir. 1 gr suyun sıcaklığını 1 °C arttırmak için 1 kalori'lik enerji gereklidir. Bu özgül ısı, amonyak dışındaki tüm maddelerinkinden yüksektir. Böylece su sıcaklıklarda fazla artış olmadan daha fazla enerji depolayabilir ve böylece canlı sistemde sıcaklık ve metabolik olaylar daha kararlı olabilmektedir.

Buharlaşma

Suyun gizli buharlaşma ısısı yüksektir. 100 °C'de 1 g suyu 1 g su buharı haline dönüştürmek için 539 kaloriye ihtiyaç vardır. Gizli buharlaşma ısısının yüksekliği canlı sisteminin izotermal olmasında en önemli katkıya sahiptir. Suyun gizli buharlaşma ısısı, H bağlarından dolayı yüksektir.

Donma

Suyun basit fakat çevre açısından son derece önemli bir özelliği de suyun sıvı hali üzerinde batmadan yüzebilen, suyun katı hali olan buzdur. Bu katı faz, (sadece düşük sıcaklıklarda oluşabilen) hidrojen bağları arasındaki geometriden dolayı, sıvı haldeki su kadar yoğun değildir. Hemen hemen tüm diğer maddeler için, katı form sıvı formdan daha yoğundur. Standart atmosferik basınçtaki taze su, en yoğun halini 3.98 °C'de alır ve aşağı hareket eder, daha fazla soğuması halinde yoğunluğu azalır ve yukarı doğru yükselir. Bu dönüşüm, derindeki suyun, derinde olmayan sudan daha sıcak kalmasına sebep olur, bu yüzden suyun büyük miktardaki alt bölümü 4 °C civarında sabit kalırken, buz öncelikle yüzeyde oluşmaya başlar ve daha sonra aşağı yayılır. Bu etkiden dolayı, göllerin yüzeyi buz ile kaplanır. Hemen hemen tüm diğer kimyasal maddelerin katı halleri, sıvı haline göre yoğun olduğundan dipten yukarı donmaya başlarlar.

Suyun hacmi, bilinen tüm sıvıların aksine, belirli bir sıcaklığa (+4 °C'ye) düşene kadar azalır, daha sonra tekrar artmaya başlar. Donduğunda ise hacmi sıvı hale göre daha fazladır. Bu nedenle suyun katı hali, sıvı halinden daha hafiftir. Bu yüzden buz, suyun dibine batmayıp su üstünde yüzer. Suyun bu özelliği yaşamın kış aylarında ya da her zaman soğuk olan bölgelerde sudaki yaşamın devam etmesine olanak tanır. Deniz, nehir ve göllerin üst kısmı donar, buz üst kısımda kaldığı için su içindeki canlılar yaşamlarını sürdürmeye devam edebilirler.

100% saf su -48 °C'de donar

Denizli'de Karcı Dağı'ndan Akan bir Akarsu

Üçlü noktası

Suyun üçlü noktası (saf haldeki sıvı su, buz ve su buharının dengede bulunduğu sıcaklık ve basınç kombinasyonu), kelvin sıcaklık ölçü biriminin tanımlanması için kullanılır. Sonuç olarak, suyun üçlü nokta sıcaklığı, 273.16 Kelvin (0.01 °C) ve basıncı 611.73 Pascal'dır (0.0060373 ATM).

