vetyoksidi (H2O), yksinkertaisin kemiallinen vety- ja happiyhdiste (11,19 painoprosenttia vetyä ja 88,81 painoprosenttia happea), joka on vakaa vakio-olosuhteissa. Molekyylipaino 18,0160. Väritön, hajuton ja mauton neste (syvän veden väri on sinertävä).

Vedellä on ollut ratkaiseva merkitys maapallon geologisessa historiassa, elämän synnyssä sekä planeettamme fysikaalisen ja kemiallisen ympäristön, ilmaston ja sään muodostumisessa. Elävät organismit eivät voisi olla olemassa ilman vettä. Se on olennainen osa lähes kaikkia teknisiä prosesseja sekä maataloudessa että teollisuudessa.

Vesi luonnossa. Vesi on luonnossa laajalle levinnyt. Hydrosfäärissä, joka on maapallon vesikuori ja johon kuuluvat valtameret, meret, järvet, altaat, joet, maanalaiset vedet ja maaperän kosteus, on noin 1,4-1,5 miljardia kuutiokilometriä, josta noin 90 miljoonaa kuutiokilometriä on maavettä. Maanalaisen veden osuus on 60 miljoonaa kuutiokilometriä, jäätiköiden osuus 29 miljoonaa, järvien osuus 0,75 miljoonaa, maaperän kosteuden osuus 75 000 ja jokien osuus 1 200. Ilmakehässä vettä on höyryn, sumun, pilvien, sadepisaroiden ja lumikiteiden muodossa yhteensä noin 13 000-15 000 kuutiokilometriä. Jäätiköt peittävät pysyvästi noin 10 prosenttia maan pinnasta. Neuvostoliiton pohjois- ja koillisosissa sekä Alaskassa ja Pohjois-Kanadassa on aina maanalainen jääkerros keskimäärin noin 16 miljoonan neliökilometrin alueella (yhteensä noin 0,5 miljoonaa kuutiokilometriä). Eri arvioiden mukaan maankuori – litosfääri – sisältää 1-1,3 miljardia kuutiokilometriä vettä, mikä on lähellä hydrosfäärin vesipitoisuutta. Maankuoreen on sitoutunut huomattava määrä vettä eräiden mineraalien ja mineraalikivien (kipsi, piidioksidin hydratoidut muodot, hydrosilikaatit ja niin edelleen) ainesosina. Suuret vesimäärät (13-15 miljardia kuutiokilometriä) ovat keskittyneet maan vaipan syvemmille alueille. Nykykäsityksen mukaan vesi, jota vaipasta vapautui maapallon lämpenemisprosessin aikana sen muodostumisen alkuvaiheessa, oli vastuussa hydrosfäärin muodostumisesta. Vaipasta ja magmakerroksista peräisin olevan veden vuotuinen tuotto on noin 1 kuutiokilometri. On olemassa tietoja, jotka viittaavat siihen, että vesi on ainakin osittain ”kosmista” alkuperää: auringosta yläilmakehään tulevat protonit, jotka vetävät puoleensa elektroneja, muuttuvat vetyatomeiksi, jotka yhdistyessään happiatomien kanssa tuottavat H2O:ta. Vesi on osa kaikkia eläviä organismeja, jotka yhdessä sisältävät puolet enemmän vettä kuin kaikki maapallon joet. Veden määrä elävissä organismeissa, lukuun ottamatta siemeniä ja itiöitä, vaihtelee 60 ja 99,7 painoprosenttia välillä. Ranskalaisen biologin E. Du Bois-Reymondin sanoin elävä organismi on I’eau animee (”animoitu vesi”). Kaikki maapallon vesi sekoittuu ja kiertää jatkuvasti ilmakehässä, litosfäärissä ja biosfäärissä.

Vesi sisältää luonnonoloissa aina liuenneita suoloja, kaasuja ja orgaanisia aineita. Niiden määrällinen koostumus vaihtelee veden alkuperän ja ympäristöolosuhteiden mukaan. Vettä, jonka suolapitoisuus on alle 1 g/kg, pidetään makeana, enintään 25 g/kg lievästi suolaisena ja yli 25 g/kg suolaisena vetenä.

