Qui sap la fórmula de l'aigua des de l'escola? Per descomptat, tot. És probable que de tot el curs de química, per a molts que després no l'estudien de manera especialitzada, l'únic que queda és el coneixement de què significa la fórmula H2O. Però ara intentarem entendre tant com sigui possible en detall i en profunditat què és l'aigua? Quines són les seves principals propietats i per què exactament sense ella és impossible la vida al planeta Terra.
L'aigua com a substància
La molècula d'aigua, com sabem, està formada per un àtom d'oxigen i dos àtoms d'hidrogen. La seva fórmula s'escriu així: H2O. Aquesta substància pot tenir tres estats: sòlida -en forma de gel, gasosa- en forma de vapor, i líquida - com a substància sense color, gust i olor. Per cert, aquesta és l'única substància del planeta que pot existir en els tres estats simultàniament en condicions naturals. Per exemple: als pols de la Terra - el gel, als oceans - l'aigua, i l'evaporació sota els raigs del sol és vapor. En aquest sentit, l'aigua és anòmala.
A més, l'aigua és la substància més comuna a la nostraplaneta. Cobreix la superfície del planeta Terra gairebé un setanta per cent: aquests són oceans i nombrosos rius amb llacs i glaceres. La major part de l'aigua del planeta és salada. No és apte per beure i per a l'agricultura. L'aigua dolça només representa el dos i mig per cent de la quantitat total d'aigua del planeta.
L'aigua és un dissolvent molt fort i d' alta qualitat. A causa d'això, les reaccions químiques a l'aigua tenen lloc a una velocitat tremenda. Aquesta mateixa propietat afecta el metabolisme del cos humà. És un fet ben conegut que el cos d'un adult és un setanta per cent d'aigua. En un nen, aquest percentatge és encara més elevat. A la vellesa, aquesta xifra baixa del setanta al seixanta per cent. Per cert, aquesta característica de l'aigua demostra clarament que és la base de la vida humana. Com més aigua hi hagi el cos, més saludable, més actiu i més jove és. Per tant, científics i metges de tots els països repeteixen incansablement que cal beure molt. És aigua en forma pura i no substituts en forma de te, cafè o altres begudes.
L'aigua modela el clima del planeta, i això no és una exageració. Els corrents càlids de l'oceà escalfen continents sencers. Això es deu al fet que l'aigua absorbeix molta calor solar, i després la lliura quan comença a refredar-se. Per tant, regula la temperatura del planeta. Molts científics diuen que la Terra s'hauria refredat i s'hauria convertit en pedra fa molt de temps si no fos per la presència de tanta aigua al planeta verd.
Propietats de l'aigua
L'aigua té moltes propietats molt interessants.
Per exemple, l'aigua és la substància més mòbil després de l'aire. Del curs escolar, molts, segur, recorden una cosa com el cicle de l'aigua a la natura. Per exemple: un corrent s'evapora sota la influència de la llum solar directa, es converteix en vapor d'aigua. A més, aquest vapor és portat en algun lloc pel vent, s'acumula en núvols, i fins i tot en núvols i cau a les muntanyes en forma de neu, calamarsa o pluja. A més, des de les muntanyes, el rierol torna a baixar, evaporant-se parcialment. I així, en cercle, el cicle es repeteix milions de vegades.
A més, l'aigua té una capacitat calorífica molt elevada. És per això que els cossos d'aigua, especialment els oceans, es refreden molt lentament durant la transició d'una estació o hora del dia càlida a una de freda. En canvi, quan la temperatura de l'aire augmenta, l'aigua s'escalfa molt lentament. A causa d'això, com s'ha esmentat anteriorment, l'aigua estabilitza la temperatura de l'aire a tot el nostre planeta.
Després del mercuri, l'aigua té la tensió superficial més alta. És impossible no notar que una gota vessada accidentalment sobre una superfície plana de vegades es converteix en una taca impressionant. Això mostra la ductilitat de l'aigua. Una altra propietat es manifesta quan la temperatura baixa a quatre graus. Tan bon punt l'aigua es refreda fins a aquesta marca, es torna més lleugera. Per tant, el gel sempre flota a la superfície de l'aigua i es congela en una escorça, cobrint rius i llacs. Gràcies a això, els peixos no es congelen a les masses d'aigua que es congelen a l'hivern.
