Padahal, kemungkinan besar Anda ingat bahwa untuk semua zat lain, fase padatnya lebih berat daripada fase cair.
Oleh karena itu, es lebih ringan daripada air adalah hal yang baik - dan ini juga merupakan sifat utama air yang memungkinkan kehidupan dalam bentuknya saat ini.
Nah, jika sifat air ini tidak ada, kita harus mengembangkannya berdasarkan, misalnya, amonia. Betapa menyenangkannya :)
Sekarang mari kita fokus pada fakta bahwa air bisa menguap ketika direbus. Tapi ini bukan sifat utama air - karena hampir semua zat menguap ketika direbus, dan tidak ada yang salah dengan itu. Yang penting airnya menguap dan sederhana keadaan cair, dan bahkan dari permukaan es. Mengapa sifat ini lebih penting daripada penguapan air mendidih? Inilah alasannya.
Fakta bahwa air dapat menguap tidak hanya ketika direbus adalah sifat utama air, karena hal ini memungkinkannya siklus air di alam. Hal ini tentunya bagus, karena air tidak terakumulasi di satu tempat, tetapi didistribusikan secara merata ke seluruh planet. Artinya, secara kasar Gurun Sahara tidak sepanas dan sekering yang seharusnya, karena di Antartika air menguap dari permukaan gletser. Nah, lautan memainkan peranan penting dalam hal ini.
Oleh karena itu, tanpa siklus air di alam, kehidupan akan berada di dekat beberapa oasis, dan tempat-tempat lainnya akan menjadi gurun gersang, di mana tidak ada setetes pun kelembapan.
Oleh karena itu, sifat air untuk menguap merupakan sifat utama air.
Secara alami, tidak hanya air yang bisa menguap tanpa mendidih. Mayoritas senyawa aromatik(alkohol, eter, kloroform, dll) tidak menguap saat direbus. Tetapi air memiliki satu keunggulan penting, sifat dasar lainnya - air tidak beracun bagi organisme hidup. Sedangkan alkohol dan eter bersifat racun. Ngomong-ngomong, lebih banyak tentang toksisitas (dan cara mengatasinya) etil alkohol, yaitu vodka, dalam artikel “Sifat positif vodka terstruktur.”
Tentu saja, di kondisi modern dan airnya bisa menjadi racun. Tapi mereka mengatasinya demi air, dan jumlahnya tidak sebanyak itu masalah besar sehingga tidak dapat diatasi.
Jadi, sifat utama lain dari air adalah tidak beracun.
Jika tidak, kita akan menjadi berbeda lagi :)
Dan terakhir, sifat utama air, yang penting tidak hanya bagi kehidupan, tetapi juga bagi industri: air memanas cukup lambat dan mendingin secara perlahan (yaitu, dapat menyerap banyak panas). Properti ini melindungi manusia dan hewan lain, serta Bumi, dari panas berlebih. Dan hipotermia. Inilah sebabnya mengapa organisme hidup dapat bertahan hidup pada suhu -50 derajat Celcius dan +50 derajat. Jika kita dibuat berdasarkan bahan lain, kita tidak akan mampu menangani kisaran suhu seperti itu.
Selain itu, hal itu harus diperhitungkan air hangat dan dingin mempunyai berat yang berbeda — air hangat lebih ringan, air dingin lebih berat. Oleh karena itu, stratifikasi air terjadi di lautan - baik berdasarkan salinitas maupun suhu. Dan di lautan, jenis kehidupan yang terorganisir sekarang ini mungkin terjadi. Karena kita semua berasal dari laut, jika bukan karena sifat air ini, kita juga akan menjadi sangat berbeda.
Dan terakhir, sifat air dalam menyerap panas dan berada di permukaan dalam keadaan panas memungkinkan adanya hal-hal seperti arus hangat- dan khususnya, Arus Teluk. Yang menghangatkan seluruh Eropa, dan tanpanya di Eropa akan ada tundra dengan taiga, dan bukan kebun anggur.
Mungkin Anda bisa menyebutkan beberapa lainnya sifat dasar perairan, namun yang disebutkan di atas, menurut pendapat saya, sangat mendasar, karena keberadaan kehidupan di planet ini bergantung padanya persis dalam bentuk kehidupan itu. Saya harap informasi ini bermanfaat bagi Anda ketika Anda perlu menjawab pertanyaan dari anak-anak yang penasaran :)
Dan inilah presentasi yang dijanjikan dengan topik “Sifat dasar air” untuk diunduh: http://festival.1september.ru/articles/513123/
Jadi, sifat dasar air adalah sifat yang membuat kita semua hidup!
Dan kami memiliki tampilan dan bentuk yang kami miliki :)
zat lain tidak larut SEPENUHNYA dalam air
Selama berabad-abad, orang tidak mengetahui apa itu air dan bagaimana kemunculannya di planet ini. Hingga abad ke-19, masyarakat belum mengenal air itu senyawa kimia. Itu dianggap sebagai unsur kimia biasa. Setelah itu, selama lebih dari seratus tahun, semua orang di mana pun percaya bahwa air hanyalah senyawa yang dijelaskan rumus yang mungkin H2O.