Vesi, jonka mineraalipitoisuus on alhaisin, on peräisin ilmakehän sademäärästä (keskimäärin noin 10-20 mg/kg); seuraavaksi alhaisin (50-1 000 mg/kg) on makean veden järvissä ja joissa. Meren suolapitoisuus vaihtelee noin 35 g/kg; merien mineraalipitoisuus on alhaisempi (Mustameri 17-22 g/kg, Itämeri 8-16 g/kg ja Kaspianmeri 11-13 g/kg). Maanalaisen veden mineraalipitoisuus lähellä pintaa liiallisen kosteuden vallitessa voi olla jopa 1 g/kg; kuivissa olosuhteissa se voi olla jopa 100 g/kg; ja syvissä vesissä mineraalipitoisuus vaihtelee laajalla alueella. Suurin suolojen pitoisuus on suolajärvissä (jopa 300 g/kg) ja syvällä sijaitsevissa maanalaisissa vesissä (noin 600 g/kg).

Makeassa vedessä vallitsevat yleensä HCO3-, Ca2+- ja Mg2+ -ionit. Kokonaismineraalipitoisuuden kasvaessa SO42-, Cl-, Na+- ja K+-pitoisuudet kasvavat. Korkean mineraalipitoisuuden omaavassa vedessä vallitsevat Cl- ja Na+ -ionit, harvemmin Mg2+ ja hyvin harvoin Ca2+ -ionit. Muita alkuaineita esiintyy hyvin pieniä määriä, mutta lähes kaikkia jaksollisen järjestelmän luonnollisia alkuaineita esiintyy natiivivedessä.

Natiiviveden liuenneita kaasuja ovat typpi, happi, hiilidioksidi, jalokaasut ja harvoin rikkivety ja hiilivedyt. Orgaanisten aineiden pitoisuus on pieni: joissa se on keskimäärin noin 20 milligrammaa litrassa (mg/l), maanalaisessa vedessä vielä vähemmän ja meressä noin 4 mg/l. Poikkeuksena ovat suot ja öljyesiintymät sekä teollisuus- ja talousjätevesien saastuttamat vedet, joissa orgaanisten aineiden pitoisuus on suurempi. Orgaanisten aineiden laadullinen koostumus on erittäin vaihteleva, ja se sisältää erilaisia vedessä elävien eliöiden elintoiminnan tuotteita ja niiden jäännösten hajotessa muodostuneita yhdisteitä.

Kotoperäisen veden suolat ovat peräisin aineista, jotka ovat muodostuneet magmakallion kemiallisessa rapautumisessa (Ca2+, Mg2+, Na+, K+ ja niin edelleen), ja aineista, jotka ovat peräisin maapallon historian aikana maan sisältä purkautuneista aineksista (hiilidioksidi (CO 2 ), typpioksiduuli (SO 2 ), hiilihappo (HCl), natriumhydroksidi (NH 3 ) ja niin edelleen). Veden koostumus riippuu näiden aineiden erilaisista koostumuksista ja olosuhteista, joissa ne ovat reagoineet veden kanssa. Myös elävien organismien vaikutuksilla on huomattava merkitys veden koostumukseen.

Isotooppikoostumus. Koska vedystä on olemassa kaksi stabiilia isotooppia (JH ja 2H, tavallisesti nimetty H ja D) ja hapesta kolme 16O, 17O ja 18O, tunnetaan yhdeksän veden isotooppimuotoa. Niitä esiintyy luonnossa keskimäärin seuraavissa suhteissa (molekyyliprosentteina): H216O 99,73, H217O 0,04, H218O 0,20 ja HD16O 0,03 sekä 10-5 10-15 prosenttia (yhteensä) HD17O:ta, HD18O:ta, D216O:ta, D217O:ta ja D218O:ta. Raskas vesi, D2O, joka sisältää deuteriumia, on erityisen kiinnostava. Kaikessa maapallon vedessä on vain 13-20 kg ”superraskasta” vettä, joka sisältää radioaktiivista vety-tritium-isotooppia (3H tai T).

