Quem conhece a fórmula da água desde os tempos de escola? Claro, tudo. É provável que de todo o curso de química, para muitos que não a estudam de forma especializada, a única coisa que resta é o conhecimento do que significa a fórmula H2O. Mas agora vamos tentar entender o máximo possível de forma detalhada e profunda o que é a água? Quais são suas principais propriedades e por que exatamente sem ela a vida no planeta Terra é impossível.
Água como substância
A molécula de água, como sabemos, consiste em um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio. Sua fórmula é escrita assim: H2O. Essa substância pode ter três estados: sólido - na forma de gelo, gasoso - na forma de vapor e líquido - como uma substância sem cor, sabor e cheiro. A propósito, esta é a única substância no planeta que pode existir em todos os três estados simultaneamente em condições naturais. Por exemplo: nos pólos da Terra - gelo, nos oceanos - água e evaporação sob os raios do sol é vapor. Nesse sentido, a água é anômala.
Além disso, a água é a substância mais comum em nossoplaneta. Cobre a superfície do planeta Terra em quase setenta por cento - são oceanos e numerosos rios com lagos e geleiras. A maior parte da água do planeta é salgada. Não é adequado para beber e para a agricultura. A água doce representa apenas dois por cento e meio da quantidade total de água no planeta.
A água é um solvente muito forte e de alta qualidade. Devido a isso, as reações químicas na água ocorrem a uma velocidade tremenda. Esta mesma propriedade afeta o metabolismo no corpo humano. É um fato bem conhecido que o corpo de um adulto é setenta por cento de água. Em uma criança, esse percentual é ainda maior. Na velhice, esse número cai de setenta para sessenta por cento. Aliás, essa característica da água demonstra claramente que ela é a base da vida humana. Quanto mais água no corpo - mais saudável, mais ativo e mais jovem ele é. Portanto, cientistas e médicos de todos os países repetem incansavelmente que você precisa beber muito. É água em sua forma pura, e não substitui na forma de chá, café ou outras bebidas.
A água molda o clima do planeta, e isso não é exagero. Correntes quentes no oceano aquecem continentes inteiros. Isso se deve ao fato de que a água absorve muito calor solar e o libera quando começa a esfriar. Por isso, regula a temperatura do planeta. Muitos cientistas dizem que a Terra teria esfriado e se transformado em pedra há muito tempo se não fosse pela presença de tanta água no planeta verde.
Propriedades da água
A água tem muitas propriedades muito interessantes.
Por exemplo, a água é a substância mais móvel depois do ar. Do curso da escola, muitos, com certeza, lembram-se de algo como o ciclo da água na natureza. Por exemplo: um fluxo evapora sob a influência da luz solar direta, se transforma em vapor de água. Além disso, esse vapor é levado para algum lugar pelo vento, se acumula nas nuvens e até nas nuvens de trovoada e cai nas montanhas na forma de neve, granizo ou chuva. Além disso, das montanhas, o riacho novamente desce, evaporando parcialmente. E assim - em um círculo - o ciclo se repete milhões de vezes.
Além disso, a água tem uma capacidade de calor muito alta. É por isso que os corpos d'água, especialmente os oceanos, esfriam muito lentamente durante a transição de uma estação quente ou hora do dia para uma fria. Por outro lado, quando a temperatura do ar aumenta, a água aquece muito lentamente. Devido a isso, como mencionado acima, a água estabiliza a temperatura do ar em todo o nosso planeta.
Depois do mercúrio, a água tem a maior tensão superficial. É impossível não notar que uma gota acidentalmente derramada em uma superfície plana às vezes se torna uma mancha impressionante. Isso mostra a ductilidade da água. Outra propriedade se manifesta quando a temperatura cai para quatro graus. Assim que a água esfria até essa marca, ela fica mais leve. Portanto, o gelo sempre flutua na superfície da água e congela em uma crosta, cobrindo rios e lagos. Graças a isso, os peixes não congelam em corpos d'água que congelam no inverno.
Água como condutora de eletricidade
Primeiro, você deve aprender o que é condutividade elétrica (incluindo água). A condutividade elétrica é a capacidade de umou substâncias conduzem eletricidade por si mesmas. Assim, a condutividade elétrica da água é a capacidade da água de conduzir corrente. Essa capacidade depende diretamente da quantidade de sais e outras impurezas no líquido. Por exemplo, a condutividade elétrica da água destilada é quase minimizada devido ao fato de que essa água é purificada de vários aditivos que são tão necessários para uma boa condutividade elétrica. Um excelente condutor de corrente é a água do mar, onde a concentração de sais é muito alta. A condutividade elétrica também depende da temperatura da água. Quanto maior a temperatura, maior a condutividade elétrica da água. Esse padrão foi revelado graças aos vários experimentos dos físicos.
Medição da condutividade elétrica da água
Existe um termo assim - condutometria. Este é o nome de um dos métodos de análise eletroquímica baseado na condutividade elétrica de soluções. Este método é utilizado para determinar a concentração em soluções de sais ou ácidos, bem como para controlar a composição de algumas soluções industriais. A água tem propriedades anfotéricas. Ou seja, dependendo das condições, é capaz de exibir propriedades ácidas e básicas - atuar tanto como ácido quanto como base.
O dispositivo usado para esta análise tem um nome muito semelhante - um condutômetro. Usando um condutômetro, a condutividade elétrica dos eletrólitos em uma solução é medida, cuja análise está sendo realizada. Talvez valha a pena explicar outro termo - eletrólito. Esta é uma substância que, quando dissolvida ou derretida,se decompõe em íons, devido aos quais uma corrente elétrica é posteriormente conduzida. Um íon é uma partícula eletricamente carregada. Na verdade, o condutômetro, tomando como base certas unidades de condutividade elétrica da água, determina sua condutividade elétrica. Ou seja, determina a condutividade elétrica de um volume específico de água tomado como unidade inicial.
