Mereu printre studenti
Joi, 22 Februarie 2024 10:59

Apa și proprietățile ei

Scris de 
Evaluaţi acest articol
(0 voturi)

Densitatea

Apa în stare lichidă are o densitate de aproximativ 1 g/cm3. Aceasta se modifică însă atunci când apa îngheață. Volumul se mărește în timpul fazei de tranziție de la apă la gheață și astfel densitatea scade la aproximativ 0,9 g/cm3. Astfel gheața pare să fie „mai ușoară” decât apa, deoarece plutește la suprafața apei. Cu cât volumul apei crește atunci când îngheață, cu atât dezvoltă o putere mai mare. De exemplu, atunci când conductele de apă nu sunt izolate corespunzător, ele se pot fisura/sparge pe perioada iernii.

Scara de temperatură folosită de noi – scara Celsius, utilizează pentru scalare punctele de îngheț și de fierbere a apei. O diviziune a scării Celsius se numește grad-centigrad. La atingerea ambelor puncte amintite, apa își schimbă starea fizică/de agregare. În graficul de mai jos sunt vizualizate toate modificările de stare de agregare ale apei. Apa este singura moleculă de pe Pământ capabilă să existe în mod natural, în toate formele sale de agregare: lichidă, solidă, vapori și plasmă.

Graficul 1: Stările de agregare ale apei.

Sursa: https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=15779425

Căldura specifică

Apa are o căldură specifică neobișnuit de mare (4,186 kJ/ kg*K) comparativ cu multe alte materiale cum ar fi metalele (ex. oțelul 0,477 kJ/ kg*K) sau alte lichide (ex. petrol 1,67 kJ/ kg*K). Deoarece apa poate stoca mult mai multă energie, pentru a fi încălzită ea va și avea nevoie de multă energie. În schimb, apa păstrează această energie și se răcește treptat. Prin urmare, corpurile mari de apă pot servi ca rezervor local de energie, noi putând folosi apa pentru încălzire (sticle de apă fierbinte). Marea Neagră funcționează pe timpul iernilor ca o mare sursă de căldură (temperaturile sunt mai mari pe coasta Mării Negre decât în interiorul continentului).

Polaritatea/Solubilitatea

Apa are o structură moleculară ce constă dintr-o parte pozitivă și una negativă (a se vedea figura). Această proprietate este responsabilă de solubilitatea sau insolubilitatea altor substanțe în apă. Molecule polare cum sunt zahărul, sarea și etanolul pot fi dizolvate cu ușurință în apă. În schimb petrolul/uleiul este aproape insolubil în apă, plutind în strat subțire la suprafața apei. Cu toate acestea, atunci când folosim săpun sau un detergent asemănător putem „dizolva” substanțe cum sunt petrolul sau grăsimile.

Modelul unei molecule de apă

Știați că ….

… un microlitru de apă (un cub cu latura de 1mm) conține 3 · 1019 molecule?

… substanțele alcătuite din molecule polare (numite și hidrofile – ”hidro” = apă, ”philia” = iubire) se dizolvă în apă în timp ce substanțele alcătuite din molecule nepolare (numite și hidrofobe – ”hidro” = apă, ”phobia” = frica) nu se dizolvă în apă???

Tensiunea superficială

Polaritatea moleculelor de apă prezentată anterior determină forțe puternice între molecule, numite tensiune superficială. Datorită tensiunilor superficiale, suprafața liberă a oricărui lichid aflat în contact cu alte medii (în pahar sau în alt obiect), ia o formă curbă, numită menisc. Meniscul petrolului este diferit de meniscul apei. Forțele dintre moleculele de apă sunt mai mici decât cele dintre apă și pahar, iar forțele dintre moleculele de petrol sunt mai mari decât cele dintre petrol și pahar. În figura de mai jos este prezentat efectul formării meniscului pentru apă și petrol, respectiv un menisc concav și unul convex, atunci când aceste lichide sunt turnate într-un pahar. Forțe intermoleculare sunt de asemenea responsabile de crearea picăturilor de apă. Efectele tensiunii superficiale a lichidelor pot fi observate atât în natură cât și în viața de zi cu zi. Așa de exemplu, unele animale pot „merge” pe suprafața apei (ex. păianjenii de apă). Adăugarea a câteva picături de detergent întrerupe legătura puternică dintre moleculele de apă și distruge tensiunea superficială.

Tensiunea superficială a diferitelor lichide (apă și ulei)

pH-ul

pH-ul este o măsură care indică cât de acid sau alcalin este mediul (lichid). Valorile pH-ului variază de la 1 (foarte acid) la 7 (neutru) și până la 14 (foarte alcalin/bazic). Pentru multe procese biologice și chimice este important un anumit pH (specific). Dacă acesta diferă mult față pH-ul optim al unei anumite reacții, procesul nu va avea loc. De exemplu, pentru a digera alimentele în mod corespunzător, stomacul nostru are nevoie de o valoare a pH-ului de aproximativ 1.

Stiați că …

… pH reprezintă abrevierea pentru “pondus hydrogenii” sau “potentia hydrogenii”? În traducere, aceasta înseamnă “greutatea” sau “puterea hidrogenului”.

… pH-ul sângelui uman este menținut constant, în limite foarte strânse (pH = 7,4 ± 0,03), de către așa numitele „molecule tampon”?

… Printre etapele de întreținere a apei din piscine se află și măsurarea nivelului de pH al apei? pH –ul apei se măsoară pentru a menține valoarea optimă de aciditate a apei care împiedică apa să se murdărească (din cauza plantelor sau a insectelor) și care să nu dăuneze sănătății omului.

… Coca-cola are același pH ca și oțetul sau sucul de lămâie, deci este la fel de acid? Consumul de cola nu numai că provocă formarea de carii (fiind echivalentul a 40 de cuburi de zahăr la litru), dar și eroziunea dintelui.

 

 

 

sursa: www.aqademica.ro

Lasă un comentariu

Asiguraţi-vă că introduceţi informaţiile necesare unde este indicat (*). Codul HTML nu este permis.