Pada tahun 1932, sensasi menyebar ke seluruh dunia: selain air biasa, di alam juga terdapat air deras. Saat ini diketahui bahwa terdapat 135 jenis air isotop. Komposisi air, bahkan yang sepenuhnya terbebas dari mineral dan pengotor organik, sangatlah kompleks dan beragam. “Senyawa paling sederhana” ini adalah air, yang sangat rumit.
Keanekaragaman sifat air dan keanehan manifestasinya pada akhirnya ditentukan oleh sifat fisik atom-atom ini, cara mereka digabungkan menjadi sebuah molekul dan pengelompokan molekul yang dihasilkan. Selalu bersentuhan dengan segala macam zat, air sebenarnya selalu merupakan larutan yang bermacam-macam, seringkali sangat banyak komposisi yang kompleks. Ini memanifestasikan dirinya sebagai pelarut universal. Pada tingkat tertentu, mereka juga tunduk pada tindakan pembubarannya. padatan, baik cair maupun gas.
Para peneliti mengungkap mekanisme yang lebih halus dan kompleks.” organisasi internal" massa air. Studi tentang air memberikan lebih banyak fakta baru, memperdalam dan memperumit pemahaman kita tentang dunia di sekitar kita. Perkembangan ide-ide ini membantu kita memahami sifat-sifat air dan ciri-ciri interaksinya dengan zat lain.
Air dianggap sebagai zat yang paling sulit dipelajari oleh fisikawan dan kimiawan. Komposisi kimia perairan mungkin sama, namun pengaruhnya terhadap tubuh mungkin berbeda, karena setiap air terbentuk dalam kondisi tertentu. Dan jika kehidupan adalah air yang bernyawa, maka seperti halnya kehidupan, air mempunyai banyak wajah dan sifatnya yang tidak ada habisnya.
Sekilas, air adalah senyawa kimia sederhana antara hidrogen dan oksigen, tetapi merupakan pelarut universal sejumlah besar zat, sehingga tidak ada air yang murni secara kimiawi di alam. Sifat-sifat pelarut terutama terlihat pada air laut; hampir semua zat larut di dalamnya. Sekitar tujuh puluh elemen Tabel periodik terkandung di dalamnya dalam jumlah yang dapat dideteksi. Bahkan jarang dan unsur radioaktif ditemukan di perairan laut dan samudera. DI DALAM jumlah terbesar mengandung klorin, natrium, magnesium, belerang, kalsium, kalium, brom, karbon, strontium, boron. Emas sendiri terlarut di perairan laut dengan laju 3 kg per kapita populasi bumi.
Berdasarkan kandungan zat terlarut di dalamnya, air dibedakan menjadi 3 golongan yaitu segar, asin, dan air asin. Nilai tertinggi Air tawar tersedia dalam kehidupan sehari-hari. Meskipun air menutupi tiga perempat permukaan bumi dan cadangannya sangat besar serta terus-menerus didukung oleh siklus air di alam, masalah memastikan air tawar di banyak wilayah di dunia belum terselesaikan dan seiring dengan perkembangan kemajuan ilmu pengetahuan dan teknologi memburuk.
Air alami tidak pernah benar-benar murni. Air hujan adalah yang paling murni, tetapi juga mengandung sejumlah kecil berbagai kotoran yang diserap dari udara.
Adanya berbagai zat dalam air menunjukkan kemampuan larutnya yang tinggi. Ini adalah sifat utama air. Semua Kegiatan praktis manusia, sejak zaman kuno, telah dikaitkan dengan penggunaan air dan larutan berair baik untuk memasak maupun kebutuhan sehari-hari lainnya.
Peran air dalam kehidupan planet kita sungguh menakjubkan dan anehnya, belum sepenuhnya terungkap. Lautan yang menutupi bumi adalah salah satu termostat unik yang sangat besar, yang mencegah bumi dari panas berlebih di musim panas, dan terus-menerus memasok panas ke benua di musim dingin. Permukaan air di planet ini menyerap kelebihan air karbon dioksida di atmosfer, jika tidak, bumi akan menjadi terlalu panas karena " efek rumah kaca".
Menariknya, dan ternyata sangat penting, tidak seperti zat lain, ketika air membeku, ia tidak menjadi lebih padat, tetapi memuai. Molekul-molekul air yang menyerupai es disusun sedemikian rupa sehingga muncul rongga-rongga besar di antara mereka, dan oleh karena itu es tersebut lepas, yaitu lebih ringan dari air cair, dan oleh karena itu tidak tenggelam. Mari kita bayangkan sejenak bahwa air tidak memiliki sifat yang sangat langka ini. Apa yang bisa terjadi? Dalam hal ini, kehidupan di planet kita bahkan tidak dapat muncul. Es, hampir tidak muncul di permukaan reservoir, seperti yang lainnya padat, akan segera tenggelam ke dasar, dan tidak hanya kolam dan sungai, tetapi juga lautan akan membeku.
Suhu pembekuan dan pencairan air adalah 0° C, dan titik didihnya 100° C. Lapisan air yang tebal berwarna biru, yang tidak hanya ditentukan oleh sifat fisiknya, tetapi juga oleh adanya partikel tersuspensi dari air. kotoran. Air sungai pegunungan berwarna kehijauan karena partikel kalsium karbonat yang tersuspensi di dalamnya. Air murni merupakan penghantar listrik yang buruk.