Historialliset tiedot. Laaja-alaisen levinneisyytensä ja ihmiselämässä omaksumansa roolin vuoksi vettä on pitkään pidetty elämän lähteenä. Antiikin filosofien käsitys siitä, että vesi oli kaiken alkuperä, ilmeni Aristoteleen (neljännellä vuosisadalla eaa.) teoriassa neljästä alkuaineesta (tuli, ilma, maa ja vesi), jonka mukaan veden ajateltiin olevan kylmän ja kosteuden kantaja. Käsitys vedestä yhtenä kemiallisena alkuaineena säilyi tieteessä vielä 1700-luvun lopulle asti. Vuosina 1781-82 englantilainen tiedemies H. Cavendish syntetisoi ensimmäisen kerran vettä räjäyttämällä vedyn ja hapen seoksen sähkökipinällä, ja vuonna 1783 ranskalainen tiedemies A. Lavpisier toisti nämä kokeet ja teki ensimmäisen kerran oikean johtopäätöksen, että vesi on vedyn ja hapen yhdiste. Vuonna 1785 Lavoisier määritti yhdessä ranskalaisen tiedemiehen J. Meusnierin kanssa veden määrällisen koostumuksen. Vuonna 1800 englantilaiset tiedemiehet W. Nicholson ja A. Carlisle erottivat veden alkuaineisiinsa sähkövirran avulla. Näin veden analyysi ja synteesi paljastivat sen monimutkaisen koostumuksen ja mahdollistivat sen kaavan, H2O, määrittämisen. Veden fysikaalisten ominaisuuksien tutkiminen oli alkanut jo ennen sen koostumuksen määrittämistä tiiviissä yhteydessä muiden tieteellisten ja teknisten ongelmien kanssa. Vuonna 1612 italialainen tiedemies Galilei kiinnitti huomiota jään pienempään tiheyteen verrattuna nestemäiseen veteen jään kelluvuuden syynä. Vuonna 1665 hollantilainen tiedemies C. Huygens ehdotti, että veden kiehumis- ja sulamislämpötilat otettaisiin käyttöön lämpömittarin asteikon vertailupisteiksi. Ranskalainen fyysikko Deluc havaitsi vuonna 1772, että veden tiheys on suurimmillaan 4 °C:n lämpötilassa. Kun metrijärjestelmä otettiin käyttöön 1700-luvun lopulla, tätä havaintoa käytettiin massan ja painon yksikön, kilogramman, määrittelyssä. Höyrykoneen keksimisen yhteydessä ranskalaiset tiedemiehet D. Arago ja P. Dulong (1830) tutkivat kylläisen vesihöyryn paineen riippuvuutta lämpötilasta. Vuosien 1891 ja 1897 välisenä aikana D. I. Mendelejev johti kaavat veden tiheyden riippuvuudelle lämpötilasta. Vuonna 1910 amerikkalainen tiedemies P. Bridgman ja saksalainen tiedemies G. Tammann havaitsivat tiettyjä polymorfisia muutoksia jäässä korkeissa paineissa. Vuonna 1932 amerikkalaiset tiedemiehet E. Washburn ja H. Urey löysivät raskaan veden. Fysikaalisten tutkimusmenetelmien kehittyminen mahdollisti huomattavan edistymisen vesimolekyylien ja jääkiteiden rakenteen tutkimisessa. Viime vuosikymmenellä tutkijat ovat kiinnittäneet erityistä huomiota nestemäisen veden ja vesiliuosten rakenteeseen.

Fysikaaliset ominaisuudet ja rakenne. Taulukossa 1 on esitetty veden tärkeimmät fysikaaliset vakiot. (Katso artikkeli VESIHÖYRY koskien kylläisen vesihöyryn painetta eri lämpötiloissa. Veden polymorfisista modifikaatioista kiinteässä olomuodossa ks. artikkeli JÄÄHDYTYS). Veden kolmoispiste, jossa nestemäinen vesi, jää ja vesihöyry ovat tasapainossa, on 0,01 °C:n lämpötilassa ja 6,03 x 10-3 atmosfäärin paineessa.

Veden monissa fysikaalisissa ominaisuuksissa on huomattavia epätasaisuuksia. Kuten tiedetään, Mendelejevin jaksollisen järjestelmän samaan ryhmään kuuluvien alkuaineiden kanssa eräänlaisen yhdisteen ominaisuudet vaihtelevat säännönmukaisesti. Ryhmässä VI olevien alkuaineiden (H2Te, H2Se, H2S ja H2O) kanssa esiintyvien vetyyhdisteiden rivillä sulamis- ja kiehumispisteet

