TOATE REFERATELE - ADAUGA REFERAT

Apa-sursa vieti - Chimie

Apa
Sursa vieţii

 

Stare naturală. Apa este una din cele mai răspândite substanţe în natură, găsindu-se în toate cele trei stări de agregare: solidă (gheaţă, zăpadă, grindină, chiciură), lichidă (apă de ploaie, ape subterane, oceane, mări, fluvii, râuri, lacuri, bălţi etc.) şi gazoasă (vaporii de apă din atmosferă şi emanaţiile vulcanice).
În natură nu există apă pură. Apele naturale conţin dizolvate cantităţi variate de diferite substanţe.
APA, H2O, masa mol. 18,02, lichid incolor, de culoare albastră-verzuie în straturi groase. Are structură unghiulară (A 104,5°), care în realitate este pseudo-tetraedrică, rezultată prin hibridizare sp3, molecula de apa dispunând de doi orbitali hibrizi ocupaţi cu câte o pereche de electroni neparticipanţi.
Compoziţia a fost stabilită în perioada 1871—1905 prin experienţele lui Macquer, Cavendish, Lavoisier, Laplace şi alţii.
Hidrogenul şi oxigenul având mai mulţi izotopi, apa  obişnuită conţine în proporţie mică şi combinaţiile reciproce ale aces­tora : H216O ; H217O ; H218O ; HD16O ; HD17O ; HD18O; D216O ; D217O ; D218O  şi T2O. Prezintă un pronunţat moment electric de dipol µ 1,84, fiind un bun solvent, capabil să funcţioneze ca donor de electroni. Dacă în stare de vapori apa este formată din molecule neasociate, în stare lichidă şi în gheaţă, ele sunt asociate prin legătura de hidrogen. Gheaţa cristalină are o structură afinată, cu simetrie hexagonală, analogă cu a β-tridimitului, în care orice moleculă de apa este coordinată de alte patru molecule de apa, respectiv fiecare atom de oxigen este înconjurat tetraedric de alţi patru atomi de oxigen întocmai ca atomii de carbon în diamant.

 

Totodată, fiecare atom de oxigen al unei molecule de apă este legat covalent de doi atomi de hidrogen ai moleculei proprii şi de alţi atomi de hidrogen proveniţi din două molecule diferite, prin legături de hidrogen. Apa prezintă o serie de proprietăţi anormale dato­rită asocierii moleculelor prin legături de hidrogen. Astfel, densitatea apei în loc să scadă continuu cu temperatura, aşa cum se întâmplă la celelalte lichide, are valoarea maximă la 4°C şi anume egală cu unu. La 0° C, apa se solidifică mărindu-şi volumul (d.0,9168) cu 9% fiind mai uşoară decât apa lichidă, pe care pluteşte. Valoarea mică a densităţii gheţii este atri­buită structurii afinate a reţelei cristaline. Drept consecinţă, sub 4°C, apa răcită îngheaţă, se ridică la suprafaţă sub forma unui strat protector faţă de temperatura exterioară, făcând posibilă viaţa acvatică. Apa trece în stare de vapori la 100°C mărindu-şi volumul de ~1700 ori. Intervalul de temperatură anormal de mare în care apa se află în fază lichidă (0°C — 100°C) este atribuit, de asemenea, asocierii moleculelor de apa, res­pectiv legăturilor de hidrogen. Cele două puncte extreme ale apei, de solidificare, respectiv de fierbere la presiune nor­mală, constituie temperaturile 0°C şi 100°C în scara termometrică în grade Celsius. Căldura specifică mare a apa (4,18 J-g-1) are un rol regulator asupra temperaturii apa, deoarece tem­peratura lacurilor şi mărilor se schimbă mai lent decât a solu­lui. Căldura latentă de vaporizare este anormal de mare : 40,7 kj/mol. Apa se dovedeşte un lichid puţin compresibil, prezentând un minim la presiuni joase. În stare pură, ca ur­mare a unei ionizări proprii extrem de reduse, apa are o conductibilitate electrică mică :

H20       H+ + OH- ; K = 1,04-10-11 la 25°C

 

