Chi conosce la formula dell'acqua fin dai tempi della scuola? Ovviamente tutto. È probabile che dell'intero corso di chimica, per molti che poi non la studiano in modo specializzato, l'unica cosa rimasta sia la conoscenza di cosa significa la formula H2O. Ma ora cercheremo di capire il più possibile nel dettaglio e in profondità cos'è l'acqua? Quali sono le sue principali proprietà e perché esattamente senza di essa la vita sul pianeta Terra è impossibile.
Acqua come sostanza
La molecola d'acqua, come sappiamo, è composta da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno. La sua formula è scritta così: H2O. Questa sostanza può avere tre stati: solido - sotto forma di ghiaccio, gassoso - sotto forma di vapore e liquido - come sostanza senza colore, gusto e odore. A proposito, questa è l'unica sostanza sul pianeta che può esistere in tutti e tre gli stati contemporaneamente in condizioni naturali. Ad esempio: ai poli della Terra - ghiaccio, negli oceani - l'acqua e l'evaporazione sotto i raggi del sole è vapore. In questo senso l'acqua è anomala.
Inoltre, l'acqua è la sostanza più comune sul nostropianeta. Copre la superficie del pianeta Terra di quasi il settanta percento: si tratta di oceani e numerosi fiumi con laghi e ghiacciai. La maggior parte dell'acqua del pianeta è salata. Non è adatto per bere e per l'agricoltura. L'acqua dolce costituisce solo il due percento e mezzo della quantità totale di acqua sul pianeta.
L'acqua è un solvente molto forte e di alta qualità. A causa di ciò, le reazioni chimiche nell'acqua avvengono a una velocità tremenda. Questa stessa proprietà influisce sul metabolismo nel corpo umano. È risaputo che il corpo di un adulto è costituito per il settanta per cento da acqua. In un bambino, questa percentuale è ancora più alta. Con la vecchiaia, questa cifra scende dal settanta al sessanta per cento. A proposito, questa caratteristica dell'acqua dimostra chiaramente che è la base della vita umana. Più acqua nel corpo, più sano, più attivo e più giovane è. Pertanto, scienziati e medici di tutti i paesi ripetono instancabilmente che è necessario bere molto. È acqua nella sua forma pura e non sostitutiva sotto forma di tè, caffè o altre bevande.
L'acqua modella il clima del pianeta, e questa non è un'esagerazione. Le correnti calde nell'oceano riscaldano interi continenti. Ciò è dovuto al fatto che l'acqua assorbe molto calore solare e poi lo cede quando inizia a raffreddarsi. Quindi regola la temperatura sul pianeta. Molti scienziati affermano che la Terra si sarebbe raffreddata e si sarebbe trasformata in pietra molto tempo fa, se non fosse stato per la presenza di così tanta acqua sul pianeta verde.
Proprietà dell'acqua
L'acqua ha molte proprietà molto interessanti.
Ad esempio, l'acqua è la sostanza più mobile dopo l'aria. Dal corso scolastico, molti, sicuramente, ricordano una cosa come il ciclo dell'acqua in natura. Ad esempio: un flusso evapora sotto l'influenza della luce solare diretta, si trasforma in vapore acqueo. Inoltre, questo vapore viene portato da qualche parte dal vento, si raccoglie nelle nuvole e persino nelle nuvole temporalesche e cade in montagna sotto forma di neve, grandine o pioggia. Inoltre, dalle montagne, il ruscello scende di nuovo, evaporando parzialmente. E così - in un cerchio - il ciclo si ripete milioni di volte.
Inoltre, l'acqua ha una capacità termica molto elevata. È per questo motivo che i corpi idrici, in particolare gli oceani, si raffreddano molto lentamente durante il passaggio da una stagione o un'ora del giorno calda a una fredda. Al contrario, quando la temperatura dell'aria aumenta, l'acqua si riscalda molto lentamente. A causa di ciò, come accennato in precedenza, l'acqua stabilizza la temperatura dell'aria in tutto il nostro pianeta.
Dopo il mercurio, l'acqua ha la tensione superficiale più alta. È impossibile non notare che una goccia versata accidentalmente su una superficie piana a volte diventa un puntino impressionante. Questo mostra la duttilità dell'acqua. Un' altra proprietà si manifesta quando la temperatura scende a quattro gradi. Non appena l'acqua si raffredda fino a questo punto, diventa più chiara. Pertanto, il ghiaccio galleggia sempre sulla superficie dell'acqua e si congela in una crosta, coprendo fiumi e laghi. Grazie a ciò, i pesci non si congelano nei corpi idrici che gelano in inverno.