L'aigua com a conductor de l'electricitat
Primer, hauríeu d'aprendre què és la conductivitat elèctrica (inclosa l'aigua). La conductivitat elèctrica és la capacitat de ao substàncies condueixen l'electricitat per si mateixes. En conseqüència, la conductivitat elèctrica de l'aigua és la capacitat de l'aigua de conduir el corrent. Aquesta capacitat depèn directament de la quantitat de sals i altres impureses del líquid. Per exemple, la conductivitat elèctrica de l'aigua destil·lada es redueix gairebé al mínim a causa del fet que aquesta aigua es purifica a partir de diversos additius tan necessaris per a una bona conductivitat elèctrica. Un excel·lent conductor de corrent és l'aigua de mar, on la concentració de sals és molt elevada. La conductivitat elèctrica també depèn de la temperatura de l'aigua. Com més alta sigui la temperatura, més gran serà la conductivitat elèctrica de l'aigua. Aquest patró es va revelar gràcies als múltiples experiments de físics.
Mesuració de la conductivitat elèctrica de l'aigua
Hi ha un terme així: conductometria. Aquest és el nom d'un dels mètodes d'anàlisi electroquímic basat en la conductivitat elèctrica de les solucions. Aquest mètode s'utilitza per determinar la concentració en solucions de sals o àcids, així com per controlar la composició d'algunes dissolucions industrials. L'aigua té propietats amfòteres. És a dir, depenent de les condicions, és capaç de presentar propietats tant àcides com bàsiques, per actuar tant com a àcid com com a base.
El dispositiu utilitzat per a aquesta anàlisi té un nom molt similar: un conductòmetre. Amb un conductòmetre, es mesura la conductivitat elèctrica dels electròlits en una solució, l'anàlisi de la qual s'està duent a terme. Potser val la pena explicar un altre terme: electròlit. Aquesta és una substància que, quan es dissol o es fon,es descompon en ions, a causa dels quals es condueix posteriorment un corrent elèctric. Un ió és una partícula carregada elèctricament. En realitat, el conductòmetre, prenent com a base determinades unitats de conductivitat elèctrica de l'aigua, determina la seva conductivitat elèctrica. És a dir, determina la conductivitat elèctrica d'un volum específic d'aigua presa com a unitat inicial.
Fins i tot abans de principis dels anys setanta del segle passat, la unitat de mesura "mo" s'utilitzava per indicar la conductivitat de l'electricitat, era un derivat d'una altra magnitud - Ohm, que és la unitat principal de resistència.. La conductivitat elèctrica és una magnitud inversament proporcional a la resistència. Ara es mesura a Siemens. Aquest valor va rebre el seu nom en honor al físic alemany Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (es pot denotar amb Cm i S) és el recíproc d'Ohm, que és una unitat de conductivitat elèctrica. Un cm és igual a la conductivitat elèctrica de qualsevol conductor la resistència del qual és d'1 ohm. Expressat per Siemens mitjançant la fórmula:
Conductivitat tèrmica de l'aigua
Ara parlem de què és la conductivitat tèrmica. La conductivitat tèrmica és la capacitat que té una substància de transferir energia tèrmica. L'essència del fenomen rau en el fet que es transfereix l'energia cinètica dels àtoms i les molècules, que determinen la temperatura d'un cos o substància determinats.un altre cos o substància durant la seva interacció. En altres paraules, la conductivitat tèrmica és l'intercanvi de calor entre cossos, substàncies, així com entre un cos i una substància.
La conductivitat tèrmica de l'aigua també és molt alta. La gent utilitza diàriament aquesta propietat de l'aigua sense adonar-se'n. Per exemple, abocar aigua freda en un recipient i refredar-hi begudes o aliments. L'aigua freda agafa calor de l'ampolla, recipient, en lloc de donar fred, també és possible la reacció inversa.
Ara el mateix fenomen es pot imaginar fàcilment a escala planetària. L'oceà s'escalfa durant l'estiu, i després, amb l'arribada del clima fred, es refreda lentament i cedeix la seva calor a l'aire, escalfant així els continents. Després de refredar-se durant l'hivern, l'oceà comença a escalfar-se molt lentament en comparació amb la terra i cedeix la seva frescor als continents que llanguien pel sol d'estiu.