Kompresibilitas air sangat rendah. Massa jenis air maksimum pada 4° C. Hal ini dijelaskan oleh sifat-sifatnya ikatan hidrogen molekulnya. Jika Anda meninggalkan air dalam wadah terbuka, air akan menguap secara bertahap - semua molekulnya akan lepas ke udara. Pada saat yang sama, air dalam bejana yang tertutup rapat hanya menguap sebagian, yaitu. pada tekanan uap air tertentu, terjadi keseimbangan antara air dan udara di atasnya. Tekanan uap pada kesetimbangan bergantung pada suhu dan disebut tekanan uap jenuh(atau elastisitasnya). Pada tekanan normal 760 mm Hg. air mendidih pada suhu 100° C, dan pada ketinggian 2.900 m di atas permukaan laut, tekanan atmosfer turun menjadi 525 mm Hg. dan titik didihnya ternyata 90° C. Penguapan terjadi bahkan dari permukaan salju dan es, itulah sebabnya cucian basah mengering dalam cuaca dingin. Viskositas air menurun dengan cepat seiring meningkatnya suhu dan pada 100°C viskositasnya 8 kali lebih kecil dibandingkan pada 0°C.
Sifat fisik-kimia-informasi air
Dasar karakteristik fisikokimia air mempengaruhi semua proses yang melibatkan air. Yang paling penting, menurut kami, adalah properti berikut ini.
1. Ketegangan permukaan adalah derajat adhesi molekul air satu sama lain. Organik dan senyawa anorganik larut dalam media cair yang mengandung air, sehingga tegangan permukaan air yang kita konsumsi memiliki sangat penting. Cairan apa pun dalam tubuh mengandung air dan, dengan satu atau lain cara, ikut serta dalam reaksi. Air dalam tubuh berperan sebagai pelarut, menyediakan sistem transportasi dan berfungsi sebagai habitat bagi sel-sel kita. Oleh karena itu, semakin rendah tegangan permukaan, semakin tinggi kemampuan melarutkan air air yang lebih baik menjalankan fungsi utamanya. Termasuk perannya sistem transportasi. Tegangan permukaan menentukan keterbasahan air dan sifat pelarutnya. Semakin rendah tegangan permukaan, semakin tinggi sifat pelarut, semakin tinggi pula fluiditasnya. Ketiga besaran - tegangan permukaan, fluiditas dan kelarutan - saling berhubungan.
2. Keseimbangan asam basa air. Dasar lingkungan hidup(darah, getah bening, air liur, cairan antar sel, cairan serebrospinal, dll.) memiliki reaksi sedikit basa. Ketika mereka beralih ke sisi asam, proses biokimia berubah dan tubuh menjadi diasamkan. Hal ini menyebabkan berkembangnya penyakit.
3. Potensi redoks air. Ini adalah kemampuan air untuk masuk ke dalam reaksi biokimia. Hal ini ditentukan oleh adanya elektron bebas dalam air. Ini sangat indikator penting untuk tubuh manusia.
4. Kesadahan air- adanya berbagai garam di dalamnya.
5. Suhu air menentukan laju aliran reaksi biokimia.
6. Mineralisasi air. Kehadiran unsur makro dan mikro dalam air sangat diperlukan bagi kehidupan tubuh manusia. Cairan tubuh adalah elektrolit yang diisi ulang dengan mineral, termasuk air.
7. Ekologi air - polusi kimia dan polusi nutrisi. Kemurnian air - adanya kotoran, bakteri, garam di dalamnya logam berat, klorin, dll.
8. Struktur air. Air adalah kristal cair. Dipol molekul air berorientasi pada ruang dengan cara tertentu, bergabung menjadi konglomerat struktural. Hal ini memungkinkan cairan membentuk lingkungan informasi bioenergi tunggal. Ketika air berada dalam keadaan kristal padat (es), kisi molekul berorientasi kaku. Ketika meleleh, struktur struktural yang keras terkoyak. ikatan molekul. Dan beberapa molekul, ketika dilepaskan, membentuk media cair. Semua cairan dalam tubuh disusun secara khusus.
9. Informasi memori air. Karena struktur kristal, informasi yang berasal dari biofield dicatat. Ini adalah salah satunya properti penting air, yang sangat penting bagi semua makhluk hidup.
10. Hado- energi gelombang air.
Air adalah satu-satunya zat alam yang, dalam kondisi terestrial, berada dalam tiga keadaan agregasi - padat, cair, gas. Titik didih dan titik leleh diambil sebagai titik acuan skala suhu Celsius. Ini adalah 0 °C - titik leleh es, dan 100 °C - titik didih air.
Massa jenis air adalah -1 g/cm. Massa jenis es adalah 0,92 g/cm. Es, yang mengapung di atas air, menyelamatkan badan air dari pembekuan waktu musim dingin. Pada tahun 1793 kimiawan Perancis Antoine Lavoisier membuktikan bahwa air adalah senyawa kimia hidrogen dan oksigen - hidrogen oksida.