Mesmo antes do início dos anos setenta do século passado, a unidade de medida "mo" era usada para indicar a condutividade da eletricidade, era uma derivada de outra quantidade - Ohm, que é a principal unidade de resistência. A condutividade elétrica é uma grandeza inversamente proporcional à resistência. Agora é medido na Siemens. Este valor recebeu este nome em homenagem ao físico alemão Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (pode ser denotado por Cm e S) é o recíproco de Ohm, que é uma unidade de condutividade elétrica. Um cm é igual à condutividade elétrica de qualquer condutor cuja resistência seja 1 ohm. Expresso pela Siemens através da fórmula:
Condutividade térmica da água
Agora vamos falar sobre o que é condutividade térmica. A condutividade térmica é a capacidade de uma substância de transferir energia térmica. A essência do fenômeno reside no fato de que a energia cinética dos átomos e moléculas, que determinam a temperatura de um determinado corpo ou substância, é transferidaoutro corpo ou substância durante sua interação. Em outras palavras, a condutividade térmica é a troca de calor entre corpos, substâncias, bem como entre um corpo e uma substância.
A condutividade térmica da água também é muito alta. As pessoas usam diariamente essa propriedade da água sem perceber. Por exemplo, despejar água fria em um recipiente e resfriar bebidas ou alimentos nele. A água fria tira calor da garrafa, recipiente, ao invés disso dá frio, a reação inversa também é possível.
Agora o mesmo fenômeno pode ser facilmente imaginado em escala planetária. O oceano aquece durante o verão e, com o início do clima frio, esfria lentamente e cede seu calor ao ar, aquecendo os continentes. Depois de esfriar durante o inverno, o oceano começa a aquecer muito lentamente em comparação com a terra e cede seu frescor para os continentes definhando do sol do verão.
Densidade da água
Foi dito acima que os peixes vivem em uma lagoa no inverno devido ao fato de que a água congela com uma crosta em toda a sua superfície. Sabemos que a água começa a se transformar em gelo a uma temperatura de zero graus. Devido ao fato de que a densidade da água é maior que a densidade do gelo, o gelo flutua e congela na superfície.
Quais são as propriedades redox da água
Além disso, sob diferentes condições, a água pode ser tanto um agente oxidante quanto um agente redutor. Ou seja, a água, desistindo de seus elétrons, é carregada positivamente e oxidada. Ou adquire elétrons e fica carregado negativamente, o que significa que é restaurado. No primeiro caso, a água oxida e é chamada de morta. Ela possuipropriedades bactericidas muito poderosas, mas você não precisa beber. No segundo caso, a água está viva. Revigora, estimula o corpo a se recuperar, traz energia para as células. A diferença entre essas duas propriedades da água é expressa no termo "potencial redox".
Com o que a água pode reagir
A água é capaz de reagir com quase todas as substâncias que existem na Terra. A única coisa é que para a ocorrência dessas reações, você precisa fornecer uma temperatura e microclima adequados.
Por exemplo, à temperatura ambiente, a água reage bem com metais como sódio, potássio, bário - eles são chamados de ativos. Os halogênios são flúor e cloro. Quando aquecida, a água reage bem com ferro, magnésio, carvão, metano.
Com a ajuda de vários catalisadores, a água reage com amidas, ésteres de ácidos carboxílicos. Um catalisador é uma substância que parece empurrar os componentes para uma reação mútua, acelerando-a.
Existe água em outro lugar além da Terra?
Até agora, a água não foi encontrada em nenhum planeta do sistema solar, exceto a Terra. Sim, eles assumem sua presença nos satélites de planetas gigantes como Júpiter, Saturno, Netuno e Urano, mas até agora os cientistas não têm dados exatos. Existe outra hipótese, ainda não totalmente verificada, sobre as águas subterrâneas do planeta Marte e do satélite da Terra - a Lua. Em relação a Marte, várias teorias foram apresentadas de que uma vez existiu um oceano neste planeta, e seu possível modelo foi até projetado por cientistas.
Fora do sistema solar, existem muitos planetas grandes e pequenos, onde, segundo os cientistas, pode haver água. Mas até agora não há a menor maneira de ter certeza disso.
Como usar a condutividade térmica e elétrica da água para fins práticos
Devido ao facto de a água ter uma elevada capacidade calorífica, é utilizada no aquecimento da rede como portadora de calor. Ele fornece a transferência de calor do produtor para o consumidor. Muitas usinas nucleares também usam água como um excelente refrigerante.
Na medicina, o gelo é usado para resfriamento e o vapor é usado para desinfecção. Gelo também é usado no sistema de catering.
Em muitos reatores nucleares, a água é usada como moderador para uma reação nuclear em cadeia bem-sucedida.
A água sob pressão é usada para rachar, romper e até mesmo cortar rochas. Isso é usado ativamente na construção de túneis, instalações subterrâneas, armazéns, metrôs.
Conclusão
Decorre do artigo que a água em suas propriedades e funções é a substância mais insubstituível e surpreendente da Terra. A vida de uma pessoa ou de qualquer outro ser vivo na Terra depende da água? Certamente sim. Esta substância contribui para a atividade científica humana? Sim. A água tem condutividade elétrica, condutividade térmica e outras propriedades úteis? A resposta também é sim. Outra coisa é que há cada vez menos água na Terra, e ainda mais água limpa. E nossa tarefa é preservá-lo e protegê-lo (e, portanto, todos nós) dedesaparecimento.
