Le proprietà fisiche e chimiche dell'acqua: generalità e curiosità
L'acqua è vitale per la vita! Copre il 70% del pianeta, è una molecola semplice con proprietà complesse. Una delle poche sostanze esistenti in natura in tutte e tre le forme: gassosa, liquida e solida. Quali sono le sue proprietà e curiosità? Perché l'acqua è un composto molto curioso sotto molti aspetti fisici e chimici ...
Proprietà generali
A differenza della maggior parte dei liquidi:
- l'acqua si espande mentre si solidifica,
- si contrae sulla fusione,
- raggiunge la sua massima densità a 4 ° C,
- la sua viscosità diminuisce quando viene compressa,
- ha proprietà elettriche e termiche uniche,
- accumula una quantità di calore anormalmente elevata,
- il suo punto di ebollizione è molto più alto del previsto.
Alla fine del 1700, Lavoisier e Cavendish, separatamente, scoprirono che l'acqua è composta da:
- aria infiammabile (idrogeno) e
- aria vitale (ossigeno)
In effetti, l'acqua è composta da due atomi di idrogeno e un atomo di ossigeno.
Simbolo H2O: ossido di idrogeno.
Massa atomica o molecolare
L'acqua è composta da un atomo di ossigeno e due atomi di idrogeno.
Ossigeno: grammi 16.
Idrogeno: 2 * 1 grammi.
Massa molare d'acqua: 18 grammi.
Legami covalenti
Ogni atomo di ossigeno è attaccato ai due idrogeni da legami chimici. Singolarità dell'acqua: ogni atomo di ossigeno ha relazioni speciali con gli atomi di idrogeno delle molecole vicine chiamate legami idrogeno:
- queste connessioni vengono effettuate e interrotte miliardi di volte al secondo,
- sono responsabili della formazione di reti di esagoni,
- il risultato è una sorta di disposizione cristallina, piuttosto che un'anarchia caotica come la maggior parte dei liquidi,
- questo spiega perché l'acqua è anormalmente stabile.
Curiosità sull'acqua
1) Il ghiaccio galleggia sull'acqua: la densità del ghiaccio è dell'8% inferiore a quella dell'acqua liquida.
Ciò significa che l'8% della massa di un cubetto di ghiaccio è al di sopra della superficie o vista più ampia: l'8% della massa degli iceberg si trova in superficie.
2) Il passaggio acqua-ghiaccio avviene con espansione: se l'acqua occupa un volume limitato, il contenitore è sottoposto a pressioni colossali (oltre 2000 bar).
Quasi tutti i liquidi hanno la proprietà opposta: si contraggono mentre si solidificano.
3) Stelle a 6 punte: i fiocchi di neve hanno la forma di stelle a 6 punte. Le molecole d'acqua si organizzano in reti esagonali. Esistono 12 varietà di gelato (vedi articoli seguenti).
L'acqua di riferimento delle nostre unità di misura fisiche
Temperatura: per definizione della scala dei gradi Celsius, alla normale pressione atmosferica.
Punto di fusione: 0 ° C
Punto di ebollizione: 100 ° C
Per definizione, la caloria è la quantità di calore necessaria per aumentare la temperatura dell'acqua da 14,5 a 15,5 ° C di 1 grammo di acqua distillata.