11 الخواص الفيزيائية والكيميائية للمياه

تجعل الخصائص الفيزيائية والكيميائية للمياه أهم مركب على هذا الكوكب ، والذي يدمج النظم البيئية الطبيعية ، كونها أساسية للحفاظ على الحياة على الكوكب وإعادة إنتاجه.

الماء ، مورد حيوي لوجود الحياة على هذا الكوكب ، عديم الرائحة ، غائم وغير عديم اللون ، مع وجود 97.2 ٪ في البحار والبحيرات والأنهار والمحيطات ، و 2.8 ٪ المتبقية في شكل مياه عذبة.

من 640 قبل الميلاد أكد الفيلسوف اليوناني تاليس ميليتوس أن الماء هو كل شيء ، معتبرًا أنه العنصر الأساسي في الكون.

في القرن الثامن عشر ، دحضوا تاليس ميليتس ، عندما اقترح الكيميائي الإنجليزي كافنديش ، الذي قام بتوليف الماء من احتراق الهواء والهيدروجين ، ولافوازييه ، أن الماء ليس عنصرًا ، ولكنه مركب كيميائي.

الخصائص الفيزيائية والكيميائية الرئيسية للمياه

الخصائص الفيزيائية

1- يمكن العثور عليها في الحالات الثلاثة للمادة

الماء مركب كيميائي يمكن العثور عليه بشكل صلب وسائل وغازي.

في الطور الصلب ، ترتبط الجسيمات ارتباطًا وثيقًا ببعضها البعض ، وبالتالي ، على سبيل المثال ، يمكن لمكعب جليدي الحفاظ على شكله لفترة بغض النظر عن مكان غمره.

في الحالة الصلبة ، يوجد الماء عادة في شكل جليد في رقاقات الثلج والأنهار الجليدية والقبعات الجليدية القطبية.

في الطور السائل ، يتم فصل الجزيئات مما يجعل الماء يمكن أن يأخذ شكل الحاوية التي تحتوي عليه.

يمكن العثور عليها في الطبيعة مثل المطر وقطرات الماء ، في شكل ندى على الغطاء النباتي والمحيطات والأنهار والبحيرات والبحار.

وفي طورها الغازي ، يتم فصل الجزيئات واضطرابها تمامًا ، مما يتسبب في تحول الماء إلى بخار غاز أو ماء ، ويكون قادرًا على العثور عليه في شكل ضباب وبخار ، كما هو الحال مع السحب.

بفضل هذه الخاصية توجد عمليات التبخر والتكثيف والتسامي والتجميد والانصهار والتطاير.

هذه هي العمليات التي من خلالها يترك الماء حالته السائلة ليصبح بخار ماء ويتجمد حتى يسقط في شكل أمطار أو برد ، ويكون قادرًا على ترك الصقيع أو الجليد وحتى وقت لاحق مع تسخين الجليد.

ربما كنت مهتما في حالات المياه: الصلبة والسائلة والغازية.

2 - لديها علامات درجة حرارة مستقرة

يصل الماء إلى نقطة التجمد عند صفر درجة مئوية ونقطة الغليان عند مئة درجة.

وبالتالي ، في حين أن درجة حرارة الماء أعلى من الصفر وأقل من مئة ، فإنها ستكون دائمًا في حالة سائلة.

3 - لديها مؤشر حرارة عالية محددة

يشير هذا المؤشر إلى كمية الحرارة التي يمكن أن تمتصها المادة. في حالة الماء ، يكون للحرارة حرارة أعلى من أي مادة أخرى ، وبالتالي يمكنها امتصاص كميات كبيرة من الحرارة وتنخفض درجة حرارتها بشكل أبطأ من السوائل الأخرى أثناء إطلاقها للطاقة عند تبريدها.

4- التوتر السطحي مرتفع

افهم هذا بكمية الطاقة المطلوبة لزيادة مساحة سطح السائل لكل وحدة مساحة.