alenevat vain kolmella ensimmäisellä; vedellä sulamis- ja kiehumispisteet ovat epätavallisen korkeat. Veden tiheys kasvaa normaalisti 100 °C:n ja 4 °C:n välillä, kuten suurimmalla osalla muista nesteistä. Saavutettuaan maksimiarvonsa 1,0000 g/cm3 3,98 °C:ssa tiheys kuitenkin pienenee jäähdytyksen jatkuessa ja jäätyessään laskee jyrkästi, kun taas useimmissa muissa aineissa kiteytymiseen liittyy tiheyden kasvu. Vesi kykenee huomattavaan alijäähtymiseen eli se voi pysyä nestemäisessä tilassa sulamispisteen alapuolella (jopa -30 °C:ssa). Veden ominaislämpö, sulamislämpö ja höyrystymislämpö ovat muihin aineisiin verrattuna poikkeuksellisen korkeita, ja ominaislämpö on pienimmillään 40 °C:ssa. Veden viskositeetti pikemminkin pienenee kuin kasvaa paineen kasvaessa, kuten olisi odotettavissa analogisesti muiden nesteiden kanssa. Veden kokoonpuristuvuus on erittäin pieni, ja se pienenee lämpötilan noustessa.

Veden fysikaalisten ominaisuuksien poikkeavuudet johtuvat sen molekyylien rakenteesta ja molekyylien välisten vuorovaikutusten erityispiirteistä nestemäisessä vedessä ja jäässä. Vesimolekyylin kolme ydintä muodostavat tasakylkisen kolmion, jonka alaosassa ovat protonit ja yläosassa happi (kuva l,a). Elektronitiheys jakautuu vesimolekyylissä siten (kuva 1 ,b ja c), että syntyy neljä varauksen napaa: kaksi positiivista, jotka liittyvät vetyatomeihin, ja kaksi negatiivista, jotka liittyvät happiatomin jakamattomien elektroniparien elektronipilviin. Nämä neljä varauksen napaa sijaitsevat tetraedrin kulmissa (kuva l,d). Tämän napaisuuden vuoksi vedellä on suuri dipolimomentti (1,86 D), ja neljän varausnavan ansiosta jokainen vesimolekyyli voi muodostaa neljä vetysidosta vierekkäisten (identtisten) molekyylien kanssa – esimerkiksi jääkiteissä.

Kuva 1. Vesimolekyylit. Vesimolekyylin rakenne: (a) H2O-molekyylin geometria (kaasumaisessa tilassa), (b) H2O-molekyylin elektroniradat, (c) H2O-molekyylin elektronikonfiguraatio (jakamattomat elektroniparit näkyvät), (d) neljä varauksen napaa, jotka sijaitsevat tetraedrin kulmissa H2O-molekyylissä.

Tavallisen jään kiderakenne on heksagonaalinen (ks. kuva 2). Se on ”löysä” ja sisältää monia ”reikiä”. (Jos vesimolekyylit olisivat tiiviisti ”pakattuina” jääkiteisiin, tiheys olisi noin 1,6 g/cm3). Nestemäisessä vedessä H2O-molekyylien ja niiden neljän naapurimolekyylin väliset jäälle ominaiset sidokset (”lyhyen kantaman järjestys”) säilyvät huomattavassa määrin; rakenteen ”löysyys” kuitenkin vähenee sulamisen yhteydessä, ja ”pitkän kantaman järjestyksen” molekyylit putoavat ”reikiin”, mikä johtaa tiheyden kasvuun. Kuumennettaessa edelleen molekyylien lämpöliike lisääntyy ja molekyylien välinen etäisyys kasvaa – eli vesi laajenee. Tämä laajeneminen on vallitsevaa jo 3,98 °C:n lämpötilassa, joten veden tiheys pienenee lämpötilan noustessa. Vetysidokset ovat noin kymmenen kertaa vahvempia kuin useimmille muille nesteille ominaisten molekyylien välisten vuorovaikutusten aiheuttamat sidokset; näin ollen veden sulamiseen, haihtumiseen ja lämpenemiseen tarvitaan paljon enemmän energiaa kuin muiden nesteiden tapauksessa, mikä selittää veden fuusio- ja höyrystymislämpöjen sekä ominaislämmön epätavallisen suuret arvot. Vetysidokset katkeavat lämpötilan noustessa, mutta tietty määrä niistä säilyy jopa 100° C:ssa. Orgaanisiin liuottimiin liuennut vesi koostuu (H2O)2 -aggregaateista, jotka muodostuvat vetysidosten vuoksi.

