תכונות פיסיקליות וכימיות של מים

התכונות הפיזיקליות והכימיות של מים

תכונות המים: כלליות וסקרנות
תכונות המים: איזוטופים ומבנה מולקולרי

ההיסטוריה

מים נחשבו על ידי הקדמונים כאחד מארבעת היסודות הבסיסיים: העולם הורכב מתערובת של 4 עקרונות חיוניים אלה בפרופורציה משתנה. זה נחשב לגוף פשוט עד המאה ה -4. ואז כמה כימאים גילו כי מים אינם גוף פשוט על ידי ביצוע הסינתזה והניתוח שלהם. נביא את המבשלים, פריסטלי שהפיק מים משריפת מימן (1774), וואטס (1783) שהעלו את ההשערה כי מים אינם גוף פשוט, מונג 'שהגשים את סינתזה בפעולה של ניצוץ חשמלי מתערובת חמצן ומימן. אולם הניסוי המכריע בסינתזה היה של Lavoisier ול לפלאס (1783) שסנתזו מים ממימן וחמצן במהלך ניסוי ציבורי בלתי נשכח. פירוק המים התרחש מאוחר יותר, לאחר גילוי התא החשמלי על ידי וולטה בשנת 1800. אלקטרוליזה של מים אפשרה למדוד את היחס בהתאמה בין חמצן ומימן כדי להגיע סוף סוף ל נוסחה כימית ידועה H2O. אלקטרוליזה מעשית (ומרהיבה) הראשונה בוצעה בשנת 1800 בפריס על ידי רוברטסון; הנוסחה הכימית הובהרה על ידי היצירות התיאורטיות של דלטון (1803) ואבוגדרו (1811).

תכונות פיזיות של מים

למים תכונות פיזיקליות די ספציפיות בהשוואה לנוזלים אחרים. זה מופיע כנוזל "מובנה", ולא מפריע כמו נוזלים אחרים, בכך שמרכיביו היסודיים קשורים זה לזה.

תכונות המים משמשות התייחסות לסטנדרטיזציה בינלאומית של סולמות מספריים: טמפרטורה, צפיפות, מסה, צמיגות, חום ספציפי. החום הספציפי הוא גבוה במיוחד (18 שומן קלוריות במעלה), הוא מסביר את האינרציה התרמית הגדולה של מים ואת תפקידם המסדיר את הטמפרטורה של פני כדור הארץ. האוקיינוסים אוגרים כמות עצומה של חום שהיא מפיצה מחדש על ידי זרמי אוקיינוס; אידוי המים סופג אנרגיה בסביבה הימית ומוריד את הטמפרטורה, עיבוי האדים בטיפות בעננים משיב חום זה לאטמוספרה. גופי המים על פני כדור הארץ הם שאטלים תרמיים אמיתיים לאקלים.

קראו גם: אדוני מים, וידאו מלא

צפיפות המים משתנה עם הטמפרטורה שלהם; היא עולה כאשר הטמפרטורה יורדת, אך הצפיפות המרבית היא 4 ° C (0,997 גרם / ס"מ 3) ולא על 0 ° כפי שניתן היה לצפות. לפיכך, ים ואגמים קופאים מפני השטח ולא משם התחתית בה צובר, על ידי תופעת ריבוד, את המים הצפופים ביותר. מים במצב מוצק הם קלים יותר מאשר מים נוזליים (צפיפות קרח: 0,920 גרם / ס"מ 3).

צמיגות המים תלויה בהרכבם האיזוטופי: מים כבדים הם צמיגיים ב -30% יותר מאשר מים רגילים. הצמיגות יורדת תחילה עם לחץ ואז עולה אחר כך.

מקדם הדחיסה האיזותרמית של מים קטן (4,9 10-5 לבר) וכקירוב ראשון אנו יכולים לראות במים כבלתי דחוסים. עם זאת, השקעים האטמוספריים הגדולים פועלים בגובה הים העולה במהלך סערות. מתח השטח גבוה: המים הם חומר הרטבה טוב (72 צבע / ס"מ); הוא מתגנב פנימה וחודר לכל תוואי הנקבוביות ונקבוביות הסלעים כמו גם קרקעות על ידי תופעת הקפילליות. מאפיין זה חיוני לאגירת מים באקוויפרים, לשחיקת פני השטח של סלעים (מתפרצים תחת השפעת כפור: מעבר קרח המים מפתח לחץ של עד 207 KPa). מתח השטח החזק מסביר גם את הצורה הכדורית של טיפות המים.