في حالة الماء ، تتحد الجزيئات التي تتكون منها وتكون لها قوة تماسك كبيرة ، وهذا هو السبب في أن هندستها الكروية تحقق أقصى حجم في أقل مساحة.

التوتر السطحي هو التأثير المادي الذي يشكل نوعًا من الغشاء المرن الصلب في الطبقة السطحية للمياه الموجودة في حالة استراحة.

هذا يسمح ، على سبيل المثال ، أن تستقر الحشرات على قطرات الماء دون أن تغرق أو أن قطرات الماء يمكن أن تبقى في حالة راحة مع الحفاظ على حجمها في مساحة صغيرة.

الخواص الكيميائية

5 - التكوين

يتكون الماء من ذرة الأكسجين واثنين من ذرات الهيدروجين ، وهو جزيء بسيط له روابط قطبية تسمح بإنشاء جسور الهيدروجين بين الجزيئات المجاورة.

هذا الارتباط له أهمية كبيرة لأنه يعطي خصائص المياه التي تسمح لها بالحصول على كتلة أكبر ، والوصول إلى درجة انصهار عالية وغليان ، وهي ضرورية لتكون الماء في حالة سائلة في الأرض.

6- المذيبات العالمية

بفضل هذا ، يمكنه إذابة المزيد من المواد أكثر من أي سائل آخر. جزيئاتها قطبية ، وبالتالي فهي تحتوي على مناطق ذات شحنة موجبة وسالبة.

وبالمثل ، فإن جزيئاتها ثنائية القطب ، أي أن ذرة الأكسجين المركزية تشترك في زوج من الإلكترونات مع كل من ذرتين الهيدروجين ، مما يجعلها وسيلة مذيب كبيرة للمركبات الأيونية مثل المعادن والكربوهيدرات.

تعود خاصية الماء هذه إلى قدرتها على تكوين جسور الهيدروجين مع مواد أخرى ، والتي تذوب عندما تتفاعل مع جزيئات الماء القطبية.

7- جزيئاتها لها قوة تماسك عالية

تبقى جزيئاتها ، عن طريق جذب بعضها البعض ، مرتبطة ببعضها البعض. من خلال امتلاك جزيئات الهيدروجين ، فهي مسؤولة عن الحفاظ على بعضها البعض بإحكام وتشكيل بنية مدمجة تحول الماء إلى سائل غير مفهوم بفضل قوتها التصاق عالية.

8- كثافته 1 كجم / لتر

تزداد هذه الكثافة مع انخفاض درجة الحرارة ، حيث تصل الكثافة القصوى إلى 4 درجات.

وبسبب هذه الخاصية ، يمكن أن يطفو الجليد في الماء ، لذلك عندما تتجمد البحيرة أو البحر ، تطفو طبقة الجليد على السطح معزولة بقية جسم الماء ، وتمنعه ​​من الذوبان.

9- درجة التأين المنخفضة

هذا لأنه يتم فصل واحد فقط من بين كل 550000000 جزيء ماء في شكل أيوني. لذلك ، يعتبر الرقم الهيدروجيني للمياه محايد.

10- تشكيل مجموعات معقدة

إنه قادر على تكوين مجموعات معقدة عن طريق الارتباط ببعض الأملاح ، مما يؤدي إلى هيدرات ، وهي المواد التي تحتوي على الماء.

وبالمثل ، يتفاعل الماء مع العديد من الأكاسيد المعدنية وغير المعدنية من أجل تشكيل هيدروكسيدات وأكسيدات.

11- يولد تأثير مسعور

إنها ظاهرة يمكن رؤيتها عندما تتلامس المواد غير القطبية مع الماء.

تميل جزيئات الكارهة للماء إلى التجميع والربط باستثناء جزيئات الماء ، كونها مثالًا واضحًا على هذه الخاصية تتمثل في أنه عند ربط الماء بالزيت يتم فصل الخليط إلى مرحلة مائية وزيتية.