خواص فیزیکی و شیمیایی آب

خصوصیات فیزیکی و شیمیایی آب

خواص آب: کلیات و کنجکاوی ها
خواص آب: ایزوتوپ ها و ساختار مولکولی

تاریخی

قدیمی ها آب را یکی از 4 عنصر اساسی می دانستند: جهان از مخلوطی از این 4 اصل اساسی به نسبت متغیر تشکیل شده بود. این بدن تا قرن هجدهم یک بدن ساده محسوب می شد. سپس چندین شیمی دان با انجام سنتز و سپس تجزیه و تحلیل کشف کردند که آب یک جسم ساده نیست. بگذارید ما پیشینیان را ذکر کنیم ، پریستلی که از احتراق هیدروژن آب تولید کرد (1774) ، واتس (1783) که فرض کرد آب یک جسم ساده نیست ، مونژ که متوجه شد سنتز تحت عمل جرقه الکتریکی از مخلوط اکسیژن و هیدروژن. اما آزمایش تعیین کننده سنتز ، آزمایش لاووازیر و لاپلاس (1783) بود که در یک آزمایش عمومی به یاد ماندنی ، آب را از هیدروژن و اکسیژن سنتز کردند. تجزیه آب بعداً ، پس از کشف سلول الکتریکی توسط ولتا در سال 1800 اتفاق افتاد. الکترولیز آب امکان اندازه گیری نسبت اکسیژن و هیدروژن مربوطه را فراهم کرد تا سرانجام به فرمول شیمیایی شناخته شده H2O. اولین الکترولیز عملی (و تماشایی) در سال 1800 در پاریس توسط رابرتسون انجام شد. فرمول شیمیایی توسط کارهای نظری دالتون (1803) و آووگادرو (1811) روشن شد.

خواص فیزیکی آب

آب در مقایسه با مایعات دیگر دارای خصوصیات فیزیکی کاملاً خاصی است. این به دلیل مایع "ساختاری" به نظر می رسد و مانند سایر مایعات اختلال ایجاد نمی کند ، زیرا ترکیبات اولیه آن به هم پیوسته است.

خصوصیات آب به عنوان مرجعی برای استاندارد سازی بین المللی مقیاس های عددی عمل می کنند: دما ، چگالی ، جرم ، گرانروی ، گرمای خاص. گرمای خاص فوق العاده زیاد است (18 مول کالری در هر درجه) ، این امر بی اثر بودن حرارتی زیاد آب و نقش آن در تنظیم درجه حرارت سطح زمین را توضیح می دهد. اقیانوس ها مقدار زیادی گرما را ذخیره می کنند که توسط جریان های دریایی توزیع مجدد می شود. تبخیر آب ، انرژی موجود در محیط آب را جذب کرده و دمای آن را کاهش می دهد ؛ چگالش بخار به قطرات ابر ، این گرما را به جو منتقل می کند. توده های آب روی سطح کره زمین ، چرخ لنگرهای حرارتی واقعی برای آب و هوا است.

دفعات بازدید:  بارگیری: انرژی خالی: نیکولا تسلا

تراکم آب با دمای آن متفاوت است. با افت دما افزایش می یابد ، اما حداکثر چگالی آن در 4 درجه سانتی گراد (0,997 گرم در سانتی متر مکعب) است و نه در حد 3 درجه که انتظار می رود. بنابراین ، دریاها و دریاچه ها از سطح منجمد می شوند و نه از پایین که متراکم ترین آب توسط طبقه بندی جمع می شود. آب در حالت جامد سبک تر از آب مایع است (تراکم یخ: 0/0,920 گرم در سانتی متر مکعب).

ویسکوزیته آب به ترکیب ایزوتوپی آن بستگی دارد: آب سنگین 30٪ چسبناک تر از آب معمولی است. ویسکوزیته ابتدا با فشار کاهش می یابد و پس از آن افزایش می یابد.

ضریب تراکم هم دما برای آب کم است (4,9/10 5/72 در هر بار) و به عنوان اولین تقریب می توان آب را غیرقابل تراکم دانست. با این وجود ، فرو رفتگی های جوی بزرگ در سطح دریا که هنگام طوفان افزایش می یابد ، عمل می کنند. کشش سطح زیاد است: آب ماده مرطوب کننده خوبی است (207 دانه در سانتی متر). با پدیده مویرگی به تمام حدفاصل منافذ سنگ و همچنین در خاک نفوذ می کند. این خاصیت برای ذخیره آب در سفره های زیرزمینی ، برای فرسایش سطحی سنگها (ترکیدن تحت اثر یخ زدگی: مجرای آب-یخ فشار تا 000 KPa را ایجاد می کند) اساسی است. کشش سطحی زیاد نیز شکل کروی قطرات آب را توضیح می دهد.