המצב הפיזי של המים תלוי בטמפרטורה ולחץ. מעבר הגז הנוזלי נעשה בדרך כלל ב 100 מעלות צלזיוס בלחץ רגיל אך ב 72 מעלות צלזיוס רק בפסגת אוורסט (8 מ '). טמפרטורת ההיתוך של הקרח יורדת עם הלחץ: תחת השפעת לחץ הקרח הופך שוב לנוזל: וכך למעשה המחליקים מחליקים על סרט דק של מים נוזליים הנוצרים תחת השפעת לחץ החלקה . נקודת המשולש של המים היא 848 מעלות צלזיוס מתחת ל 0,01 מגה.

קראו גם: Geoengineering העולמי

המים יכולים להישאר נוזליים מתחת לנקודת ההיתוך של הקרח: ניתן לשמור על תופעת קירור-על זו עד לטמפרטורה של -40 מעלות צלזיוס. מוסבר בהעדר חיידקים ליזום התגבשות מוצקה. בטבע, הנבט מסופק על ידי חיידק נפוץ, Pseudomonas syringae. מניפולציה גנטית של חיידק זה מאפשרת לעכב את הקפאתם של עצי פרי, או להאיץ את ההקפאה על מנת ליצור שלג מלאכותי ביתר קלות.

מים הם סוף סוף ממס מצוין המשמש כלי רכב לרוב היונים על פני כדור הארץ.

תכונות כימיות של מים

מים הם ממס מצוין שממיס מספר רב מאוד של מלחים, גזים, מולקולות אורגניות. התגובות הכימיות של החיים מתרחשות במדיום מימי; אורגניזמים עשירים מאוד במים (עד למעלה מ 90%). זה זמן רב נחשב כממס ניטרלי המעורב מעט או לא בתגובות כימיות. הדילול במים איפשר במיוחד להאט את פעילות המגיבים. למעשה, מים הם חומר כימי אגרסיבי ביותר שמסתכן בתקיפת דפנות המכולה המכילה אותם: בבקבוק זכוכית יונים סיליקון עוברים במים. מים טהורים יכולים להתקיים מנקודת מבט רגולטורית, כלומר מים ללא מזהמים חיידקיים וכימיים, אך הם למעשה לא קיימים מבחינה כימית: אפילו מים מזוקקים מכילים עקבות של יונים או מולקולות אורגניות שנלקחו מצינורות ומכלים.

קראו גם: משאבי דיג

בתגובות כימיות, מים מתערבים תחילה על ידי ניתוקם לפרוטונים H +, הקשורים לעיתים קרובות ל- H2O ליצירת פרוטונים hydrated H3O +, וליונים הידרוקסיליים OH-. היחס בין שני סוגי היונים הללו הוא שקובע את רמת ה- pH של התמיסה (pH: לוגריתם של ההיפוך לריכוז המולארי של H +). מתכות רבות יכולות לפרק מים, לייצר מימן והידרוקסיד מתכתי.

פירוק יונים (מלחים, חומצות, בסיסים) הוא תוצאה של הטבע הקוטבי של מים. ריכוז היונים במלח מאפיין את מוצר המסיסות. למלחים ערכי מוצר מסיסות שונים, מה שמסביר את תופעת ההתגבשות השברירית במהלך אידוי תמיסת מלח. ביצות מלח, מי הים מפקידים תחילה סידן פחמתי, סידן סולפט, אחר כך נתרן כלוריד ולבסוף מלחים מסיסים מאוד כגון אשלגן, יודידים וברומידים.

מאפיין חשוב על פני כדור הארץ הוא פירוק CO2 שיוצר חומצה חלשה, חומצה פחמית, האחראית על שינוי כימי של סלעים רבים, בפרט סלעי גיר. כמות CO2 המומס היא פונקציה של לחץ ופונקציה הפוכה של הטמפרטורה. ניתן להמיס סידן פחמתי בצורת קרבונט חומצי ואז להיפטר מחדש על פי שינויי טמפרטורה ולחץ, כמו במקרה של רשתות קרסטיות.

מקור: http://www.u-picardie.fr/

קרא את תכונות של מים: איזוטופים ומבנה מולקולרי

השאירו תגובה

כתובת הדוא"ל שלך לא תפורסם. שדות חובה מסומנים *