L'acqua come conduttore di elettricità
In primo luogo, dovresti conoscere cos'è la conduttività elettrica (compresa l'acqua). La conducibilità elettrica è la capacità di ao sostanze conducono elettricità attraverso se stesse. Di conseguenza, la conduttività elettrica dell'acqua è la capacità dell'acqua di condurre corrente. Questa capacità dipende direttamente dalla quantità di sali e altre impurità nel liquido. Ad esempio, la conduttività elettrica dell'acqua distillata è quasi ridotta al minimo a causa del fatto che tale acqua viene purificata da vari additivi che sono così necessari per una buona conduttività elettrica. Un ottimo conduttore di corrente è l'acqua di mare, dove la concentrazione di sali è molto alta. La conducibilità elettrica dipende anche dalla temperatura dell'acqua. Maggiore è la temperatura, maggiore è la conducibilità elettrica dell'acqua. Questo modello è stato rivelato grazie ai molteplici esperimenti dei fisici.
Misurare la conducibilità elettrica dell'acqua
Esiste un termine simile: conduttimetria. Questo è il nome di uno dei metodi di analisi elettrochimica basato sulla conducibilità elettrica delle soluzioni. Questo metodo viene utilizzato per determinare la concentrazione in soluzioni di sali o acidi, nonché per controllare la composizione di alcune soluzioni industriali. L'acqua ha proprietà anfotere. Cioè, a seconda delle condizioni, è in grado di esibire proprietà sia acide che basiche - agire sia come acido che come base.
Il dispositivo utilizzato per questa analisi ha un nome molto simile: un conduttometro. Utilizzando un conduttometro, viene misurata la conduttività elettrica degli elettroliti in una soluzione, la cui analisi è in corso. Forse vale la pena spiegare un altro termine: elettrolita. Questa è una sostanza che, una volta disciolta o sciolta,si scompone in ioni, a causa dei quali viene successivamente condotta una corrente elettrica. Uno ione è una particella elettricamente carica. In re altà, il conduttometro, prendendo come base alcune unità di conducibilità elettrica dell'acqua, ne determina la conducibilità elettrica. Cioè, determina la conducibilità elettrica di uno specifico volume d'acqua preso come unità iniziale.
Anche prima dell'inizio degli anni settanta del secolo scorso, l'unità di misura "mo" era usata per indicare la conducibilità dell'elettricità, era un derivato di un' altra quantità - Ohm, che è l'unità principale di resistenza. La conducibilità elettrica è una grandezza inversamente proporzionale alla resistenza. Ora è misurato in Siemens. Questo valore ha preso il nome in onore del fisico tedesco Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (può essere indicato sia con Cm che con S) è il reciproco di Ohm, che è un'unità di conducibilità elettrica. Un cm è uguale alla conduttività elettrica di qualsiasi conduttore la cui resistenza è 1 ohm. Espresso da Siemens attraverso la formula:
Conducibilità termica dell'acqua
Ora parliamo di cos'è la conducibilità termica. La conducibilità termica è la capacità di una sostanza di trasferire energia termica. L'essenza del fenomeno sta nel fatto che l'energia cinetica di atomi e molecole, che determinano la temperatura di un dato corpo o sostanza, viene trasferitaun altro corpo o sostanza durante la loro interazione. In altre parole, la conducibilità termica è lo scambio di calore tra corpi, sostanze, nonché tra un corpo e una sostanza.
Anche la conducibilità termica dell'acqua è molto alta. Le persone usano quotidianamente questa proprietà dell'acqua senza accorgersene. Ad esempio, versando acqua fredda in un contenitore e raffreddando bevande o alimenti al suo interno. L'acqua fredda prende calore dalla bottiglia, contenitore, invece cedendo freddo, è possibile anche la reazione inversa.
Ora lo stesso fenomeno può essere facilmente immaginato su scala planetaria. L'oceano si riscalda durante l'estate e poi, con l'inizio del freddo, si raffredda lentamente e cede il suo calore all'aria, riscaldando così i continenti. Dopo essersi raffreddato durante l'inverno, l'oceano inizia a riscaldarsi molto lentamente rispetto alla terraferma e cede la sua freschezza ai continenti che languiscono dal sole estivo.
