Qui connaît la formule de l'eau depuis l'école ? Bien sûr, tout. Il est probable que de tout le cours de chimie, pour beaucoup de ceux qui ne l'étudient pas de manière spécialisée, la seule chose qui reste est la connaissance de ce que signifie la formule H2O. Mais maintenant nous allons essayer de comprendre le plus possible en détail et en profondeur qu'est-ce que l'eau ? Quelles sont ses principales propriétés et pourquoi exactement sans elle, la vie sur la planète Terre est impossible.
L'eau en tant que substance
La molécule d'eau, comme nous le savons, se compose d'un atome d'oxygène et de deux atomes d'hydrogène. Sa formule s'écrit ainsi: H2O. Cette substance peut avoir trois états: solide - sous forme de glace, gazeux - sous forme de vapeur et liquide - en tant que substance sans couleur, sans goût ni odeur. Soit dit en passant, c'est la seule substance sur la planète qui peut exister simultanément dans les trois états dans des conditions naturelles. Par exemple: aux pôles de la Terre - la glace, dans les océans - l'eau et l'évaporation sous les rayons du soleil est de la vapeur. En ce sens, l'eau est anormale.
De plus, l'eau est la substance la plus courante sur notreplanète. Il couvre la surface de la planète Terre à près de soixante-dix pour cent - ce sont des océans et de nombreuses rivières avec des lacs et des glaciers. La majeure partie de l'eau de la planète est salée. Il est impropre à la consommation et à l'agriculture. L'eau douce ne représente que 2,5 % de la quantité totale d'eau sur la planète.
L'eau est un solvant très puissant et de haute qualité. De ce fait, les réactions chimiques dans l'eau se déroulent à une vitesse fulgurante. Cette même propriété affecte le métabolisme dans le corps humain. C'est un fait bien connu que le corps d'un adulte est composé à soixante-dix pour cent d'eau. Chez un enfant, ce pourcentage est encore plus élevé. À un âge avancé, ce chiffre passe de soixante-dix à soixante pour cent. Soit dit en passant, cette caractéristique de l'eau démontre clairement qu'elle est à la base de la vie humaine. Plus il y a d'eau dans le corps, plus il est sain, actif et jeune. Par conséquent, les scientifiques et les médecins de tous les pays répètent inlassablement qu'il faut beaucoup boire. C'est de l'eau sous sa forme pure, et non des substituts sous forme de thé, de café ou d'autres boissons.
L'eau façonne le climat de la planète, et ce n'est pas une exagération. Les courants chauds dans l'océan réchauffent des continents entiers. Cela est dû au fait que l'eau absorbe beaucoup de chaleur solaire, puis la restitue lorsqu'elle commence à se refroidir. Il régule donc la température sur la planète. De nombreux scientifiques disent que la Terre se serait refroidie et transformée en pierre il y a longtemps s'il n'y avait pas eu autant d'eau sur la planète verte.
Propriétés de l'eau
L'eau a de nombreuses propriétés très intéressantes.
Par exemple, l'eau est la substance la plus mobile après l'air. Du cours scolaire, beaucoup se souviennent certainement d'une chose telle que le cycle de l'eau dans la nature. Par exemple: un ruisseau s'évapore sous l'influence de la lumière directe du soleil, se transforme en vapeur d'eau. De plus, cette vapeur est transportée quelque part par le vent, s'accumule dans les nuages, et même dans les nuages orageux et tombe dans les montagnes sous forme de neige, de grêle ou de pluie. Plus loin, depuis les montagnes, le ruisseau coule à nouveau en s'évaporant partiellement. Et donc - dans un cercle - le cycle se répète des millions de fois.
De plus, l'eau a une capacité calorifique très élevée. C'est pour cette raison que les masses d'eau, en particulier les océans, se refroidissent très lentement lors du passage d'une saison chaude ou d'un moment de la journée à une saison froide. A l'inverse, lorsque la température de l'air augmente, l'eau se réchauffe très lentement. Pour cette raison, comme mentionné ci-dessus, l'eau stabilise la température de l'air sur toute notre planète.
