Proprietățile fizice și chimice ale apei: generalități și curiozități
Apa este vitală pentru viață! Acoperă 70% din planetă, este o moleculă simplă cu proprietăți complexe. Una dintre puținele substanțe care există în natură în toate cele trei forme: gaz, lichid și solid. Care sunt proprietățile și curiozitățile sale? Deoarece apa este un compus foarte curios în multe aspecte fizice și chimice ...
Proprietăți generale
Spre deosebire de majoritatea lichidelor:
- apa se extinde pe măsură ce se solidifică,
- se contractă prin fuziune,
- atinge densitatea maximă la 4 ° C,
- vâscozitatea acestuia scade la comprimare,
- are proprietăți electrice și termice unice,
- acumulează o cantitate de căldură anormal de mare,
- punctul său de fierbere este mult mai mare decât se aștepta.
La sfârșitul anilor 1700, Lavoisier și Cavendish, separat, au descoperit că apa constă din:
- aer inflamabil (hidrogen) și
- aer vital (oxigen)
De fapt, apa este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen.
Simbol H2O: oxid de hidrogen.
Masa atomică sau moleculară
Apa este alcătuită dintr-un atom de oxigen și doi atomi de hidrogen.
Oxigen: 16 grame.
Hidrogen: 2 * 1 grame.
Masa molară de apă: 18 grame.
Obligațiuni covalente
Fiecare atom de oxigen este atașat de cei doi hidrogeni prin legături chimice. Singularitatea apei: fiecare atom de oxigen are relații speciale cu atomii de hidrogen ai moleculelor vecine numite legături de hidrogen:
- aceste conexiuni sunt făcute și rupte de miliarde de ori pe secundă,
- sunt responsabili pentru formarea rețelelor de hexagoane,
- rezultatul este un fel de aranjament precum cristalele, mai degrabă decât o anarhie haotică ca majoritatea lichidelor,
- acest lucru explică de ce apa este anormal de stabilă.
Curiozități de apă
1) Gheața plutește pe apă: densitatea gheții este cu 8% mai mică decât cea a apei lichide.
Aceasta înseamnă că 8% din masa unui cub de gheață este deasupra suprafeței sau vedere mai mare: 8% din masa aisbergurilor este la suprafață.
2) Trecerea apei-gheață se face cu expansiune: dacă apa ocupă un volum constrâns, recipientul este supus unei presiuni colosale (mai mult de 2000 de bari).
Aproape toate lichidele au proprietatea opusă: se contractă în timp ce se solidifică.
3) Stele cu 6 colțuri: fulgii de zăpadă au forma unor stele cu 6 colțuri. Moleculele de apă se organizează în rețele hexagonale. Există 12 soiuri de înghețată (vezi articolele următoare).
Apa referențială a unităților noastre de măsurare fizică
Temperatura: prin definiția scalei de grade Celsius, sub presiune atmosferică normală.
Punct de topire: 0 ° C
Punct de fierbere: 100 ° C
Prin definiție, caloria este cantitatea de căldură necesară pentru a crește temperatura apei de la 14,5 la 15,5 ° C a 1 gram de apă distilată.