Elektriksel iletkenlik

Genellikle yanlış bir kanı olarak, suyun çok güçlü bir elektrik iletken olduğu düşünülür ve elektrik akımının öldürücü etkilerini iletme riski bu popüler inanış ile açıklanır. Su içindeki tüm elektriksel özelliği sağlayan etkenler, suyun içinde çözülmüş olan karbondioksit ve mineral tuzların iyonlarıdır. Su, iki su molekülünün bir hidroksit anyonu ve bir hidronyum katyonu halini alması ile kendini iyonize eder, fakat bu elektrik akımının yaptığı iş veya zararlı etkilerini taşımak için yeterli değildir. ("Saf" su içinde, hassas ölçüm cihazları, 0.055 µS gibi çok zayıf bir elektriksel iletkenlik değeri saptayabilirler.) Saf su, oksijen ve hidrojen gazları içinde de çözülmüş iyonlar olmadan elektroliz olabilir; bu çok yavaş bir süreçtir ve bu şekilde çok küçük bir akım iletilir. (Elektroliz, elektrik akımı yardımıyla, bir sıvı içinde çözünmüş kimyasal bileşiklerin ayrıştırılması işlemine denir.)

Suyun halleri

Su yerkürede değişik hallerde bulunur: su buharı, (bulutlar), su (denizler, göller), buz (kar, dolu, buzullar) gibi. Su sürekli olarak su döngüsü olarak bilinen döngü içinde değişik fiziksel hallere dönüşür.

Snowflakes (Kartaneleri), Wilson Bentley, 1902.

Gökkuşağı, yağmur damlacıklarının doğal optik prizma özelliği ile ışığın yansımasından oluşur.

Yağışın insanlık ve tarım için öneminden dolayı, değişik biçimlerine farklı isimler verilmiştir: çoğu ülkede genel ismi yağmur'dur, dolu, kar, sis ve çiy diğer örneklerdir. Uygun şartlar oluştuğunda, havadaki su damlacıkları güneş ışığını kırarak, gökkuşağı oluştururlar.

Temel olarak, su akışı, nehirler ve tarım için su ihtiyacı gibi, insanlık tarihinde büyük roller oynamıştır. Nehirler ve denizler, ticaret ve ulaşım için elverişli yollar sunmuştur. Su akışı, erozyon etkisi ile çevrenin şekillenmesinde büyük roller oynayarak, vadiler ve deltalar oluşmasını sağlamış ve insanların yerleşimine uygun arazi ve alanlar meydana getirmiştir.

Su aynı zamanda zemine nüfuz ederek, yer altına doğru iner. Bu yeraltı suları daha sonra tekrar yüzeye çıkarak doğal kaynaklar, sıcak su kaynakları ve gayzerler oluşturur. Yeraltı suları, aynı zamanda ambalajlanarak maden suyu olarak satılmaktadır.

Su, kendi içinde farklı maddelerin koku ve tadlarını barındırabilir. Bu nedenle, insan ve hayvanların, suyun içilebilirliğini anlamak için duyuları gelişmiştir. Hayvanlar genel olarak, tuzlu deniz suyunun ve bataklık suyunun tadından hoşlanmaz, dağlardan veya yeraltından gelen saf kaynak sularını ararlar. Kaynak suyu veya mineral su diye bilinen tat, aslında suyun içinde çözülmüş olan minerallerin tadıdır. Saf su (H₂O), tatsızdır. Bu yüzden, kaynak veya mineral suyunun saflığı diye bilinen şey, suyun içinde zararlı (toksik) maddeler, kir, toz veya mikrobik organizmalar olmadığını belirtir.

İnsan hayatındaki yeri

Yetişkin bir insan vücut ağırlığının %60-70'i (2/3'si) sudur. Bu oran yaşa, cinsiyete, kiloya bağlı olarak farklılık gösterir. Örneğin yeni doğan bebeklerin vücudundaki su oranı %75'dir. Yaşamın ilk 5 gününde %70'e inen su oranı, sonradan yavaş yavaş azalarak bir yaşın sonunda yetişkindeki su oranına yaklaşır. Erkeklerdeki su oranı kadınlara, şişmanlar zayıflara oranla daha fazladır. Yaş ilerledikçe de vücut suyunda azalma görülür.

