|
I. Apa H2O
Peste 2/3 din supafaÅ£a terestră este ocupată de mări ÅŸi oceane, care formează Oceanul Planetar. Terra este supranumită ÅŸi “planeta albastra” datorită acestui fapt.
Din suprafaÅ£a totală a pamântului, evaluată la 510,10 mil. km2, apa Oceanului Planetar ocupa 361,07 mil.km2, adica 70,8%. Se estimează că planeta dispune de 1,37 mild. km3 de apa, dar circa 97,2% este constituită din apa mărilor ÅŸi oceanelor.
Omul dispune numai de apele de la suprafaÅ£a solului – adică de aproximativ 30.000 km3, ceea ce înseamna circa 0,002% din total. Consumul de apa ce revine pe om/zi variază între 3 litri, în zonele aride ale Africii ÅŸi de 1,045 litri la New York.
Valoarea productivităţii mărilor ÅŸi oceanelor se apreciază ca fiind între 0,1 – 0,5 gr/mc/zi.
Oceanul Planetar constituie baza vieÅ£ii pe Terra ÅŸi generează negentropie în ecosferă.
Apa este cea mai raspândită substanţă compusă ÅŸi reprezintă trei sferturi din suprafaÅ£a globului terestru. Ca ÅŸi aerul, ea constituie factorul principal al menÅ£inerii vieÅ£ii pe pământ.
Apa este o resursă naturală esenÅ£ială cu rol multiplu în viaÅ£a economică.
În natură apa urmează un circuit. Se poate vorbi despre apă de ploaie, apa râurilor ÅŸi izvoarelor, apa de mare, etc.
Apa pură se obÅ£ine din apa naturală prin distilare repetată în condiÅ£ii în care să nu poată dizolva gaze din aer sau substanÅ£e solide din recipientele în care este conservată.
a) Structura moleculei de apă.
1H: 1s1; 8O: 1s22s22p4
. .
H : O : ;
. .
H
| . .
H ¾ O : ;
½ H
| H2O
|
Se formează două legături covalente polare O-H. Molecula de apă este covalentă polară; este un dipol.
b) Propietăţile fizice ale apei.
Stare de agregare
| Culoare
| Miros
| Gust
| Pt
| Pf
| Densitatea la 40C
| Conductibilitatea electrică
| Lichid
| Incolor(în straturi groase este albastru)
| Inodor
| Insipid
| 00C
| 1000C
| 1g/cm3
| izolator
|
Cele două temperaturi extreme ale apei, de solidificare respectiv de fierbere la presiune normală, constituie 00C ÅŸi 1000C în scara Celsius.
Apa prezintă o serie de propietăţi de celelalte hidruri ale nemetalelor vecine în sistemul periodic. Aceste propietăţi se numesc “anomaliile apei”.
Apa este lichidă într-un interval mare de temperatură (00C ÅŸi 1000C). Această anomalie este atribuită asocierii moleculelor de apă prin legături de hidrogen.
Legăturile de hidrogen se realizează între moleculele care conÅ£in hidrogen legat covalent de un element puternic electro negativ care are volum mic ÅŸi electroni neparticipanÅ£i.
Legătura de hidrogen este electrostatică, mai mult slabă decât legătura covalentă ÅŸi nu implică punerea în comun de electroni.
Densitatea apei variază în funcÅ£ie de temperatură:
t0C
| 0
| 4
| 10
| 15
| 20
| r (g/cm3)
| 0,9998
| 1,0000
| 0,9997
| 0,9991
| 0,9982
|
Cauza anomaliilor densităţii este gradul diferit de asociere moleculară. Moleculele care s-au asociat la un anumit moment se pot desprinde pentru a se asocia din nou:
nH2O == (H2O)n
H H H
-----: O – H -----: O – H -----: O – H
. . . . . .
La îngheÅ£are se formează o a doua legătură de hidrogen la atomul de oxigen, motiv pentru care gheaÅ£a are o structură afânată care determină creÅŸterea volumului ÅŸi scăderea densităţii. Prin îngheÅ£are apa îÅŸi măreÅŸte volumul cu 9%. AÅŸa se explica de ce se sparg conductele, cazanele, sticlele când îngheaţă apa în ele ÅŸi de ce se crapă pietrele de ger. Majoritatea lichidelor îÅŸi măresc volumul de solidificare. Se ÅŸtie că la +40C apa are rmax= 1 g/cm3 ceea ce se datorează faptului că apa este formată din (H2O)2; aceasta presupune existenÅ£a a doua legături de hidrogen.
Apa în stare de vapori este formată din molecule libere (n= 1).
c) Propietăţile chimice ale apei
Experimental s-a demonstrat că apa este o combinaţie chimică foarte stabilă. Ea poate fi descompusă la peste 10000C sau cu ajutorul curentului electric:
2H2O = 2H2+ O2
Apa este foarte reactivă din punct de vedere chimic. Ea reacÅ£ionează în anumite condiÅ£ii cu metalele, nemetalele, oxizii bazici, oxizii acizi, cu unele săruri.
d) Acţiunea apei asupra metalelor
Metalele: potasiu, calciu, sodiu reacţionează violent cu apa, la rece, cu formare de hidroxid şi degajare de hidrogen.
Na + H2O = NaOH + 1/2H2
Magneziul reacÅ£ionează cu apa la cald sau în stare de vapori:
Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2
Aluminiul este atacat de apă numai dacă este curăţat de stratul protector de oxid:
2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2
Fierul înroÅŸit reacÅ£ionează cu apa în stare de vapori ÅŸi formează oxid feroferic (oxid al Fe II ÅŸi Fe III): 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2
Plumbul, cuprul, mercurul, aurul, argintul nu sunt atacate de apă sau de vaporii acestuia.
Unele metale se corodează în prezenÅ£a apei. Atacul este mai puternic în prezenÅ£a oxigenului ÅŸi a dioxidului de carbon.
e) Acţiunea apei asupra nemetalelor
Clorul în reacÅ£ie cu apa formează apa de clor:
Cl2 + H2O = HCl + HclO
HclO = HCl + [O]
Trecând un curent de vapori de apă peste cocs(carbon) la temperatura de cel puÅ£in 10000C se formează un amestec de monoxid de carbon ÅŸi hidrogen, denumit gaz de apă. ReacÅ£ia are importanţă industrială:
C + H2O = CO + H2
f) Acţiunea apei asupra oxizilor
Apa reacţionează cu oxizii metalici solubili cu formare de hidroxizi.
Una dintre reacţiile cu importanţă practică o constituie stingerea varului, reacţie puternic exotermă.
CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q
Hidroxidul de calciu obÅ£inut este relativ puÅ£in solubil în apă ÅŸi de aceea la stingerea varului se obÅ£ine aÅŸa-zisul lapte de var, care reprezintă o suspensie finăde Ca(OH)2 într-o soluÅ£ie saturată de hidroxid de calciu.
La dizolvarea dioxidului de sulf în apă are loc ÅŸi o reacÅ£ie chimică din care rezultă o soluÅ£ie acidă, acid sulfuros.
SO2 + H2O = H2SO3
ReacÅ£ia cu carbidul sau carbura de calciu la CaC2 duce la formarea acetilenei, substanţă organică utilizată la sudarea ÅŸi tăierea metalelor în suflătorul oxiacetilenic:
CaC2 + 2H2O ® HCºCH + Ca(OH)2 + Q
Pentru a vedea tot referatul CLICK AICI
|