وضعیت فیزیکی آب به دما و فشار بستگی دارد. عبور گاز مایع به طور متعارف در دمای 100 درجه سانتیگراد در فشار طبیعی اما در دمای 72 درجه سانتی گراد فقط در بالای اورست (8،848 متر) انجام می شود. دمای ذوب یخ با فشار کاهش می یابد: تحت تأثیر فشار ، یخ دوباره مایع می شود: بنابراین ، اسکیت بازها در واقع روی یک فیلم نازک از آب مایع که تحت تأثیر فشار اسکیت شکل گرفته ، می لغزند . نقطه سه گانه آب در دمای 0,01 درجه سانتی گراد و زیر 6,1 mbar است.

دفعات بازدید:  Cérine d'Eolys: زمینهای نادر TIPE-TPE

آب می تواند در زیر نقطه ذوب یخ مایع باقی بماند: این پدیده فوق خنک کننده را می توان تا دمای 40- درجه سانتیگراد حفظ کرد. این امر با عدم وجود بذر برای شروع تبلور جامد توضیح داده می شود. در طبیعت ، میکروب توسط باکتری مشترک ، سودوموناس سیرینگا تأمین می شود. دستکاری ژنتیکی این باکتری باعث می شود که یخ زدگی درختان میوه به تأخیر بیفتد ، یا یخ زدگی را تسریع کند تا برف مصنوعی به راحتی ساخته شود.

سرانجام ، آب یک حلال عالی است که به عنوان وسیله نقلیه اکثر یونهای سطح کره زمین عمل می کند.

خواص شیمیایی آب

آب یک حلال عالی است که تعداد زیادی نمک ، گاز و مولکول های آلی را حل می کند. واکنشهای شیمیایی زندگی در محیط آبی صورت می گیرد. موجودات زنده بسیار غنی از آب هستند (تا بیش از 90٪). مدت هاست که این یک حلال خنثی در نظر گرفته می شود که در واکنش های شیمیایی مداخله کمی دارد یا نه. رقت در آب باعث شد به ویژه سرعت فعالیت معرفها کاهش یابد. در حقیقت ، آب یک ماده شیمیایی بسیار تهاجمی است که خطر حمله به دیواره های ظرفی را که در آن قرار دارد ، می کند: در یک بطری شیشه ای ، یون های سیلیسیم از آب عبور می کنند. آب خالص از نظر نظارتی می تواند وجود داشته باشد ، یعنی آب بدون آلاینده های باکتریایی و شیمیایی ، اما از نظر شیمیایی عملاً وجود ندارد: حتی آب مقطر حاوی آثاری از یونها یا مولکولهای آلی گرفته شده از لوله ها و عروق.

در واکنشهای شیمیایی ، آب ابتدا با تفکیک در پروتونهای H + مداخله می کند ، که اغلب با H2O در ارتباط است و باعث تشکیل پروتونهای هیدراته H3O + و یونهای OH-hydroxyl می شود. این نسبت بین این 2 نوع یون است که pH محلول را تعیین می کند (pH: لگاریتم وارون غلظت مولی H +). بسیاری از فلزات می توانند آب را تجزیه کنند و هیدروژن و یک هیدروکسید فلز بدهند.

دفعات بازدید:  خواص مولکولی آب

انحلال یونها (نمکها ، اسیدها ، بازها) نتیجه طبیعت قطبی آب است. غلظت یون یک نمک مشخص کننده محصول حلالیت است. نمک ها دارای مقادیر محلولی مختلفی از محصول هستند که پدیده تبلور کسری را در هنگام تبخیر محلول نمک توضیح می دهد. در باتلاق های نمکی ، آب دریا ابتدا کربنات کلسیم را رسوب می دهد ، سولفات کلسیم ، سپس کلرید سدیم و سرانجام نمکهای بسیار محلول مانند پتاسیم ، یدیدها و برومیدها.

خاصیت مهم در سطح زمین ، انحلال CO2 است که اسید ضعیفی تولید می کند ، اسید کربنیک ، مسئول هوازدگی شیمیایی بسیاری از سنگها ، به ویژه سنگ آهک است. مقدار CO2 محلول تابعی از فشار و عملکرد معکوس دما است. کربنات کلسیم را می توان به شکل کربنات اسید حل کرد و سپس با توجه به تغییرات دما و فشار مجدداً رسوب داد ، مانند مورد شبکه های کارستی.

منبع: http://www.u-picardie.fr/

بخوانید خواص آب: ایزوتوپ ها و ساختار مولکولی - سایپرز ، باشگاه دانش

دیدگاهتان را بنویسید

آدرس پست الکترونیک شما منتشر نخواهد شد. علامت گذاری شده اند *