Su besinler ve içeceklerle de sindirim yoluyla vücuda alınır. Vücuda alınan su sindirim sisteminde emildikten sonra kana geçer. Kan dolaşımı ile vücuda dağılır ve kılcal damarlardan çıkarak doku sıvısını oluşturur. Hücre içinde bazı kimyasal reaksiyonlara katıldıktan sonra tekrar hücre dışına çıkar ve tekrar doku sıvısına dönüşür. Dokulardan kan dolaşımına katılır. Kan dolaşımı aracılığı ile böbreklere gelerek önemli bir kısmı idrar olarak vücut dışına atılır. Diğer bir kısmı ise deri, solunum ve sindirim sistemi vasıtasıyla kullanılıp vücuttan atılır.

Yetişkin bir insanın günlük su ihtiyacı 2500-2600 ml kadardır. Suyun vücuda alımı ve atılımı bir denge içinde oluşur. Vücutta normal sıvı hacminin korunması için günlük sıvı alımının günlük sıvı kaybına eşit olması gerekir. Bu denge bozulduğunda hastalıklar ortaya çıkar. Yemek yemeden aylarca yaşanabilir, ancak susuz sadece birkaç gün dayanılabilir. İnsan vücudunda su dengesini düzenleyen (regüle eden) merkezler ve sistemler mevcuttur.

• Vücuda su alımı (Hidrasyon) : Vücuda besinlerle (1000 ml) ve içeceklerle (1200 ml) ağız yoluyla su alımına ekzojen su kazanımı denir. Bir de vücudumuzda hücre metabolizması esnasında meydana gelen kimyasal reaksiyonlar sonucu oksidasyon ürünü olarak 300 ml kadar su açığa çıkar. Vücutta bu şekilde su açığa çıkmasına endojen su kazanımı denir.

• Vücuttan su kaybı Dehidrasyon : Vücuda alınan su, idrarla böbreklerden (1500 ml kadarı), solunum havasıyla akciğerlerden (500 ml kadarı), terleme yolu ile deriden (500 ml kadarı) ve gaita ile bağırsaklardan (100 ml kadarı) vücut dışına atılır.

•  %1: Susuzluk hissi, ısı düzeninin bozulması, performans azalması,
•  %3: Vücut ısı düzenin iyice bozulması, aşırı susuzluk hissi,
•  %4: Fiziksel performansın %20-30 düşmesi,
•  %5: Baş ağrısı, yorgunluk,
•  %6: Halsizlik, titreme,
•  %7: Fiziksel aktivite sürerse bayılma,
•  %10: Bilinç kaybı,
•  %11: Vücut dirençsizliği, olası ölüm,
•  %12: %97 oranında ölüm,
•  %15: %100 ölüm.

Suyun vücuttaki görevleri

• Hücrelerin ihtiyacı olan maddeleri hücreye taşımak,
• Hücrelerin fonksiyonlarını yerine getirebilmesi için gerekli olan katı maddelerin çözünmesini sağlamak,
• Hücrelerde metabolik faaliyetler sonucu oluşan atık maddeleri boşaltım organlarına (böbrek, akciğer, deri, sindirim kanalı) taşıyarak vücut dışına atılımını sağlamak,
• Vücut ısısını dengede tutmak,
• Kanın hacmini dengelemek,
• Besinlerin sindirimine yardımcı olmak,
• Beyin, omurilik gibi bazı organları dış etkenlerden korumak, suyun görevleridir.

Kaynakça

• İngilizce Wikipedia 9 Aralık 2006 tarihli Su maddesi
• Doğada su,National Geographic,Mayıs 2007,tarihten sayfalar,s.164 ISSN 1302-8464
• "Suyun Özkütlesi". 29.05.2014. http://www.su.gen.tr/suyun-ozkutlesi.html. 
• "Suyun Molekül Yapısı". 16.05.2014. http://www.su.gen.tr/suyun-molekul-yapisi.html. 

Dipnotlar

Wikimedia Commons'ta Su ile ilgili çoklu ortam kategorisi bulunur.