Molekul air memiliki bentuk sudut: atom hidrogen membentuk sudut 104,5˚ terhadap oksigen. Oleh karena itu, molekul air adalah dipol: bagian molekul tempat hidrogen berada bermuatan positif, dan bagian tempat oksigen berada bermuatan negatif. Karena polaritas molekul air, elektrolit di dalamnya terdisosiasi menjadi ion.
Air cair, bersama dengan molekul H2O biasa, mengandung molekul terkait, yaitu bergabung menjadi agregat yang lebih kompleks melalui pembentukan ikatan hidrogen. Kehadiran ikatan hidrogen antar molekul air menjelaskan anomali sifat fisiknya: kepadatan maksimum pada 4˚ C, titik didih tinggi, kapasitas panas sangat tinggi. Dengan meningkatnya suhu, ikatan hidrogen terputus, dan pemutusan totalnya terjadi ketika air berubah menjadi uap.
Struktur universal air memberinya kemampuan untuk berpindah dari satu tempat ke tempat lain keadaan agregasi ke yang lain. Hal ini terjadi melalui peleburan, penguapan, perebusan, kondensasi, dan pembekuan.
Sifat-sifat air
Air adalah cairan bening yang tidak berbau dan tidak berasa. Massa 1 ml air murni diambil sebagai satuan massa dan disebut gram. Konduktivitas termal air yang rendah dan kapasitas panas yang tinggi menjelaskan kegunaannya sebagai pendingin. Karena kapasitas panasnya yang tinggi, dibutuhkan waktu lama untuk menjadi dingin di musim dingin dan perlahan menjadi hangat di musim panas, sehingga menjadi pengatur suhu alami di dunia. Properti khusus perairan yang membedakannya dengan badan lain disebut anomali air:
- Ketika air dipanaskan dari 0°C hingga 4°C, volume air mengecil, mencapai massa jenis maksimum 1 g/ml.
- Ketika air membeku, ia mengembang dan tidak berkontraksi, seperti semua benda lainnya, dan kepadatannya berkurang.
- Titik beku air menurun seiring dengan meningkatnya tekanan, dan tidak meningkat seperti yang diharapkan.
- Karena momen dipol, air memiliki kemampuan melarutkan dan berdisosiasi yang lebih besar dibandingkan cairan lainnya.
- Air memiliki tegangan permukaan tertinggi setelah merkuri. Tegangan dan kepadatan permukaan menentukan ketinggian dimana cairan dapat naik dalam sistem kapiler ketika disaring melalui penghalang sederhana.
Arti air di alam
Air merupakan mineral terpenting di bumi dan tidak dapat digantikan oleh zat lain. Ini merupakan sebagian besar organisme apa pun, baik tumbuhan maupun hewan, khususnya, pada manusia, ia menyumbang 60-80% dari berat badan. Air adalah habitat banyak organisme, menentukan perubahan iklim dan cuaca, dan membantu membersihkan atmosfer zat berbahaya, larut, larut batu dan mineral dan mengangkutnya dari satu tempat ke tempat lain.
Air memenuhi atmosfer dengan oksigen.
Air adalah penyebab evolusi di Bumi. Siklus air merupakan suatu proses kompleks yang terdiri dari beberapa mata rantai utama: penguapan, perpindahan uap air melalui arus udara, presipitasi, limpasan permukaan dan bawah tanah, air masuk ke laut. Bukan hanya itu poin penting munculnya kehidupan di planet ini, tetapi juga kondisi yang diperlukan berfungsinya biosfer secara berkelanjutan.
Jenis pencemaran air
badan air atau sumber air terhubung dengan sekelilingnya lingkungan luar. Hal ini dipengaruhi oleh kondisi terbentuknya limpasan air permukaan atau air tanah yang bermacam-macam fenomena alam, industri, konstruksi industri dan kota, transportasi, kegiatan ekonomi dan domestik manusia. Akibat dari pengaruh tersebut adalah masuknya ke dalam lingkungan perairan zat baru yang tidak biasa - polutan yang memperburuk kualitas air. Polutan yang masuk ke lingkungan perairan diklasifikasikan secara berbeda, bergantung pada pendekatan, kriteria dan tujuannya. Ini adalah bagaimana kontaminan kimia, fisik dan biologis biasanya diisolasi.
Di negara kita terdapat lembaga khusus yang secara sistematis memantau kualitas air. Standar komposisi air minum dan air industri dikembangkan oleh Komite Standar.
Kesadahan air
Kesadahan air adalah sekumpulan sifat kimia dan fisik air yang berhubungan dengan kandungan garam terlarut logam alkali tanah, terutama kalsium dan magnesium. Kekakuan perairan alami dapat bervariasi dalam rentang yang cukup luas dan tidak konstan sepanjang tahun. Kesadahan meningkat karena penguapan air dan menurun pada musim hujan, serta pada saat salju dan es mencair.
Air (hidrogen oksida) merupakan cairan bening yang tidak berwarna (dalam volume kecil), tidak berbau dan tidak berasa. Rumus kimia: H2O. Dalam wujud padat disebut es atau salju, dan dalam wujud gas disebut uap air. Sekitar 71% permukaan bumi tertutup air (lautan, laut, danau, sungai, es di kutub).
Ini adalah pelarut yang sangat polar. DI DALAM kondisi alam selalu mengandung zat terlarut (garam, gas). Air adalah kunci penciptaan dan pemeliharaan kehidupan di Bumi struktur kimia organisme hidup, dalam pembentukan iklim dan cuaca.