Après le mercure, l'eau a la tension superficielle la plus élevée. Il est impossible de ne pas remarquer qu'une goutte accidentellement renversée sur une surface plane devient parfois une tache impressionnante. Cela montre la ductilité de l'eau. Une autre propriété se manifeste lorsque la température descend à quatre degrés. Dès que l'eau se refroidit à cette marque, elle devient plus légère. Par conséquent, la glace flotte toujours à la surface de l'eau et gèle en une croûte recouvrant les rivières et les lacs. Grâce à cela, les poissons ne gèlent pas dans les plans d'eau qui gèlent en hiver.
L'eau comme conducteur d'électricité
Tout d'abord, vous devez apprendre ce qu'est la conductivité électrique (y compris l'eau). La conductivité électrique est la capacité d'unou les substances conduisent l'électricité par elles-mêmes. En conséquence, la conductivité électrique de l'eau est la capacité de l'eau à conduire le courant. Cette capacité dépend directement de la quantité de sels et d'autres impuretés dans le liquide. Par exemple, la conductivité électrique de l'eau distillée est presque minimisée du fait que cette eau est purifiée à partir de divers additifs si nécessaires à une bonne conductivité électrique. Un excellent conducteur de courant est l'eau de mer, où la concentration de sels est très élevée. La conductivité électrique dépend également de la température de l'eau. Plus la température est élevée, plus la conductivité électrique de l'eau est élevée. Ce modèle a été révélé grâce aux multiples expériences des physiciens.
Mesurer la conductivité électrique de l'eau
Il existe un tel terme - la conductométrie. C'est le nom d'une des méthodes d'analyse électrochimique basée sur la conductivité électrique des solutions. Cette méthode est utilisée pour déterminer la concentration dans des solutions de sels ou d'acides, ainsi que pour contrôler la composition de certaines solutions industrielles. L'eau a des propriétés amphotères. Autrement dit, selon les conditions, il est capable de présenter à la fois des propriétés acides et basiques - d'agir à la fois comme acide et comme base.
L'appareil utilisé pour cette analyse porte un nom très similaire - un conductimètre. À l'aide d'un conductimètre, la conductivité électrique des électrolytes dans une solution est mesurée, dont l'analyse est en cours. Peut-être vaut-il la peine d'expliquer un autre terme - électrolyte. Il s'agit d'une substance qui, lorsqu'elle est dissoute ou fondue,se décompose en ions, grâce auxquels un courant électrique est ensuite conduit. Un ion est une particule chargée électriquement. En fait, le conductimètre, prenant comme base certaines unités de conductivité électrique de l'eau, détermine sa conductivité électrique. C'est-à-dire qu'il détermine la conductivité électrique d'un volume d'eau spécifique pris comme unité initiale.
Même avant le début des années soixante-dix du siècle dernier, l'unité de mesure "mo" était utilisée pour indiquer la conductivité de l'électricité, c'était un dérivé d'une autre quantité - Ohm, qui est l'unité principale de résistance. La conductivité électrique est une grandeur inversement proportionnelle à la résistance. Maintenant, il est mesuré en Siemens. Cette valeur tire son nom du physicien allemand Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (peut être désigné à la fois par Cm et S) est l'inverse d'Ohm, qui est une unité de conductivité électrique. Un cm est égal à la conductivité électrique de tout conducteur dont la résistance est de 1 ohm. Exprimé par Siemens à travers la formule:
Conduction thermique de l'eau
Parlons maintenant de ce qu'est la conductivité thermique. La conductivité thermique est la capacité d'une substance à transférer de l'énergie thermique. L'essence du phénomène réside dans le fait que l'énergie cinétique des atomes et des molécules, qui déterminent la température d'un corps ou d'une substance donnée, est transféréeun autre corps ou substance lors de leur interaction. En d'autres termes, la conductivité thermique est un échange de chaleur entre des corps, des substances, ainsi qu'entre un corps et une substance.
La conductivité thermique de l'eau est également très élevée. Les gens utilisent quotidiennement cette propriété de l'eau sans s'en apercevoir. Par exemple, verser de l'eau froide dans un récipient et y refroidir des boissons ou des aliments. L'eau froide prend la chaleur de la bouteille, du récipient, au lieu de donner du froid, la réaction inverse est également possible.
Maintenant, le même phénomène peut être facilement imaginé à l'échelle planétaire. L'océan se réchauffe pendant l'été, puis - avec l'arrivée du froid, il se refroidit lentement et cède sa chaleur à l'air, réchauffant ainsi les continents. Après s'être refroidi pendant l'hiver, l'océan commence à se réchauffer très lentement par rapport à la terre et cède sa fraîcheur aux continents languissant du soleil d'été.