Din această cauză, apa pură este greu de electrolizat în schimb, ea are o constantă dielectrică mare ( ε 81), fapt care-i conferă excelente proprietăţi ionizante şi de dizolvant, fiind unul din cei mai importanţi dizolvanţi pentru electroliţi şi chiar pentru combinaţii nepolare anorganice şi organice.
Solubilitatea substanţelor în apa se datoreşte fie existenţei în molecula aces­tora de grupe OH capabile să formeze legături de hidrogen cu moleculele de apă, fie caracterului polar al unor ioni apţi a se înconjura cu molecule de apă prin forţe ion-dipolice. Conductibilitatea termică a apei este mică, de cca 100 ori mai mică decât a argintului, apa fiind totuşi un conductor termic mai bun decât multe lichide organice. Molecula de apă, dato­rită caracterului puternic exoterm, este atât de stabilă, încât abia se disociază 10% prin ridicarea temperaturii la 2500°C. Spre deosebire de oxigen, azot, iod, seleniu, telur, arsen şi stibiu, care nu reacţionează cu apa, numeroase elemente ne­metalice sau metalice descompun apa la diferite temperaturi. Astfel, clorul reacţionează la întuneric, bromul la lumină, sulful la fierbere, fosforul la 250°C, borul, carbonul şi siliciul la roşu. Corespunzător cu poziţia lor în seria tensiunilor electrochimice, metalele reacţionează foarte diferit cu apa asemănător reacţiei acestora cu acizii minerali. Spre deosebire de metalele alcaline care reacţionează violent cu apa la rece, cu degajare de hidrogen, magneziul reacţionează numai la 100°C, iar fierul la 800°C. în contact cu oxizii unor nemetale sau cu oxizi ai unor metale plurivalente în stări de oxidare superioare, apa formează acizi, iar cu oxizii metalelor alcaline şi alcalino-pământoase (excepţie beriliul), baze. Unele carburi, siliciuri, azoturi, fosfuri, arseniuri, sulfuri, selenuri, telururi reacţio­nează cu apa cu formare de hidroxizi metalici şi degajare de compuşi hidrogenaţi corespunzători. Sărurile provenite dintr-un acid tare cu o bază slabă hidrolizează sub acţiunea apei, cu caracter acid, iar cele ale unui acid slab cu o bază tare, cu caracter bazic. Apa are proprietatea de a cataliza numeroase reacţii, cum sunt cele ale halogenurilor cu oxigenul, a hidro­genului sulfurat cu oxizii de azot, a hidrogenului cu clorul la lumină şi altele. Substanţele capabile să fixeze un număr de molecule de apă şi având o compoziţie chimică definită se numesc hidraţi
Apa ca solvent.  Apa este cel mai important dintre toţi sol­venţii utilizaţi în tehnică sau apărând în natură. Apa dizolvă electroliţi (acizi, baze şi săruri), formând soluţii în care aceşti compuşi sunt ionizaţi. De aseme­nea apa dizolvă numeroase substanţe, atât anorganice cât şi organice, care conţin atomi capabili de a forma legături de hidrogen cu moleculele H2O.
Numeroase reacţii au loc în soluţie apoasă. Printre acestea au o deosebită, însemnătate reacţiile biochimice din organismele vii, care la un loc constituie viata.
Solvatare. Hidratare. Solubilitatea se datoreşte formării unor legături slabe, între moleculele schitului si ale solventului. Fenomenul se numeşte solvatare, iar când solventul este apă, hidratare. Hidratarea se datoreşte fie formării unor legături de hidrogen, în cazul substanţelor neionizate, fie unor atracţii ion-dipoli; când solutul este compus din ioni.
În soluţiile compuşilor ionici, ionii de semn contrar rămân, într-o mare măsură, despărţiţi (nu formează perechi sau asociaţii de ioni), în primul rând din cauza constantei dielectrice mari a apei. Acesta nu este însă singurul factor care determină solubilitatea mare a electroliţilor în apă. Unele lichide a căror constantă, dielectrică este mai mare decât a apei nu sunt solvenţi buni pentru electroliţi. Solubilitatea în apă a compuşilor ionici este determi­nată de puterea mare a acesteia de a solvata ionii. Fiecare ion se înconjoară de-o atmosferă de molecule de apă. Moleculele apei, datorită momentului lor electric = l,84 D) sunt orientate, în cazul cationilor, cu oxigenul (polul negativ) spre ion, iar în cazul anionilor cu un atom de hidrogen spre ion, în aceste interacţiuni solut-solvent, se degajă călduri de hidratare considera­bile; de acelaşi ordin de mărime cu energiile de reţea .

Pentru a vedea tot referatul

CLICK AICI

descarcat de 181 ori

nota totala 6.6

autor: dan


Inscriere in newsletter

Referate liceu (1282)

Ultimele cautari

Cele mai downloadate

 


acasa -
Viata de Student Referate Grile Spiru Haret