Hampir 70% permukaan planet kita ditempati oleh lautan dan lautan. Air keras– salju dan es menutupi 20% daratan. Dari jumlah total air di Bumi, setara dengan 1 miliar 386 juta kilometer kubik, berarti 1 miliar 338 juta kilometer kubik perairan asin Samudra Dunia, dan jumlahnya hanya 35 juta kilometer kubik air tawar. Jumlah total air laut akan cukup untuk menutupinya Bumi lapisan lebih dari 2,5 kilometer. Untuk setiap penghuni bumi ada sekitar 0,33 kilometer kubik air laut dan 0,008 kilometer kubik air tawar. Namun kesulitannya adalah sebagian besar air tawar di bumi berada dalam kondisi yang menyulitkan manusia untuk mengaksesnya. Hampir 70% air tawar terkandung di dalamnya lapisan es negara kutub dan gletser gunung, 30% berada di akuifer bawah tanah, dan dasar semua sungai secara bersamaan hanya mengandung 0,006% air tawar. Molekul air telah ditemukan di ruang antarbintang. Air adalah bagian dari komet dan sebagian besar planet tata surya dan teman-teman mereka.
Komposisi air (berdasarkan massa): 11,19% hidrogen dan 88,81% oksigen. Air murni transparan, tidak berbau dan tidak berasa. Ia memiliki kepadatan terbesar pada 0° C (1 g/cm3). Kepadatan Es kepadatan lebih sedikit air cair, sehingga es mengapung ke permukaan. Air membeku pada suhu 0°C dan mendidih pada suhu 100°C pada tekanan 101,325 Pa. Ia menghantarkan panas dengan buruk dan menghantarkan listrik dengan sangat buruk. Air adalah pelarut yang baik. Molekul air memiliki bentuk sudut; atom hidrogen membentuk sudut 104,5° terhadap oksigen. Oleh karena itu, molekul air adalah dipol: bagian molekul tempat hidrogen berada bermuatan positif, dan bagian tempat oksigen berada bermuatan negatif. Karena polaritas molekul air, elektrolit di dalamnya terdisosiasi menjadi ion.
Air cair, bersama dengan molekul H20 biasa, mengandung molekul terkait, yaitu bergabung menjadi agregat yang lebih kompleks (H2O)x melalui pembentukan ikatan hidrogen. Kehadiran ikatan hidrogen antara molekul air menjelaskan anomali sifat fisiknya: kepadatan maksimum pada 4 ° C, titik didih tinggi (dalam seri H20-H2S - H2Se) dan kapasitas panas yang sangat tinggi. Ketika suhu meningkat, ikatan hidrogen terputus, dan pecah total terjadi ketika air berubah menjadi uap.
Air adalah zat yang sangat reaktif. Dalam kondisi normal, ia berinteraksi dengan banyak hal dasar dan oksida asam, serta dengan logam alkali dan alkali tanah. Air membentuk banyak senyawa - kristal hidrat.
Tentunya senyawa yang mengikat air dapat berfungsi sebagai bahan pengering. Zat pengering lainnya termasuk P2O5, CaO, BaO, logam Ma (juga bereaksi secara kimia dengan air), serta silika gel. Untuk yang penting sifat kimia air mengacu pada kemampuannya untuk masuk ke dalam reaksi dekomposisi hidrolitik.
Sifat fisik air.
Air memiliki sejumlah ciri yang tidak biasa:
1. Ketika es mencair, kepadatannya meningkat (dari 0,9 menjadi 1 g/cm³). Untuk hampir semua zat lain, massa jenisnya berkurang ketika dicairkan.
2. Ketika dipanaskan dari 0 °C hingga 4 °C (lebih tepatnya, 3,98 °C), air menyusut. Oleh karena itu, ketika didinginkan, kepadatannya turun. Berkat ini, ikan dapat hidup di perairan yang membeku: ketika suhu turun di bawah 4 °C, air yang lebih dingin, karena kepadatannya lebih rendah, tetap berada di permukaan dan membeku, dan suhu positif tetap berada di bawah es.
3. Suhu tinggi dan panas spesifik titik leleh (0 °C dan 333,55 kJ/kg), titik didih (100 °C) dan kalor jenis penguapan (2250 KJ/kg), dibandingkan dengan senyawa hidrogen dengan berat molekul serupa.
