Proprietățile principale ale apei
Întrebarea care sunt principalele proprietăți ale apei poate fi văzută din diferite unghiuri. De fapt, proprietățile fizice și chimice ale apei sunt la fel de importante și determină semnificația și rolul special al acestei substanțe în lumea noastră. Proprietățile fizico-chimice ale apei sunt determinate de structura sa specială. Toată lumea știe că molecula de apă constă din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen. Cu toate acestea, chiar din acest fapt simplu, proprietățile anormale ale apei încep: deoarece toți ceilalți compuși de hidrogen în condiții normale au o stare agregată gazoasă, în timp ce apa este lichidă. În plus, este apa care poate rămâne în trei stări agregate (gazoase, lichide, solide) și este destul de ușor să treacă de la unul la altul.
Proprietățile neobișnuite ale apei obișnuite se datorează faptului că atomii de hidrogen sunt conectați la atomul de oxigen la un unghi strict definit și nu își schimbă poziția. Ca rezultat, se formează legături interatomice puternice, care se fixează rapid atunci când temperatura este redusă. Aceasta explică de ce diferența dintre temperatura obișnuită a apei și punctul de îngheț este mult mai mică decât între temperatura "medie" și punctul de fierbere. Când înghețarea nu duce la pierderea energiei pentru ruperea legăturilor interatomice, moleculele formează rapid structuri ordonate și se transformă în cristale de gheață. Pentru a intra într-o stare gazoasă, legăturile foarte puternice trebuie să se descompună în moleculele de apă - de aceea apa de fierbere trebuie încălzită mai mult cu costurile unei cantități mari de energie termică.
Particularitățile structurii moleculare a apei dau un răspuns la întrebarea de ce valoarea apei pentru organismele vii și, în general, pentru existența vieții este atât de mare. Întrucât singura formă cunoscută de viață în univers este Viața în Univers: Marte ca prim pas spre contact
Proprietățile fizice ale apei
Principalele proprietăți fizice ale apei depind în principal de factori de mediu, cum ar fi presiunea și temperatura. Mediul termic este, în general, extrem de important pentru apă: temperatura este asociată cu staționarea și trecerea la diferite stări agregate de apă. Proprietățile interesante ale apei sunt în special cele absolut pure, adică nu conțin impurități și substanțe dizolvate, apa poate locui în așa-numitele stări metastabile. De exemplu, proprietățile termice ale apei permit ca apa curată să nu înghețe până la o temperatură sub minus 30 de grade Celsius sau să rămână într-o stare lichidă, încălzind la 200 de grade Celsius. Cu toate acestea, astfel de stări metastabile sunt extrem de instabile, în afară de aceasta, apa absolut pură în condiții naturale nu este practic găsită. Prin urmare, se efectuează calcularea proprietăților termofizice ale apei, cu excepția cazurilor speciale, pornind de la limitele standard - 0 grade ca punct de îngheț, 100 grade ca punct de fierbere.
Desigur, proprietățile termice ale apei nu sunt singurele caracteristici ale acestui material unic. Există un tabel de proprietăți fizice ale apei, care conține informații detaliate despre ea. De exemplu, puteți vedea că proprietățile speciale ale apei un bun izolator face, adică trece foarte prost curent electric. Dar noi vorbim despre apă absolut pură - comună ca apa, avand o varietate de diferite substanțe dizolvate, este un bun conductor electric. În plus, în tabelul conține parametri, cum ar fi, de exemplu, viteza sunetului, care acționează în apă la o temperatură de 20 grade este de 1482.7 metri pe secundă (pentru comparație - viteza sunetului în aer este de 331 metri pe secundă).
Proprietăți chimice ale apei
Proprietatea chimică principală a apei este capacitatea sa de a fi un solvent. Proprietățile acide ale apei sunt studiate în mod activ, deoarece apa, oricât de neașteptată ar părea, este un acid. Acidul din știința chimică este o substanță capabilă să furnizeze cationi de hidrogen în cursul interacțiunii chimice. Apa este capabilă de acest lucru, astfel încât proprietățile oxidante ale apei sunt atât de importante. Dar este apă și o substanță unică care, pe lângă oxidare, are și proprietăți regenerative.
Trebuie reamintit că în biochimie reacțiile redox se numesc interacțiuni chimice, în timpul cărora există o adăugare sau eliberare de electroni, ceea ce duce la o schimbare a potențialului electric al substanțelor. Oxigenul este un oxidant activ, adică o substanță care ia electrozii; hidrogenul este un reducant universal, oferind de bună voie hidrogen. Se pare că apa, constând din oxigen și hidrogen, poate fi atât un oxidant, cât și un agent reducător - prin urmare, proprietățile de reducere a oxidării apei. Mediul apos poate fi oxidativ, îndepărtând electronii de alte substanțe - această poziție este tipică pentru majoritatea situațiilor cu apă disponibilă la suprafață. Apa poate fi redox, cu condiția să conțină anumite impurități. În cele din urmă, acesta poate fi, de asemenea, un mediu reducător, care este tipic pentru apele subterane saturate cu metale.