Kuva 2. Vetysidokset. Jään kiderakenne

Vesi liuottimena. Vesi on universaali liuotin. Kaasut liukenevat veteen melko helposti, jos ne kykenevät kemiallisiin vuorovaikutuksiin sen kanssa (ammoniakki, rikkivety, rikkidioksidi ja hiilidioksidi). Muut kaasut eivät liukene helposti veteen. Paineen laskiessa ja lämpötilan noustessa kaasujen liukoisuus veteen vähenee. Matalissa lämpötiloissa ja korkeissa paineissa monet kaasut (argon, krypton, ksenon, kloori, rikkivety, hiilivedyt ja muut) eivät ainoastaan liukene veteen, vaan ne muodostavat myös kristallihydraatteja. Erityisesti propaani 10 °C:n lämpötilassa ja 0,3 meganewtonia neliömetriä kohti (MN/m2) eli 3 kilogrammaa voimaa neliösenttimetriä kohti (kgf/cm2) muodostaa kristallihydraatin C3H8-17H2O. Tällaiset hydraatit hajoavat paineen laskiessa. Monista kaasumaisista aineista matalissa lämpötiloissa muodostuvat kristallihydraatit sisältävät vettä kiteidensä ”rei’issä” (ns. klatraattiyhdisteet tai inkluusiokompleksit).

Vesi on heikko elektrolyytti, joka dissosioituu yhtälön H2O H+ + OH- mukaisesti, jossa ionituotanto toimii elektrolyyttisen dissosiaation kvantitatiivisena indikaattorina: Kw = , missä ja ovat vastaavien ionien pitoisuudet grammoina ionia litrassa; Kw on 10-14 22° C:ssa ja 72 x l0-14 100° C:ssa, mikä vastaa dissosiaation lisääntymistä lämpötilan kasvaessa.

Vesi on elektrolyytti, joten se liuottaa monia happoja, emäksiä ja mineraalisuoloja. Tällaiset liuokset johtavat sähkövirtaa, koska liuenneet aineet dissosioituvat muodostamalla hydratoituneita ioneja (hydrataatio). Monet aineet joutuvat veden kanssa vaihtoreaktioon, kun ne liukenevat veteen; tätä kutsutaan hydrolyysiksi. Ne orgaaniset aineet, jotka sisältävät polaarisia ryhmiä (-OH, -NH2, -COOH ja muut) ja joiden molekyylipaino ei ole liian suuri, liukenevat veteen. Vesi itsessään liukenee helposti (tai sekoittuu hyvin kaikissa suhteissa) vain rajoitettuun määrään orgaanisia liuottimia. Vesi on kuitenkin lähes aina orgaanisissa aineissa merkityksettömänä seoksena ja kykenee muuttamaan radikaalisti aineiden fysikaalisia vakioita.

Missä tahansa luonnollisessa vesivarastossa oleva vesi sisältää liuenneena erilaisia aineita, pääasiassa suoloja. Koska vedellä on suuri liuottamiskyky, sitä on erittäin vaikea saada puhtaana. Veden sähkönjohtavuus toimii yleensä sen puhtauden mittarina. Tavallisesta vedestä saadun tislatun veden – ja jopa tisleen, joka on tislattu toisen kerran – sähkönjohtavuus on 100 kertaa suurempi kuin täysin puhtaan veden. Puhtainta vettä valmistetaan synteesillä erikoislaitteissa, joissa käytetään huolellisesti puhdistettua happea ja vetyä.

Viime vuosina on kerätty paljon tietoa siitä, että teollisuusveden ja tislattujen vesien ominaisuuksissa tapahtuu huomattavia muutoksia, kun ne johdetaan optimaalisen (hyvin pienen) voimakkuuden omaavien magneettikenttien läpi tietyllä nopeudella. Nämä muutokset ovat tilapäisiä ja häviävät vähitellen ja spontaanisti 10-25 tunnin kuluttua. On todettu, että tällaisen ”magneettikäsittelyn” jälkeen imeytyminen ja veteen liuenneiden aineiden kiteytymisprosessit nopeutuvat ja että myös veden kostutuskyky ja muut ominaisuudet muuttuvat. Vaikka näiden ilmiöiden teoreettiset selitykset puuttuvat vielä, periaatteita on jo laajalti sovellettu estämään sakan muodostumista höyrykattiloissa ja parantamaan flotaatioprosesseja, suspendoituneen aineksen poistamista vedestä ja niin edelleen.