4. Kapasitas panas air cair yang tinggi.
5. Viskositas tinggi.
6. Ketegangan permukaan tinggi.
7. Negatif potensi listrik permukaan air.
Semua fitur ini berhubungan dengan adanya ikatan hidrogen. Karena perbedaan elektronegativitas yang besar antara atom hidrogen dan oksigen, awan elektron sangat bias terhadap oksigen. Oleh karena itu, serta fakta bahwa ion hidrogen (proton) tidak memiliki lapisan elektronik internal dan berukuran kecil, ia dapat menembus ke dalam kulit elektron atom terpolarisasi negatif dari molekul tetangga. Karena itu, setiap atom oksigen tertarik pada atom hidrogen dari molekul lain dan sebaliknya. Peran tertentu dimainkan oleh interaksi pertukaran proton antara dan di dalam molekul air. Setiap molekul air dapat berpartisipasi dalam maksimal empat ikatan hidrogen: 2 atom hidrogen - masing-masing dalam satu, dan satu atom oksigen - dalam dua; Dalam keadaan ini, molekul berada dalam kristal es. Ketika es mencair, beberapa ikatan putus, sehingga molekul air dapat tersusun lebih rapat; Ketika air dipanaskan, ikatannya terus terputus dan kepadatannya meningkat, tetapi pada suhu di atas 4 °C, efek ini menjadi lebih lemah dibandingkan air ekspansi termal. Selama penguapan, semua ikatan yang tersisa putus. Pemutusan ikatan memerlukan banyak energi, oleh karena itu suhu dan kalor jenis peleburan dan pendidihan yang tinggi serta kapasitas panas yang tinggi. Viskositas air disebabkan oleh fakta bahwa ikatan hidrogen mencegah molekul air bergerak dengan kecepatan berbeda.
Untuk alasan serupa, air merupakan pelarut yang baik. zat polar. Setiap molekul zat terlarut dikelilingi oleh molekul air, dan bagian molekul zat terlarut yang bermuatan positif menarik atom oksigen, dan bagian yang bermuatan negatif menarik atom hidrogen. Karena molekul air berukuran kecil, banyak molekul air yang dapat mengelilingi setiap molekul zat terlarut.
Sifat air ini digunakan oleh makhluk hidup. Dalam sel hidup dan ruang antar sel, larutan berbagai zat dalam air berinteraksi. Air sangat diperlukan bagi kehidupan semua makhluk hidup bersel tunggal dan multiseluler di Bumi tanpa kecuali.
Air murni (bebas dari kotoran) merupakan isolator yang baik. Pada kondisi normal air terdisosiasi lemah dan konsentrasi proton (lebih tepatnya, ion hidronium H3O+) dan ion hidroksil HO− adalah 0,1 µmol/l. Tetapi karena air merupakan pelarut yang baik, garam-garam tertentu hampir selalu terlarut di dalamnya, yaitu garam positif dan ion negatif. Berkat ini, air menghantarkan listrik. Konduktivitas listrik air dapat digunakan untuk menentukan kemurniannya.
Air memiliki indeks bias n=1,33 pada rentang optik. Namun, itu sangat menarik radiasi infra merah, dan oleh karena itu uap air merupakan gas rumah kaca alami utama, yang bertanggung jawab atas lebih dari 60% efek rumah kaca. Terima kasih banyak momen dipol molekul, air juga menyerap radiasi gelombang mikro Berdasarkan apa prinsip pengoperasian oven microwave?
Negara bagian agregat.
1. Menurut kondisinya, mereka membedakan:
2. Padat - es
3. Cairan – air
4. Gas – uap air
Gambar 1 “Jenis kepingan salju”
Pada tekanan atmosfer, air membeku (berubah menjadi es) pada suhu 0°C dan mendidih (berubah menjadi uap air) pada suhu 100°C. Ketika tekanan menurun, titik leleh air perlahan meningkat, dan titik didih menurun. Pada tekanan 611,73 Pa (sekitar 0,006 atm), titik didih dan titik lelehnya bertepatan dan menjadi sama dengan 0,01 °C. Tekanan dan suhu ini disebut titik tripel air. Pada tekanan yang lebih rendah, air tidak dapat menjadi cair dan es langsung berubah menjadi uap. Suhu sublimasi es turun dengan menurunnya tekanan.
Dengan bertambahnya tekanan, titik didih air meningkat, massa jenis uap air pada titik didih juga meningkat, dan massa jenis air cair berkurang. Pada suhu 374 °C (647 K) dan tekanan 22,064 MPa (218 atm), air mengalir titik kritis. Pada titik ini, kepadatan dan sifat-sifat lain dari cairan dan air berbentuk gas sesuai. Dengan lebih banyak tekanan darah tinggi tidak ada perbedaan antara air cair dan uap air, oleh karena itu tidak terjadi perebusan atau penguapan.
Keadaan metastabil juga dimungkinkan - uap lewat jenuh, cairan super panas, cairan super dingin. Kondisi ini bisa saja terjadi lama Namun, mereka tidak stabil dan ketika bersentuhan dengan fase yang lebih stabil, terjadi transisi. Misalnya, tidak sulit mendapatkan cairan superdingin dengan cara didinginkan air bersih dalam bejana bersih di bawah 0 °C, tetapi ketika pusat kristalisasi muncul, air cair dengan cepat berubah menjadi es.
Modifikasi isotop air.
Oksigen dan hidrogen memiliki isotop alami dan buatan. Tergantung pada jenis isotop yang membentuk molekul, mereka dibedakan jenis berikut air:
1. Air ringan(hanya air).
2. Air berat (deuterium).
3. Air super berat (tritium).
Sifat kimia air.
Air adalah pelarut paling umum di Bumi, yang sangat menentukan sifat kimia terestrial sebagai ilmu pengetahuan. Kebanyakan Kimia, pada awalnya sebagai ilmu pengetahuan, dimulai tepat sebagai kimia larutan zat dalam air. Kadang-kadang dianggap sebagai amfolit - baik asam dan basa pada saat yang sama (kation H+ anion OH-). Jika tidak ada zat asing di dalam air, konsentrasi ion hidroksida dan ion hidrogen (atau ion hidronium) adalah sama, pKa ≈ kira-kira. 16.