Densité de l'eau
Il a été dit plus haut que les poissons vivent dans un étang en hiver en raison du fait que l'eau gèle avec une croûte sur toute leur surface. Nous savons que l'eau commence à se transformer en glace à une température de zéro degré. En raison du fait que la densité de l'eau est supérieure à la densité de la glace, la glace flotte et gèle à la surface.
Quelles sont les propriétés redox de l'eau
De plus, dans différentes conditions, l'eau peut être à la fois un agent oxydant et un agent réducteur. C'est-à-dire que l'eau, abandonnant ses électrons, est chargée positivement et oxydée. Soit il acquiert des électrons et se charge négativement, ce qui signifie qu'il est restauré. Dans le premier cas, l'eau s'oxyde et est dite morte. Elle possèdepropriétés bactéricides très puissantes, mais vous n'avez pas besoin de le boire. Dans le second cas, l'eau est vivante. Il tonifie, stimule le corps à récupérer, apporte de l'énergie aux cellules. La différence entre ces deux propriétés de l'eau est exprimée par le terme "potentiel redox".
Avec quoi l'eau peut-elle réagir
L'eau est capable de réagir avec presque toutes les substances qui existent sur Terre. La seule chose est que pour que ces réactions se produisent, vous devez fournir une température et un microclimat appropriés.
Par exemple, à température ambiante, l'eau réagit bien avec les métaux tels que le sodium, le potassium, le baryum - ils sont appelés actifs. Les halogènes sont le fluor et le chlore. Lorsqu'elle est chauffée, l'eau réagit bien avec le fer, le magnésium, le charbon, le méthane.
Avec l'aide de divers catalyseurs, l'eau réagit avec les amides, les esters d'acides carboxyliques. Un catalyseur est une substance qui semble pousser les composants vers une réaction mutuelle, l'accélérant.
Y a-t-il de l'eau ailleurs que sur Terre ?
Jusqu'à présent, l'eau n'a été trouvée sur aucune planète du système solaire, à l'exception de la Terre. Oui, ils supposent sa présence sur les satellites de planètes géantes telles que Jupiter, Saturne, Neptune et Uranus, mais jusqu'à présent, les scientifiques ne disposent pas de données exactes. Il existe une autre hypothèse, pas encore entièrement vérifiée, concernant les eaux souterraines sur la planète Mars et sur le satellite de la Terre - la Lune. En ce qui concerne Mars, un certain nombre de théories ont été avancées selon lesquelles il y avait autrefois un océan sur cette planète, et son modèle possible a même été conçu par des scientifiques.
En dehors du système solaire, il existe de nombreuses grandes et petites planètes, où, selon les scientifiques, il pourrait y avoir de l'eau. Mais jusqu'à présent, il n'y a pas le moindre moyen d'en être sûr.
Comment utiliser la conductivité thermique et électrique de l'eau à des fins pratiques
En raison du fait que l'eau a une capacité calorifique élevée, elle est utilisée dans les conduites de chauffage comme caloporteur. Il assure le transfert de chaleur du producteur au consommateur. De nombreuses centrales nucléaires utilisent également l'eau comme excellent liquide de refroidissement.
En médecine, la glace est utilisée pour le refroidissement et la vapeur est utilisée pour la désinfection. La glace est également utilisée dans le système de restauration.
Dans de nombreux réacteurs nucléaires, l'eau est utilisée comme modérateur pour une réaction nucléaire en chaîne réussie.
L'eau sous pression est utilisée pour fendre, percer et même couper des roches. Ceci est activement utilisé dans la construction de tunnels, d'installations souterraines, d'entrepôts, de métros.
Conclusion
Il ressort de l'article que l'eau dans ses propriétés et ses fonctions est la substance la plus irremplaçable et la plus étonnante sur Terre. La vie d'une personne ou de tout autre être vivant sur Terre dépend-elle de l'eau ? Oui, certainement. Cette substance contribue-t-elle à l'activité scientifique humaine ? Oui. L'eau a-t-elle une conductivité électrique, une conductivité thermique et d'autres propriétés utiles ? La réponse est également oui. Une autre chose est qu'il y a de moins en moins d'eau sur Terre, et encore plus d'eau propre. Et notre tâche est de le préserver et de le protéger (et donc de nous tous) dedisparition.
