Cel mai straniu lichid – proprietatile neobisnuite ale apei

25

Apa, elementul chimic cunoscut sub formula H2O este o combinatie chimica cu proprietati fizico-chimice particulare. Apa prezinta un numar mare de anomalii, de la densitatea ei care variaza foarte straniu, pana la capacitatea de acumulare termica si tensiunea superficiala ridicata. Dar de fapt, aceste proprietati fizice si chimice unice o fac indispensabila pentru viata.

de Tusnad (P)

Apa are proprietati fizico – chimice neobisnuite fata de alte lichide. Comparativ  cu lichidele obisnuite  care devin mai dense cand se racesc, apa isi atinge densitatea maxima la temperatura de 4 grade Celsius.  Sub, dar si peste aceasta temperatura, apa are o densitate mai redusa. Acesta este cauza pentru care, de exemplu, marile si lacurile ingheata de la suprafata in jos, iar gheata pluteste pe apa. Deoarece gheata este mai putin densa decat apa lichida, iar apa ingheata de la suprafata in jos, a fost posibil ca si in perioada glaciara viata sa persiste in adancurile oceanelor, acesta fiind izolata de frig.Daca acest comportament al apei ni se pare banal pentru ca ne-am obisnuit cu el, merita mentionat faptul ca aproape toate celelate substante chimice sunt mai dense in stare solida si ingheata de la fund spre suprafata.

Formarea solurilor se leaga tot de densitatea apei si reactia acesteia la variatiile de temperatura. Stim cu totii ca apa isi mareste volumul la inghet. Atunci cand apa din interiorul unei roci ingheata, creeaza o presiune uriasa in interiorul acesteia si, in cele din urma o sparge, sfarmand-o in bucati. Astfel, isi aduce apa “contributia  “ la formarea solurilor.

Apa are capacitate termica ridicata, cu impact crucial asupra vietii. Datorita acestei proprietati, organismele vii, compuse in cea mai mare parte din apa, pot sa isi regleze temperatura corpului. Oamenii trebuie sa isi mentina temperatura intre 36,1 si 37,8 grade C.  Si acest lucru este posibil intrucat aproape 70% din masa corpului uman este apa. De vreme ce capacitatea apei de a acumula caldura este neobisnuit de mare, chiar si in conditiile in care temperatura exterioara se modifica, schimbul de caldura intre corp si mediu nu duce la diferente majore in temperatura organismului.

Acestei calitati i se datoreaza si stabilizarea temperaturii apei oceanelor.  Capacitatea termica a pamantului este mult mai mica decat cea a apei. Astfel , temperatura apei in oceane  variaza mai putin decat cea a suprafetei uscate.Temperatura in oceane poate fi intre -2 si 35 grade C, in timp ce pe continente se inregistreaza variatii de temperatura intre -70 si +57 grade C.

Apa reuseste sa transporte caldura mai usor decat oricare alt lichid cu exceptia mercurului, ceea ce face ca temperatura sa fie aproximativ aceeasi in diferitele parti ale organismului. Aceeasi proprietate a apei este responsabila si de metinerea relativ uniforma a temperaturii pe verticala, in oceane si lacuri.

Apa are tensiune superficiala ridicata care explica de ce insectele pot merge pe apa sau cum se formeaza picaturile si de ce apa se poate ridica prin trunchiurile copacilor, sfidand legea gravitatiei.

In stare naturala, apa nu este un bun conductor al electricitatii, dar mai bun decat alte lichide datorita ionizarii proprii si anume abilitatea de a reactiona si a forma ioni de hidroxid OH si hidroniu H3O+.

Multe din aceste proprietati neobisnuite ale apei pot fi explicate prin felul in care moleculele de apa interactioneza intre ele.

Apa are o molecula unica, in forma unui V, cu un atom de oxigen la baza si doi de hidrogen la cele doua varfuri.  Molecula de apa este polara. Polaritatea este data de combinatia de un atom de oxigen in varful moleculei cu incarcatura negativa si doi atomi de hidrogen incarcati pozitiv. Astfel, in doua molecule de apa apropiate, atomii de hidrogen incarcati pozitiv vor atrage atomii de oxigen incarcati negativ. Aceasta asa-numita “legatura de hidrogen” este cauza pentru care apa are o temperatura de fierbere inalta si un punct de evaporare ridicat, deoarece ruperea legaturilor de hidrogen necesita energie in plus. Asta explica totodata si capacitatea ridicata de acumulare a caldurii.

DESPRE APA

Punct de topire: 0 grade C
Punct de fierbere: 100 grade C
Densitatea maxima la 4 ºC: 1g/cm3
Tensiunea superficiala la 20 ºC: 72,75 mJ/m2
Masa moleculara: 18,01g/mol
Neelectrolit: apa pura nu conduce curentul electric

Apa este un minunat solvent universal datorita polaritatii moleculei de apa si a tendintei acesteia  de a forma legaturi ale hidrogenului cu alte molecule. Apa dizolva substante anorganice si organice care contin atomi capabili de a forma legaturi de hidrogen cu moleculele de apa.