Air merupakan cairan bening, tidak berwarna (dalam volume kecil) dan tidak berbau. Air sangat penting dalam penciptaan dan pemeliharaan kehidupan di Bumi, dalam struktur kimia organisme hidup, dalam pembentukan iklim dan cuaca. Dalam wujud padat disebut es atau salju, dan dalam wujud gas disebut uap air. Sekitar 71% permukaan bumi tertutup air (lautan, laut, danau, sungai, es di kutub).
Sifat-sifat air adalah seperangkat sifat fisik, kimia, biokimia, organoleptik, fisikokimia dan sifat-sifat air lainnya.
Air - hidrogen oksida - adalah salah satu zat yang paling umum dan penting. Permukaan bumi yang ditempati oleh air berukuran 2,5 kali lebih besar dari permukaan tanah. Tidak ada air murni di alam; air selalu mengandung kotoran. Air murni diperoleh dengan penyulingan. Air sulingan disebut air sulingan. Komposisi air (berdasarkan massa): 11,19% hidrogen dan 88,81% oksigen.
Air murni transparan, tidak berbau dan tidak berasa. Ia memiliki kepadatan terbesar pada 0° C (1 g/cm3). Massa jenis es lebih kecil dibandingkan massa jenis air cair, sehingga es mengapung ke permukaan. Air membeku pada suhu 0°C dan mendidih pada suhu 100°C pada tekanan 101,325 Pa. Ia menghantarkan panas dengan buruk dan menghantarkan listrik dengan sangat buruk. Air adalah pelarut yang baik. Molekul air memiliki bentuk sudut; atom hidrogen membentuk sudut 104,5° terhadap oksigen. Oleh karena itu, molekul air adalah dipol: bagian molekul tempat hidrogen berada bermuatan positif, dan bagian tempat oksigen berada bermuatan negatif. Karena polaritas molekul air, elektrolit di dalamnya terdisosiasi menjadi ion.
Air cair, bersama dengan molekul H20 biasa, mengandung molekul terkait, yaitu bergabung menjadi agregat yang lebih kompleks (H2O)x melalui pembentukan ikatan hidrogen. Kehadiran ikatan hidrogen antara molekul air menjelaskan anomali sifat fisiknya: kepadatan maksimum pada 4 ° C, titik didih tinggi (dalam seri H20-H2S - H2Se) dan kapasitas panas yang sangat tinggi. Ketika suhu meningkat, ikatan hidrogen terputus, dan pecah total terjadi ketika air berubah menjadi uap.
Air adalah zat yang sangat reaktif. Dalam kondisi normal, ia bereaksi dengan banyak oksida basa dan asam, serta dengan logam alkali dan alkali tanah. Air membentuk banyak senyawa - kristal hidrat.
Tentunya senyawa yang mengikat air dapat berfungsi sebagai bahan pengering. Zat pengering lainnya termasuk P2O5, CaO, BaO, logam Ma (juga bereaksi secara kimia dengan air), serta silika gel. Sifat kimia penting air termasuk kemampuannya untuk masuk ke dalam reaksi dekomposisi hidrolitik.
Sifat kimia air ditentukan oleh komposisinya. Air terdiri dari 88,81% oksigen, dan hanya 11,19% hidrogen. Seperti yang kami sebutkan di atas, air membeku pada suhu nol derajat Celcius, tetapi mendidih pada suhu seratus derajat Celcius. Air sulingan memiliki konsentrasi ion hidronium bermuatan positif H2O dan H3O+ yang sangat rendah (hanya 0,1 µmol/l), sehingga dapat disebut sebagai isolator yang sangat baik. Namun sifat-sifat air di alam tidak akan terwujud dengan baik jika bukan merupakan pelarut yang baik. Molekul air berukuran sangat kecil. Ketika zat lain memasuki air, ion positifnya tertarik oleh atom oksigen yang menyusun molekul air, dan ion negatifnya tertarik oleh atom hidrogen. Air seolah mengelilingi zat terlarut di dalamnya dari semua sisi. unsur kimia. Oleh karena itu, air hampir selalu mengandung berbagai zat, khususnya garam logam yang menghantarkan arus listrik.
Sifat fisik air “memberi” kita fenomena seperti efek rumah kaca dan oven microwave. Sekitar 60% efek rumah kaca disebabkan oleh uap air, yang menyerap dengan sempurna sinar inframerah. Dalam hal ini, indeks bias optik air adalah n=1,33. Selain itu, air juga menyerap gelombang mikro karena tingginya momen dipol molekulnya. Sifat-sifat air di alam ini mendorong para ilmuwan untuk berpikir tentang penemuan oven microwave.
Peran air bagi alam dan kehidupan manusia sungguh luar biasa besarnya. Kita dapat mengatakan bahwa semua makhluk hidup terdiri dari air dan bahan organik. Ia merupakan peserta aktif dalam pembentukan fisik dan lingkungan kimia, iklim dan cuaca. Pada saat yang sama, hal ini juga berdampak pada perekonomian, industri, Pertanian, transportasi dan energi.