Densitat de l'aigua
Més amunt es deia que els peixos viuen a un estany a l'hivern perquè l'aigua es congela amb una crosta sobre tota la seva superfície. Sabem que l'aigua comença a convertir-se en gel a una temperatura de zero graus. A causa del fet que la densitat de l'aigua és més gran que la del gel, el gel flota i es congela a la superfície.
Quines són les propietats redox de l'aigua
A més, en diferents condicions, l'aigua pot ser alhora un agent oxidant i un agent reductor. És a dir, l'aigua, cedint els seus electrons, està carregada positivament i s'oxida. O adquireix electrons i es carrega negativament, el que significa que es restaura. En el primer cas, l'aigua s'oxida i s'anomena morta. Ella posseeixpropietats bactericides molt potents, però no cal beure-la. En el segon cas, l'aigua és viva. Tonifica, estimula la recuperació del cos, aporta energia a les cèl·lules. La diferència entre aquestes dues propietats de l'aigua s'expressa en el terme "potencial redox".
Amb què pot reaccionar l'aigua
L'aigua és capaç de reaccionar amb gairebé totes les substàncies que existeixen a la Terra. L'única cosa és que per a que es produeixin aquestes reaccions, cal proporcionar una temperatura i un microclima adequats.
Per exemple, a temperatura ambient, l'aigua reacciona bé amb metalls com el sodi, el potassi, el bari: s'anomenen actius. Els halògens són el fluor i el clor. Quan s'escalfa, l'aigua reacciona bé amb ferro, magnesi, carbó i metà.
Amb l'ajuda de diversos catalitzadors, l'aigua reacciona amb amides, èsters d'àcids carboxílics. Un catalitzador és una substància que sembla empènyer els components a una reacció mútua, accelerant-la.
Hi ha aigua en qualsevol altre lloc que no sigui la Terra?
Fins ara, no s'ha trobat aigua a cap planeta del sistema solar, excepte a la Terra. Sí, assumeixen la seva presència als satèl·lits de planetes tan gegants com Júpiter, Saturn, Neptú i Urà, però fins ara els científics no disposen de dades exactes. Hi ha una altra hipòtesi, encara no del tot verificada, sobre les aigües subterrànies del planeta Mart i del satèl·lit de la Terra: la Lluna. Pel que fa a Mart, s'han proposat diverses teories que una vegada hi havia un oceà en aquest planeta, i fins i tot el seu possible model va ser dissenyat per científics.
Fora del sistema solar, hi ha molts planetes grans i petits, on, segons els científics, hi pot haver aigua. Però fins ara no hi ha la més mínima manera d'estar segur d'això.
Com utilitzar la conductivitat tèrmica i elèctrica de l'aigua amb finalitats pràctiques
A causa del fet que l'aigua té una gran capacitat calorífica, s'utilitza a la xarxa de calefacció com a portador de calor. Proporciona la transferència de calor del productor al consumidor. Moltes centrals nuclears també utilitzen l'aigua com a refrigerant excel·lent.
En medicina, el gel s'utilitza per refredar i el vapor per a la desinfecció. El gel també s'utilitza al sistema de càtering.
En molts reactors nuclears, l'aigua s'utilitza com a moderador d'una reacció nuclear en cadena amb èxit.
L'aigua a pressió s'utilitza per partir, trencar i fins i tot tallar roques. S'utilitza activament en la construcció de túnels, instal·lacions subterrànies, magatzems, metro.
Conclusió
De l'article es desprèn que l'aigua en les seves propietats i funcions és la substància més insubstituïble i sorprenent de la Terra. La vida d'una persona o de qualsevol altre ésser viu a la Terra depèn de l'aigua? Certament que sí. Contribueix aquesta substància a l'activitat científica humana? Sí. L'aigua té conductivitat elèctrica, conductivitat tèrmica i altres propietats útils? La resposta també és sí. Una altra cosa és que cada cop hi ha menys aigua a la Terra, i encara més aigua neta. I la nostra tasca és preservar-la i protegir-la (i, per tant, a tots nos altres).desaparició.