Muotoilu ja dissosiaatio. Veden muodostumiseen vedyn ja hapen vuorovaikutuksessa liittyy lämmön vapautuminen 286 kilojoulea moolia kohti (kJ/mooli) eli 58,3 kilokaloria moolia kohti (kcal/mooli) 25 °C:ssa (nestemäisen veden osalta). Reaktio 2H2 O2 = 2H2O etenee hyvin hitaasti alle 300° C:n lämpötilassa; yli 550° C:n lämpötilassa se on räjähdysaltis. Katalyytin (esimerkiksi platinan) avulla reaktio voi tapahtua tavanomaisissa lämpötiloissa. Sekä vedyn hidas palaminen hapessa että sen räjähdysreaktio ovat ketjureaktioita, jotka tapahtuvat vapaiden radikaalien osallistuessa.

Kemialliset ominaisuudet. Tavallisissa olosuhteissa vesi on suhteellisen stabiili yhdiste. H2O-molekyylien hajoaminen (terminen dissosiaatio) tulee havaittavaksi vasta yli 1500° C. Veden hajoaminen tapahtuu sekä ultraviolettisäteilyn että radioaktiivisen säteilyn vaikutuksesta (fotodissosiaatio ja radiolyysi). Jälkimmäisessä tapauksessa muodostuu H2:n ja O2:n lisäksi myös vetyperoksidia ja monia vapaita radikaaleja. Vedelle ominainen kemiallinen ominaisuus on sen kyky osallistua additioreaktioihin ja reagoivien aineiden hydrolyyttiseen dissosiaatioon. Pelkistimet vaikuttavat veteen pääasiassa korkeissa lämpötiloissa. Vain aktiivisimmat niistä, kuten emäksiset ja emäksiset maametallit, reagoivat veden kanssa jo huoneenlämmössä vapauttaen vetyä ja muodostaen hydroksideja: 2Na 2H2O = 2NaOH H2; Ca 2H2O = Ca(OH)2 H2. Magnesium ja sinkki reagoivat kiehuvan veden kanssa; alumiini reagoi veden kanssa, kun oksidikalvo on poistettu sen pinnalta. Vähemmän aktiiviset metallit reagoivat veden kanssa punaisella lämmöllä: 3Fe 4H2O = Fe3O4 4H2. Monien metallien ja niiden seosten hidas reaktio veden kanssa tapahtuu tavanomaisissa lämpötiloissa. Käyttämällä vettä, joka sisältää hapen isotooppia 18O, on osoitettu, että raudan korroosiossa kosteassa ilmakehässä ”ruoste” saa happea nimenomaan vedestä eikä ilmasta. Jalometallit (kulta, hopea, platina, palladium, rutenium ja rodium) sekä elohopea eivät reagoi veden kanssa.

Atomaattinen happi muuttaa veden vetyperoksidiksi: H2O + O = H2O2. Fluori hajottaa myös vettä tavallisissa lämpötiloissa: F2 + H2O = 2HF O. Samalla muodostuu H2O2, otsonia, fluorioksidia (F2O) ja molekulaarista happea (O2). Huoneenlämmössä kloorista ja vedestä muodostuu suolahappoa ja hypokloorihappoa: Cl2 + H2O = HCl+ HClO. Bromi ja jodi reagoivat veden kanssa samalla tavalla näissä olosuhteissa. Korkeissa lämpötiloissa (kloori 100 °C:ssa, bromi 550 °C:ssa) reaktio etenee happea vapauttaen: 2Cl2 2H2O = 4HC1 O2. Fosfori pelkistää vettä ja muodostaa metafosforihappoa (vain katalyytin läsnä ollessa, paineessa ja korkeassa lämpötilassa): 2P 6H2O = 2HPO3 5H2. Vesi ei reagoi typen ja vedyn kanssa, mutta hiilen kanssa korkeissa lämpötiloissa se muodostaa vesihöyryä: C + H2O = CO + H2. Reaktiota voidaan käyttää sekä vedyn teollisessa tuotannossa että metaanin muuntamisessa: CH4 H2O = CO + 3H2 (1200°-1400° C). Vesi reagoi monien emäksisten ja happamien oksidien kanssa muodostaen vastaavia emäksiä ja happoja. Veden lisääminen tyydyttymättömiin hiilivetyihin muodostaa perustan alkoholin, aldehydien ja ketonien teolliselle valmistusmenetelmälle. Vesi osallistuu katalyyttinä moniin kemiallisiin prosesseihin. Esimerkiksi emäksisten metallien tai vedyn reagointi halogeenien kanssa ja monet hapettumisreaktiot eivät etene ilman pienten vesimäärien läsnäoloa.

