11 Fizyczne i chemiczne właściwości wody
Fizyczne i chemiczne właściwości wody sprawiają, że jest to najważniejszy związek na planecie, który integruje naturalne ekosystemy, mający podstawowe znaczenie dla podtrzymywania i odtwarzania życia na planecie.
Woda, niezbędny surowiec do życia na planecie, jest bezwonna, mdła i bezbarwna, a 97, 2% znajduje się w morzach, jeziorach, rzekach i oceanach, a pozostałe 2, 8% w postaci słodkiej wody.
Od 640 rpne grecki filozof Thales z Miletu potwierdził, że woda jest wszystkim, uważając ją za podstawowy element wszechświata.
W XVIII wieku obalili Thalesa z Miletu, kiedy angielski chemik Cavendish, który zsyntetyzował wodę ze spalania powietrza i wodoru oraz Lavoisier, zaproponował, że woda nie jest pierwiastkiem, lecz związkiem chemicznym.
Główne właściwości fizyko-chemiczne wody
Właściwości fizyczne
1- Można znaleźć w trzech stanach materii
Woda jest związkiem chemicznym, który można znaleźć w postaci stałej, ciekłej i gazowej.
W swojej fazie stałej cząstki są ze sobą ściśle powiązane, dlatego na przykład kostka lodu może utrzymać swój kształt przez pewien czas, niezależnie od tego, gdzie jest zanurzona.
W stanie stałym woda zwykle występuje w postaci lodu w płatkach śniegu, lodowcach i polarnych czapach lodowych.
W fazie ciekłej cząsteczki są rozdzielane, dzięki czemu woda może przybrać kształt pojemnika, który ją zawiera.
Można go znaleźć w przyrodzie jako deszcz, krople wody, w postaci rosy na roślinności i oceanach, rzekach, jeziorach i morzach.
I w swojej fazie gazowej cząsteczki są całkowicie oddzielone i nieuporządkowane, co powoduje, że woda zamienia się w gaz lub parę wodną, będąc w stanie znaleźć ją w postaci mgły i pary, jak w przypadku chmur.
To dzięki tej właściwości istnieją procesy parowania, kondensacji, sublimacji, zamrażania, fuzji i ulatniania.
Są to procesy, w których woda opuszcza swój ciekły stan, aby stać się parą wodną i zamarza, dopóki nie spadnie w postaci deszczu lub gradu, będąc w stanie pozostawić mróz lub lód, a nawet później z ciepłem do rozmrożenia.
Być może interesują cię stany wody: stała, ciekła i gazowa.
2- Posiada stabilne znaczniki temperatury
Woda osiąga punkt zamarzania w temperaturze zero stopni Celsjusza, a jej temperatura wrzenia wynosi sto stopni.
Stąd, podczas gdy woda ma temperaturę większą niż zero stopni i mniejszą niż sto, zawsze będzie w stanie ciekłym.
3- Ma wysoki indeks ciepła właściwego
Wskaźnik ten odnosi się do ilości ciepła, które substancja może wchłonąć. W przypadku wody ma ciepło właściwe wyższe niż jakakolwiek inna substancja, dlatego może absorbować duże ilości ciepła, a jego temperatura spada wolniej niż inne ciecze, ponieważ uwalnia energię po schłodzeniu.
4- Napięcie powierzchniowe jest wysokie
Zrozumienie przez to ilości energii potrzebnej do zwiększenia powierzchni cieczy na jednostkę powierzchni.
W przypadku wody tworzące się cząsteczki są ze sobą połączone i mają dużą siłę kohezji, dlatego jej sferyczna geometria osiąga maksymalną objętość w minimalnym obszarze.
Napięcie powierzchniowe jest efektem fizycznym, który tworzy rodzaj twardej elastycznej membrany w powierzchniowej warstwie wody, która jest w spoczynku.
Pozwala to na przykład na to, że owady osiadają na kroplach wody bez opadania lub że krople wody mogą być utrzymywane w stanie spoczynku przy jednoczesnym zachowaniu ich objętości w małej przestrzeni.
Właściwości chemiczne
5- Skład
Woda jest utworzona przez atom tlenu i dwa atomy wodoru, prostą cząsteczkę, która ma wiązania polarne, które umożliwiają ustanowienie mostków wodorowych między sąsiadującymi cząsteczkami.
To połączenie ma ogromne znaczenie, ponieważ daje właściwości wody, które pozwalają mu na większą masę, i osiągają wysokie temperatury topnienia i wrzenia, które mają podstawowe znaczenie dla stanu płynnego na ziemi.
6- Uniwersalny rozpuszczalnik
Dzięki temu może rozpuszczać więcej substancji niż jakikolwiek inny płyn. Jego cząsteczki są polarne, stąd mają obszary ładunków dodatnich i ujemnych.
Podobnie, jego cząsteczki są dipolarne, to znaczy centralny atom tlenu dzieli parę elektronów z każdym z dwóch atomów wodoru, co czyni go doskonałym medium rozpuszczalnikowym dla związków jonowych, takich jak minerały i węglowodany.
Ta właściwość wody wynika z jej zdolności do tworzenia mostków wodorowych z innymi substancjami, które rozpuszczają się, gdy oddziałują z polarnymi molekułami wody.
7- Jego cząsteczki mają dużą siłę kohezji
Ich molekuły, przyciągając się wzajemnie, pozostają ze sobą powiązane. Dzięki molekułom wodoru są one odpowiedzialne za ścisłe połączenie, tworząc zwartą strukturę, która dzięki wysokiej sile adhezji zamienia wodę w niezrozumiały płyn.
8- Jego gęstość wynosi 1 kg / l
Ta gęstość wzrasta wraz ze spadkiem temperatury, osiągając maksymalną gęstość 4 stopni.
Z powodu tej właściwości lód może unosić się w wodzie, więc gdy jezioro lub morze zamarza, warstwa lodu unosi się na powierzchni, izolując resztę wody, zapobiegając jej rozmrożeniu.
9- Niski stopień jonizacji,
Dzieje się tak, ponieważ tylko jedna na każde 551 000 000 cząsteczek wody ulega dysocjacji w formie jonowej. Dlatego pH wody jest uważane za neutralne.
10- Twórz złożone kombinacje
Jest w stanie tworzyć złożone kombinacje, wiążąc się z niektórymi solami, co powoduje powstawanie hydratów, substancji zawierających wodę.
Podobnie woda reaguje z wieloma metalicznymi i niemetalowymi tlenkami w celu utworzenia wodorotlenków i tlenków.
11- Generuje efekt hydrofobowy
Jest to zjawisko, które można zaobserwować, gdy substancje niepolarne wchodzą w kontakt z wodą.
Cząsteczki hydrofobowe mają tendencję do agregacji i wiązania z wyłączeniem cząsteczek wody, co jest wyraźnym przykładem tej właściwości, ponieważ podczas łączenia wody z olejem mieszaninę rozdziela się na fazę wodną i oleistą.
