Proč je voda “mokrá”?

25. 07. 2019 8:00:30
Letní blog na osvěžení. Zamysleli jste se někdy nad tím, proč se nám zdá voda mokrá - a jiné tekutiny ne? (délka blogu 8 min.)

Voda je ... mokrá

Zdálo by se, že je to naprostá samozřejmost. Pocit na kůži, namočené vodou, vnímáme jako “mokro”. Žádná jiná tekutina přitom tento pocit nezprostředkovává. Proč právě voda a proč právě “mokro”?

Hned na počátku musím zmínit, že ultimativní vysvětlení tohoto jevu zatím neexistuje. Možná přijdete na jiné a pádnější argumenty. Všeobecně se má za to, že voda způsobuje na lidské kůži určité efekty. Vzruchy jsou pak přenášeny do mozku, který je vyhodnocuje a vyvozuje z nich závěry. Je to podobné jako s vnímáním barev. Nikdo nezaručí, že “zelená” barva jakou vidíte vy, je přesně stejná “zelená” jakou vidí někdo jiný. Jsme ale zvyklí dané barvě říkat “zelená” (světlá, tmavá, teplá, studená, apod.) takže se většina zdravé populace Evropy shoduje na stejném vjemu. Někteří lidé, postižení nesprávným viděním barev, mohou mít problémy takový vjem odlišit od ostatních barev - typická je například porucha rozlišení červené a zelené.

Podobně jako je to s barvami, učíme se vnímat “mokro” už v batolecím věku, tvrdí vědci. Celý život si pak “pamatujeme” pocit, který vyvolává na kůži voda. Na rozdíl od barevného vnímání - ale nemáme žádné senzory, které by mohly “mokro” zprostředkovávat. Jak je tedy možné, že víme, že máme mokrou ruku - tedy ruku, namočenou vodou? Když ji namočíme do oleje, pocit mokra se nedostaví. Stejně tak se nedostaví při politím etanolem nebo jinou tekutinou. Voda, zdá se, je v tomto jedinečná.

Pokus o vysvětlení - může za to... chemie?

Voda je opravdu jedinečná tekutina - pokud ji srovnáváme s etanolem, olejem nebo jinou, málo exotickou a poměrně hodně rozšířenou látkou, používanou v běžném životě. Voda smáčí povrchy jinak, než olej nebo alkoholy.

Pokud tedy jen ona vyvolává pocit mokra, jedná se tu nejspíše o efekty, za které může... chemie. Voda například stéká po kůži a vytváří malé kapky, zatímco olej nebo alkohol kůži smáčí kompletně.

Molekuly vody jsou silně polární. To znamená, že se v molekule vytváří oblasti s kladným a záporným nábojem.

Na horním obrázku je znázorněno, jak vypadá situace molekul vody v praxi. Na atom kyslíku se ve vodě váží dva atomy vodíku. Díky určité specifické vlastnosti kyslíku se pak v molekule rozdělují elektrické náboje jednotlivých komponent nerovnoměrně. Jev nese název polarita.

Polarita se vysvětluje schopností kyslíku přitahovat náboj atomů vodíku. V jednom z předchozích blogů jsem to vysvětlila na příkladu hypotetického atomového hotelu.

Princip atomového hotelu

Atomy chemických prvků si můžeme představit jako hotely. Jejich sklepy jsou obsazeny příslušnými nukleony - protony a neutrony, ze kterých se skládají atomová jádra. Tma jim vůbec nevadí, naopak, žijí si ve svém vlastním mrňavém světě, ve kterém panují zákony, které my obyčejní lidé vůbec nevnímáme (například tzv. silná a slabá interakce). Elektrony, které jsou také součástí atomu, vyvažují kladný náboj jádra a starají se o to, aby byl atom celkově neutrální. Elektrony nemohou do sklepa, obsazují tedy pokoje v různých patrech hotelu.