Vettä, joka on kemiallisesti sitoutunut aineeseen, jonka osana se on, ja joka ei ole havaittavissa H2O:n muodossa, sanotaan konstituutiovedeksi; H2O-molekyylit muodostuvat vasta aineen hajotessa – esimerkiksi voimakkaan kuumennuksen seurauksena: Ca(OH)2 = CaO + H2O. Vettä, joka kuuluu useisiin kiteisiin aineisiin – esimerkiksi alumiinialumiin, K2SO4 – Al2(SO4)3 – 24H2O – ja joka on havaittavissa näissä kiteissä röntgenkristallografian avulla, kutsutaan kiteytymisvedeksi tai kristallihydraattivedeksi. Vettä, joka imeytyy kiinteisiin aineisiin, joilla on suuri huokoisuus ja suuri pinta-ala (esimerkiksi aktiivihiili), kutsutaan adsorptiovedeksi. Vapaata vettä, joka peittää pieniä kanavia (esimerkiksi maaperässä), kutsutaan hygroskooppiseksi (kapillaariseksi) vedeksi. Erotetaan myös rakenteellisesti vapaa vesi, joka täyttää tiettyjen rakenteiden, kuten mineraalien, reiät. Vesi voidaan havaita kvalitatiivisesti kondensaattina, joka muodostuu kuumentamalla tutkittavaa näytettä; kuumentamalla ja punnitsemalla näytettä saadaan kvantitatiivisia tuloksia (termogravimetrinen analyysi). Orgaanisissa liuottimissa oleva vesi voidaan havaita värjäämällä sitä värittömällä kuparisulfaatilla, joka veteen lisättäessä muodostaa sinisen CuSO4-5H2O-kidehydraatin. Vesi voidaan usein erottaa ja analysoida kvantitatiivisesti tislaamalla vesi atseotrooppisesti bentseenin, tolueenin tai muun nesteen kanssa atseotrooppisena seoksena; seoksen erottamisen jälkeen jäähdytyksen jälkeen mitataan erotetun veden tilavuus.

Käyttö teollisuudessa. On mahdotonta ajatella mitään muuta ainetta, jolla olisi yhtä monipuolinen ja laaja käyttö kuin vedellä. Se on kemiallinen reagenssi, joka osallistuu hapen, vedyn, emästen, typpihapon, alkoholien, aldehydien, kalkkihydraatin ja monien muiden erittäin tärkeiden tuotteiden valmistukseen. Se on välttämätön komponentti sideaineiden, kuten sementin, kipsin ja kalkin, kovettumisessa ja kovettumisessa. Vettä käytetään monissa teollisissa prosesseissa teknologisena komponenttina: keittämisessä, liuottamisessa, laimentamisessa, liuotuksessa ja kiteyttämisessä. Tekniikassa vesi toimii energian ja lämmön kantajana (höyrylämmitys ja vesijäähdytys) ja työaineena höyrykoneissa, ja sitä käytetään paineen (erityisesti hydraulisissa voimansiirroissa ja puristimissa sekä öljynerotuksessa) tai tehon (hydrauliset koneet) siirtämiseen. Suurella paineella suuttimesta suihkuttamalla vesi huuhtoo maaperän tai kallion pois.

Veden vaatimukset teollisuudessa ovat hyvin moninaiset. Erityisen puhdasta vettä tarvitaan teollisuuden uudempien alojen (puolijohteiden ja fosforien valmistus, atomitekniikka jne.) kehittämisessä. Tämän vuoksi veden käsittelyyn ja puhdistukseen liittyviin ongelmiin kiinnitetään tällä hetkellä erityistä huomiota. Joidenkin arvioiden mukaan koko maailmassa vuosittain käsiteltävän materiaalin (malmi, hiili, öljy, mineraalit jne.) kokonaismäärä on noin 4 miljardia kuutiometriä (4 kuutiokilometriä); samalla ajanjaksolla makean veden – eli vesihuoltolähteistä saatavan veden – kulutus pelkästään Neuvostoliitossa oli 37 miljardia kuutiometriä vuonna 1965. Veden käytön nopea lisääntyminen aiheuttaa ihmiskunnalle uuden ja tärkeän ongelman – taistelun maapallon vesivarojen ehtymistä ja pilaantumista vastaan.

.