Densità dell'acqua
È stato detto sopra che i pesci vivono in uno stagno in inverno a causa del fatto che l'acqua si congela con una crosta su tutta la loro superficie. Sappiamo che l'acqua inizia a trasformarsi in ghiaccio a una temperatura di zero gradi. A causa del fatto che la densità dell'acqua è maggiore della densità del ghiaccio, il ghiaccio galleggia e si congela in superficie.
Quali sono le proprietà redox dell'acqua
Inoltre, in diverse condizioni, l'acqua può essere sia un agente ossidante che un agente riducente. Cioè, l'acqua, cedendo i suoi elettroni, viene caricata positivamente e ossidata. Oppure acquisisce elettroni e viene caricato negativamente, il che significa che viene ripristinato. Nel primo caso l'acqua si ossida e si dice morta. Lei possiedeproprietà battericide molto potenti, ma non è necessario berlo. Nel secondo caso, l'acqua è viva. Rinvigorisce, stimola il corpo a riprendersi, apporta energia alle cellule. La differenza tra queste due proprietà dell'acqua è espressa nel termine "potenziale redox".
Con cosa può reagire l'acqua
L'acqua è in grado di reagire con quasi tutte le sostanze che esistono sulla Terra. L'unica cosa è che per il verificarsi di queste reazioni, è necessario fornire una temperatura e un microclima adeguati.
Ad esempio, a temperatura ambiente, l'acqua reagisce bene con metalli come sodio, potassio, bario - sono chiamati attivi. Gli alogeni sono fluoro e cloro. Quando riscaldata, l'acqua reagisce bene con ferro, magnesio, carbone, metano.
Con l'aiuto di vari catalizzatori, l'acqua reagisce con le ammidi, esteri degli acidi carbossilici. Un catalizzatore è una sostanza che sembra spingere i componenti a una reazione reciproca, accelerandola.
C'è acqua altrove tranne che sulla Terra?
Finora l'acqua non è stata trovata su nessun pianeta del sistema solare, eccetto la Terra. Sì, presumono la sua presenza sui satelliti di pianeti giganti come Giove, Saturno, Nettuno e Urano, ma finora gli scienziati non hanno dati esatti. Esiste un' altra ipotesi, non ancora del tutto verificata, sulle acque sotterranee del pianeta Marte e del satellite terrestre: la Luna. Per quanto riguarda Marte, sono state avanzate numerose teorie secondo cui una volta c'era un oceano su questo pianeta e il suo possibile modello è stato persino progettato dagli scienziati.
Al di fuori del sistema solare, ci sono molti pianeti grandi e piccoli, dove, secondo gli scienziati, potrebbe esserci acqua. Ma finora non c'è il minimo modo per esserne sicuri.
Come utilizzare la conducibilità termica ed elettrica dell'acqua per scopi pratici
A causa del fatto che l'acqua ha un'elevata capacità termica, viene utilizzata nella rete di riscaldamento come vettore di calore. Fornisce il trasferimento di calore dal produttore al consumatore. Molte centrali nucleari utilizzano anche l'acqua come ottimo refrigerante.
In medicina, il ghiaccio viene utilizzato per il raffreddamento e il vapore per la disinfezione. Il ghiaccio viene utilizzato anche nel sistema di ristorazione.
In molti reattori nucleari, l'acqua viene utilizzata come moderatore per una reazione nucleare a catena di successo.
L'acqua a pressione viene utilizzata per spaccare, sfondare e persino tagliare le rocce. Viene utilizzato attivamente nella costruzione di tunnel, strutture sotterranee, magazzini, metropolitane.
Conclusione
Segue dall'articolo che l'acqua nelle sue proprietà e funzioni è la sostanza più insostituibile e sorprendente sulla Terra. La vita di una persona o di qualsiasi altro essere vivente sulla Terra dipende dall'acqua? Certamente sì. Questa sostanza contribuisce all'attività scientifica umana? Sì. L'acqua ha conducibilità elettrica, conducibilità termica e altre proprietà utili? Anche la risposta è sì. Un' altra cosa è che c'è sempre meno acqua sulla Terra, e ancora di più acqua pulita. E il nostro compito è preservarlo e metterlo al sicuro (e, quindi, tutti noi) da essoscomparsa.