Každý atomový hotel je postaven podle stejného stavebního plánu. Jednotlivá patra mají různý počet pokojů - a všechny jsou dvoulůžkové. Elektrony obsazují patro za patrem. V posledním, nejvyšším patře se pak zbylé elektrony usazují v pokojích pokud možno jednom.

Ty, které získaly pokoj jen pro sebe, jsou nejprve nadšené ze spousty místa, časem se ale (jak jinak) začnou nudit. Hledají si proto partnery - a nacházejí je v elektronech, které trpí stejným problémem v jiném hotelu. Začínají spolu komunikovat, telefonují si a dokonce se snad i vzájemně navštěvují. Vznikne tak ... chemická vazba mezi dvěma prvky.

V případě vody, která se skládá z jednoho atomu kyslíku a dvou atomů vodíku, se spojí dva nešťastné elektrony ve vrchním patře kyslíku - s dvěma osamělými kolegy, které se nudí ve dvou atomech vodíku.

Tím ale vzájemná interakce nekončí. Pořád tu ještě máme sklepení, plná kladných nábojů protonů. A kladné náboje, jak je známo, rády přitahují záporné náboje. Ne že by se snad mohlo stát, že se cizí elektrony dostanou až k nim do sklepa... určitá interakce přesto nastává.

V případě vodíku (který má jen jeden proton a jeden elektron) je dokonce situace dost kritická. Jeho jediný elektron vodíku totiž odešel na párty, kterou pořádá atom kyslíku. To, čemu říkáme proton - pak zůstane v atomu vodíku nezdravě osamělý. Touží teď po elektronu a je mu už jedno, který to je. Vezme za vděk i elektronem, který mu třeba jen mává z okna jiného atomárního hotelu.

Osamělý proton ve sklepě vodíkového hotelu a soucitné elektrony, které na něj mávají z jiného hotelu, sice netvoří žádnou chemickou vazbu, přesto jsou ale schopné ze své fyzikální lásky (elektromagnetické síly) “přenášet skály” jinými slovy natočit nebo přemístit molekulu vody tak, aby si byli navzájem co nejblíže. Tomuto vztahu pak chemik říká “vodíkový můstek”.

Jsou to právě vodíkové můstky, kdo by mohl vnést do záhady trochu světla. Je totiž dobře možné, že voda reaguje s naší kůží díky efektům, které má na svědomí tvorba vodíkových můstků mezi molekulami vody a kůží. Může docházet k různým změnám, například k přesunu iontů. Naše nervy pak vnímají tyto nepatrné proměny a přenášejí je do mozku, kde jsou vyhodnocovány jako “pocit mokra”. Voda je navíc (v případě, že jsou v ní rozpuštěné různé chemické soli) vodičem - může tedy vést elektrický proud - což by mohla být další možnost, jak ovlivnit nervy, nacházející se pod kůží.

K vytvoření pocitu mokra možná také přispívá základní charakteristika tekutiny. Je to poměrně vysoká hustota (oleje nebo alkoholy mají hustotu menší než voda) a přitom daleko nižší viskozita, tedy schopnost stékat po kůži, než jakou vykazuje například olej.

Co se týká alkoholů, ty mohou také vyvolávat změny v kůži. Jedná se ale o změny jiného charakteru. Alkoholy mohou rozpouštět ochrannou tukovou vrstvu kůže. Vzhledem k tomu, že se v naší přírodě čisté alkoholy nevyskytují, nemáme na takové vzruchy vyvinuté žádné speciální receptory.

Ty mimochodem nemáme ani pro změny, vznikající na kůži díky vodíkovým můstkům...

align="justify"




Autor: Dana Tenzler | čtvrtek 25.7.2019 8:00 | karma článku: 28.43 | přečteno: 1039x

Další články blogera

Dana Tenzler

O muži, který zachránil celý svět

Ne, dnešní blog nebude o ekologii. Nebude o samozvaných hrdinech, kteří se perou o místo před kamerou. Bude o člověku, který opravdu zachránil svět. Zcela potichu a bez účasti médií. (délka blogu 5 min)

22.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 43.91 | Přečteno: 5103 | Diskuse