Kita bisa hidup tanpa makanan selama beberapa minggu, tapi tanpa air hanya 2-3 hari. Untuk memastikan keberadaan normal, seseorang harus memasukkan ke dalam tubuh sekitar 2 kali lebih banyak air menurut beratnya nutrisi. Kehilangan lebih dari 10% air dalam tubuh manusia dapat menyebabkan kematian. Rata-rata tubuh tumbuhan dan hewan mengandung lebih dari 50% air, pada tubuh ubur-ubur mencapai 96%, pada alga 95-99%, pada spora dan biji 7 hingga 15%. Tanah mengandung sedikitnya 20% air, sedangkan di dalam tubuh manusia kandungan airnya sekitar 65%. Berbagai bagian tubuh manusia mengandung jumlah air yang tidak sama: badan vitreous mata terdiri dari 99% air, darah mengandung 83%, jaringan adiposa 29%, kerangka 22%, dan bahkan email gigi 0,2%. Sepanjang hidupnya, seseorang kehilangan air dari tubuhnya, dan potensi bioenerginya menurun. Dalam embrio manusia berusia enam minggu, kandungan airnya mencapai 97%, pada bayi baru lahir - 80%, pada orang dewasa - 60-70%, dan pada tubuh orang lanjut usia - hanya 50-60%.
Air merupakan kebutuhan mutlak bagi setiap orang sistem kunci pendukung kehidupan manusia. Air dan zat-zat yang dikandungnya menjadi media nutrisi dan memasok organisme hidup dengan unsur-unsur mikro yang diperlukan untuk kehidupan. Terkandung dalam darah (79%) dan memfasilitasi pengangkutan melalui sistem peredaran darah dalam keadaan terlarut ribuan zat dan elemen penting (komposisi geokimia air mendekati komposisi darah hewan dan manusia.).
Dalam getah bening, yang melakukan pertukaran zat antara darah dan jaringan organisme hidup, 98% terdiri dari air.
Air menunjukkan sifat pelarut universal lebih kuat dibandingkan cairan lainnya. Melalui waktu tertentu itu dapat melarutkan hampir semua zat padat.
Peran air yang sangat penting ini disebabkan oleh sifat-sifatnya yang unik.
DI DALAM Akhir-akhir ini Upaya penelitian difokuskan pada percepatan studi proses yang terjadi pada antarmuka. Ternyata air di lapisan batas itu banyak properti yang menarik, yang tidak muncul dalam fase massal. Informasi ini sangat diperlukan untuk memecahkan sejumlah masalah praktis yang penting. Contohnya adalah penciptaan basis elemen baru yang fundamental untuk mikroelektronika, di mana miniaturisasi sirkuit lebih lanjut akan didasarkan pada prinsip pengorganisasian mandiri makromolekul di permukaan air. Permukaan yang berkembang juga merupakan ciri khasnya sistem biologis, karena pentingnya fenomena permukaan untuk fungsinya. Hampir selalu, keberadaan air mempunyai pengaruh yang signifikan terhadap sifat proses yang terjadi di wilayah dekat permukaan. Pada gilirannya, di bawah pengaruh permukaan, sifat-sifat air itu sendiri berubah secara radikal, dan air di perbatasan harus dianggap sebagai sesuatu yang baru secara fundamental. objek fisik riset. Sangat mungkin bahwa studi tentang sifat statistik molekuler air di dekat permukaan, yang pada dasarnya baru saja dimulai, akan memungkinkan pengendalian banyak proses fisik dan kimia secara efektif.
Belakangan ini, minat mempelajari sifat-sifat air pada tingkat mikroskopis semakin meningkat. Oleh karena itu, untuk memahami banyak permasalahan dalam fisika fenomena permukaan, perlu diketahui sifat-sifat air pada antarmuka. Kurangnya pemahaman yang ketat tentang struktur air dan pengorganisasian air pada tingkat molekuler mengarah pada fakta bahwa ketika mempelajari sifat-sifat larutan berair baik dalam fase curah maupun dalam sistem kapiler, air sering dianggap sebagai media tanpa struktur. Namun, diketahui bahwa sifat-sifat air di lapisan batas dapat sangat berbeda dengan sifat-sifat air di lapisan curah. Oleh karena itu, mengingat air sebagai cairan tak berstruktur, kita kehilangan informasi unik tentang sifat-sifat lapisan batas, yang ternyata sangat menentukan sifat proses yang terjadi di pori-pori tipis. Misalnya, selektivitas ion membran selulosa asetat dijelaskan oleh organisasi molekul khusus air di pori-pori, yang, khususnya, tercermin dalam konsep “volume non-pelarut”. Pengembangan lebih lanjut sebuah teori yang memperhitungkan kekhasan interaksi antarmolekul yang mendasari transpor membran selektif akan berkontribusi pada pemahaman yang lebih lengkap tentang desalinasi membran larutan. Hal ini akan memungkinkan pemberian rekomendasi yang matang untuk meningkatkan efisiensi proses desalinasi air. Hal ini menyiratkan pentingnya dan perlunya mempelajari sifat-sifat zat cair pada lapisan batas, khususnya di dekat permukaan benda padat.
