Proprietățile și faptele apei pe care ar trebui să le știi

Apa este cea mai abundentă moleculă de pe suprafața Pământului și una dintre cele mai importante molecule de studiat în chimie. Faptele chimiei apei dezvăluie motivul pentru care aceasta este o moleculă atât de incredibilă.

Ce este apa?

Apa este un compus chimic. Fiecare moleculă de apă, H₂O sau HOH, este format din doi atomi de hidrogen legați la un atom de oxigen.

Proprietățile apei

Există câteva proprietăți importante ale apei care o disting de alte molecule și îl fac compusul cheie pentru viață:

• Coeziunea este o proprietate esențială a apei. Din cauza polarității moleculelor, moleculele de apă sunt atrase unele de altele. Legăturile de hidrogen se formează între moleculele vecine. Datorită coeziunii sale, apa rămâne un lichid la temperaturi normale în loc să se vaporizeze într-un gaz. Coeziunea duce, de asemenea, la o tensiune superficială ridicată. Un exemplu de tensiune la suprafață este văzut de mărgelarea apei pe suprafețe și de capacitatea insectelor de a merge pe apă lichidă fără a se scufunda.
• Adeziunea este o altă proprietate a apei. Adezivitatea este o măsură a capacității apei de a atrage alte tipuri de molecule. Apa este adezivă la moleculele capabile să formeze legături de hidrogen cu ea. Adeziunea și coeziunea conduc la o acțiune capilară, care se vede atunci când apa se ridică pe un tub de sticlă îngust sau în tulpinile plantelor.
• Căldura specifică ridicată și căldura mare de vaporizare înseamnă multă energie pentru a rupe legăturile de hidrogen între moleculele de apă. Din această cauză, apa rezistă la schimbări extreme de temperatură. Acest lucru este important pentru vreme și, de asemenea, pentru supraviețuirea speciilor. Căldura ridicată a vaporizării înseamnă că evaporarea apei are un efect de răcire semnificativ. Multe animale folosesc transpirația pentru a menține răcoarea, profitând de acest efect.
• Apa este o moleculă polară. Fiecare moleculă este îndoită, cu oxigenul încărcat negativ pe o parte și perechea de molecule de hidrogen încărcate pozitiv pe cealaltă parte a moleculei.
• Apa este singurul compus comun care există în faza solidă, lichidă și gazoasă în condiții obișnuite, naturale.
• Apa este amfoterică, ceea ce înseamnă că poate acționa atât ca acid, cât și ca bază. Auto-ionizarea apei produce H⁺ și OH^- ionii.
• Gheața este mai puțin densă decât apa lichidă. Pentru majoritatea materialelor, faza solidă este mai densă decât faza lichidă. Legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă sunt responsabile pentru densitatea mai mică a gheții. O consecință importantă este că lacurile și râurile îngheață de sus în jos, gheața plutind pe apă.
• Apa lichidă pură la temperatura camerei este inodoră, fără gust și aproape incoloră. Apa are o culoare albastră slabă, care devine mai evidentă în volumele mari de apă.
• Apa are a doua cea mai mare entalpie specifică de fuziune a tuturor substanțelor (după amoniac). Entalpia specifică de fuziune a apei este de 333,55 kJ · kg − 1 la 0 ° C.
• Apa are a doua cea mai mare capacitate specifică de căldură a tuturor substanțelor cunoscute. Amoniacul are cea mai mare căldură specifică. De asemenea, apa are o căldură mare de vaporizare (40,65 kJ · mol − 1). Căldura specifică ridicată și căldura de vaporizare rezultă din gradul ridicat de legătură de hidrogen între moleculele de apă. O consecință a acestui fapt este că apa nu este supusă unor fluctuații rapide de temperatură. Pe Pământ, acest lucru ajută la prevenirea schimbărilor climatice dramatice.
• Apa poate fi numită solvent universal, deoarece este capabilă să dizolve multe substanțe diferite.

Fapte interesante despre apă

• Alte denumiri pentru apă sunt monoxidul de dihidrogen, oxidanul, acidul hidroxilic și hidroxidul de hidrogen.
• Formula moleculară a apei este H₂O
• Masă molară: 18,01528 (33) g / mol
• Densitate: 1000 kg / m³, lichid (4 ° C) sau 917 kg / m³, solid
• Punctul de topire: 0 ° C, 32 ° F (273,15 K)
• Punctul de fierbere: 100 ° C, 213 ° F (373,15 K)
• Aciditate (pKa): 15,74
• De bază (pKb): 15,74
• Indicele de refracție: (nD) 1.3330
• Vâscozitate: 0,001 Pa s la 20 ° C
• Structura cristalină: hexagonală
• Forma moleculară: îndoită