Dana Tenzler

Mýty kolem jaderné energetiky - nevyřešené uskladnění odpadů

Odpůrci jaderné energetiky rádi poukazují na údajně nevyřešený problém skladování vysoce radioaktivních odpadů, které vznikají při výrobě energie v jaderných reaktorech. Opravdu nám dlouhodobě hrozí zamoření? (délka blogu 10 min)

19.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 32.32 | Přečteno: 1226 | Diskuse

Dana Tenzler

Chemie v kuchyni - leštidlo do myčky

Co je to vlastně leštidlo do myčky a dá se něčím nahradit? Je leštidlo do myčky jedovaté? Použití leštidla v koupelně. (délka blogu 3 min.)

15.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 28.58 | Přečteno: 1617 | Diskuse

Dana Tenzler

Mýty kolem jaderné energetiky - explodující vysoce radioaktivní odpad

Kokily (do skla zalité vysoce radioaktivní odpady) se prý nejen samy zahřívají, mohou prý také explodovat, tvrdí odpůrci jaderné energetiky. Opravdu nám hrozí nebezpečí od nestabilních radioaktivních odpadů? (délka blogu 10 min.)

12.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 34.66 | Přečteno: 1645 | Diskuse

Další články z rubriky Věda

Dana Tenzler

O muži, který zachránil celý svět

Ne, dnešní blog nebude o ekologii. Nebude o samozvaných hrdinech, kteří se perou o místo před kamerou. Bude o člověku, který opravdu zachránil svět. Zcela potichu a bez účasti médií. (délka blogu 5 min)

22.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 43.91 | Přečteno: 5103 | Diskuse

Petr Hlinomaz

Ochrany životního prostředí se ujal extrémismus

Antropogenní vliv skleníkových plynů úzce souvisí s ochranou životního prostředí, přesto někteří tento jasný fakt stále nedokáží pochopit, dokonce to považují za faul, neboť zejména oxid uhličitý přeci naopak životu prospívá.

21.8.2019 v 8:42 | Karma článku: 10.72 | Přečteno: 510 | Diskuse

Jan Mestan

V plochou Zemi podle časopisu Forbes věří zhruba třetina mileniálů

Mileniálové ve Spojených státech, zdá se, často nevnímají Zemi kulatě. Ale jako placku. Zbytek světa na tom nebude lépe.

20.8.2019 v 10:46 | Karma článku: 16.24 | Přečteno: 646 | Diskuse

Jan Fikáček

Naučte svého psa kvantovou mechaniku

Současná fyzika je zvláštní v tom, že někdy hledá podivné souvislosti tam, kde jsou souvislosti v principu prosté. Na jednu stranu je to logické, neboť fyzika 20. století je ve srovnání s newtonovskou fyzikou hodně zvláštní.

19.8.2019 v 9:03 | Karma článku: 40.45 | Přečteno: 2188 | Diskuse

Dana Tenzler

Mýty kolem jaderné energetiky - nevyřešené uskladnění odpadů

Odpůrci jaderné energetiky rádi poukazují na údajně nevyřešený problém skladování vysoce radioaktivních odpadů, které vznikají při výrobě energie v jaderných reaktorech. Opravdu nám dlouhodobě hrozí zamoření? (délka blogu 10 min)

19.8.2019 v 8:00 | Karma článku: 32.32 | Přečteno: 1226 | Diskuse
Počet článků 575 Celková karma 32.66 Průměrná čtenost 1071

Zajímám se o přírodní vědy. Píšu o tom, co mě zaujalo při toulkách internetem. Vzhledem k občastým dotazům - ano, skutečně mám vzdělání. Ne, nebudu tu vypisovat všechny svoje tituly, knihy a vědecké práce. Tenhle blog provozuji ve svém volném čase pro radost. 

Pokud vás blog pobaví nebo se v něm dočtete něco zajímavého - je jeho účel splněn. Přijďte si popovídat do diskuze, často je ještě zajímavější než blog sám, díky milým a znalým návštěvníkům. 

Najdete na iDNES.cz