Apa dizolva mai multe substante decat oricare alt lichid. In natura, apa nu este chimic pura. Apele naturale contin cantitati variate de substante, de la gaze si saruri dizolvate, la substante organice si bacterii. Apa este o parte vitală in multe din procesele metabolice ale organismului : este solventul universal al materiei vii, fiind  cadrul molecular in care se desfasoara procesele vietii.
Dar despre toate acestea intr-un articol viitor.

(Source: Fountain Magazine,2005, http://www.roenciclopedia.ro/apa-chimia-moleculei-de-apa.htm, si The science of water: concepts and applications de Frank R. Spellmann, 2008)

Foto: Flickr – Nikhil Verma

Tags:



25 de comentarii

    • Minunat intradevar dar cu cateva carente. Poftim aici unele deficiente:
      1)evident apa nu e element chimic, ci compus chimic
      2)“Apa este un minunat solvent universal datorita polaritatii moleculei de apa si a tendintei acesteia´´
      Apa e un solvent minunat dar nu e universal, asta ar insemna sa dizolve orice compus sau sunstanta dar din fericire nu prea poate.
      3)“Apa dizolva substante anorganice si organice care contin atomi capabili de a forma legaturi de hidrogen cu moleculele de apa.´´
      Dizolva dar nu pe toate, Spre exemplu are dificultati in a dizolva hidrocarburi care au mai mult de 14 unitati CH2 in lant. Petru cele cu 18 unitati ii este chiar imposibil.
      4)“Apa dizolva mai multe substante decat oricare alt lichid.´´
      N as crede. Vezi lichide ionice.
      5) Recomandare. Inainte de a pubica un articol asigurate ca l a revizuit si cineva care a mai apropiat de domeniul respectiv.
      6) Succes.

  1. of. oriunde e vorba despre apa dai despre porcaria aia de documentar atat de pe fata denaturat si chiar mincinos. putina gandire critica oameni buni, nu mai luati de adevarate toate elucubratiile

  2. datorita punctului de fierbere mai ridicat decat al alcoolului, reusim sa facem palinca din aproape orice 😛

    tot datorita proprietatilor sale apa reuseste sa urce in tuburile capilare ale plantelor fara ajutorul vreunei pompe.

  3. Punctul de topire este 0 grade C sau 4 grade ? Apa nu ingheata la 0 grade ? Nu se poate topi/ ingheta la aceeasi temperatura

    • Punctul de topire la presiune normala(760mmHg) e la O gr Celsius. La 4 gr Celsius e punctul de maxima densitate.Faptul ga gheata se topeste la presiuni mari fara a primi caldura , produce fenomenulTyndall. O zi buna!

    • Punctul de schimbare a starii de agregare intre solid si lichid al apei este 0 gr. C. La +4 gr. C apa are densitatea cea mai mare. De aceea in lacuri se mentine viata si pe timpul iernii, deoarece apa cu densitate mai mare se lasa la fund si nu ingheata. De asemenea punctul de schimbare al starii de agregare se modifica si depinde de cantitatea altor elemente (saruri) dizolvate

  4. Interesant articolul, totusi s-a strecurat cel putin o greseala: apa nu este element chimic, ci substanta. Elemente chimice sunt speciile atomice (de exemplu Hidrogenul si Oxigenul din care este compusa apa)

  5. Probabil ca APA trebuie privita din alt punct de vedere decat cel chimic…. Unde exista APA exista viata(informatie-inteliginta). prin urmare cred ca apa trebuie privita atat ca un “liant”, “recipient urias”, umplut cu informatie(o baza de date) cat si ca un tranportor si stocator – la nivel planetar de INFORMATIE, BIOINFORMATIE care “stie” ce s-a intamplat pe planeta noastra cu foarte mult timp in urma…. Atentie, APA nu exista numai pe planeta noastra….

  6. “…merita mentionat faptul ca aproape toate celelate substante chimice sunt mai dense in stare solida si ingheata de la fund spre suprafata.”

    De la fundul cui ? Pentru ca in fraza anterioara era vorba despre apa din oceane, sa intelegem ca oceanele de cloroform sau benzen ingheata de jos in sus ?

  7. Dupa mama si tata, apa ar trebui sa fie cel de-al treilea cuvint pe care trebuie sa il invatam. Si sa o respectam. Pentru ca fara ea, intr-adevar, viata nu ar fi fi fost posibila pe Pamint.

  8. Pacat ca noi romanii nu ne respectam apele. Am ajuns ca atunci cand mergem la iarba verde sa ne indepartam de ele pentru ca put. Nu avem nici cea mai elementara cultura ecologica!

  9. Apa poate fierbe si la temperaturi mai mici, dar in conditiile in care presiunea scade. Se stie ca la presiunea atmosferica apa fierbe la 100 grade. Cu cat presiunea scade, cu atat scade si temperatura de fierbere. Am vazut experimente in care apa fierbea si la 20 grade.

Leave A Reply

Advertisment ad adsense adlogger