Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri

Suyun fiziksel ve kimyasal özellikleri

Suyun özellikleri: genellikler ve merak
Suyun özellikleri: izotoplar ve moleküler yapı

Tarihsel

Su, Kadimler tarafından 4 temel unsurdan biri olarak görülüyordu: Dünya, bu 4 temel ilkenin değişen oranlarda bir karışımından oluşuyordu. 1774. yüzyıla kadar basit bir yapı olarak kabul edildi. Sonra birkaç kimyager, sentezi ve ardından analizi gerçekleştirerek suyun basit bir vücut olmadığını keşfetti. Öncüleri, hidrojenin yanmasından su üreten Priestley (1783), suyun basit bir vücut olmadığını hipotezleyen Watts (1783), oksijen ve hidrojen karışımından bir elektrik kıvılcımının etkisi altında sentez. Ancak belirleyici sentez deneyi, unutulmaz bir halka açık deneyde suyu hidrojen ve oksijenden sentezleyen Lavoisier ve Laplace'ın (1800) deneyiydi. Suyun ayrışması, elektrik hücresinin 2 yılında Volta tarafından keşfedilmesinden sonra gerçekleşti. Suyun elektrolizi, oksijen ve hidrojenin ilgili oranının ölçülmesini ve sonunda iyi bilinen kimyasal formül H1800O. İlk pratik (ve muhteşem) elektroliz, 1803 yılında Robertson tarafından Paris'te gerçekleştirildi; kimyasal formül Dalton (1811) ve Avogadro'nun (XNUMX) teorik çalışmasıyla açıklığa kavuşturuldu.

Suyun fiziksel özellikleri

Su, diğer sıvılara göre oldukça özel fiziksel özelliklere sahiptir. Temel bileşenlerinin ilişkili olması nedeniyle "yapılandırılmış" bir sıvı olarak görünür ve diğer sıvılar gibi düzensiz değildir.

Suyun özellikleri, sayısal ölçeklerin uluslararası standardizasyonu için bir referans görevi görür: sıcaklık, yoğunluk, kütle, viskozite, özgül ısı. Özgül ısı son derece yüksektir (derece başına 18 mol kalori), suyun büyük termal ataletini ve yeryüzünün sıcaklığını düzenlemedeki rolünü açıklar. Okyanuslar, deniz akıntılarıyla yeniden dağıttığı muazzam miktarda ısı depolar; Suyun buharlaşması su ortamındaki enerjiyi emer ve sıcaklığını düşürür, buharın bulutlarda damlacıklara yoğunlaşması bu ısıyı atmosfere geri kazandırır. Dünyanın yüzeyindeki su kütleleri, iklimler için gerçek termal volanlardır.

Ayrıca Oku:  PlasmHyRad yanma destekli Plazma ve Hidrojen Radikaller

Suyun yoğunluğu, sıcaklığına göre değişir; sıcaklık düştüğünde artar, ancak maksimum yoğunluk 4 ° C'de (0,997 g / cm3) ve beklendiği gibi 0 ° de değil. Böylece, tabakalaşma ile en yoğun suyun biriktiği dipten değil, denizler ve göller yüzeyden donar. Katı haldeki su, sıvı sudan daha hafiftir (buz yoğunluğu: 0,920 g / cm3).

Suyun viskozitesi, izotopik bileşimine bağlıdır: ağır su, sıradan sudan% 30 daha viskozdur. Viskozite önce basınçla azalır, ardından artar.

Suyun izotermal sıkıştırılabilirlik katsayısı küçüktür (bar başına 4,9 10-5) ve ilk yaklaşım olarak suyu sıkıştırılamaz olarak kabul edebiliriz. Bununla birlikte, fırtınalar sırasında yükselen deniz seviyesinde büyük atmosferik çöküntüler etki eder. Yüzey gerilimi yüksektir: su iyi bir ıslatma maddesidir (72 din / cm); Kılcallık fenomeni ile kayaların tüm boşluklarına ve gözeneklerine ve ayrıca toprağa nüfuz eder. Bu özellik, suyun akiferlerde depolanması, kayaların yüzey erozyonu için (don etkisi altında patlama: su-buz geçidi 207 KPa'ya kadar bir basınç geliştirir) için temeldir. Yüksek yüzey gerilimi aynı zamanda su damlalarının küresel şeklini de açıklar.

Suyun fiziksel durumu sıcaklığa ve basınca bağlıdır. Sıvı-gaz ​​geçişi geleneksel olarak 100 ° C'de normal basınçta ancak 72 ° C'de yalnızca Everest'in tepesinde (8 m) yapılır. Buzun erime sıcaklığı basınçla azalır: bir basıncın etkisi altında buz tekrar sıvı hale gelir: böylece, patenciler aslında paten basıncının etkisi altında oluşan ince bir sıvı su tabakası üzerinde kayarlar. . Suyun üçlü noktası 848 ° C'de 0,01 mbar'ın altında.

Ayrıca Oku:  Fukuşima nükleer felaket, diğer Çernobil?

Su, buzun erime noktasının altında sıvı kalabilir: bu aşırı soğutma olgusu -40 ° C'ye kadar tutulabilir. Bu, katı kristalleşmeyi başlatmak için tohumların olmaması ile açıklanmaktadır. Doğada, mikrop yaygın bir bakteri olan Pseudomonas syringae tarafından sağlanır. Bu bakterinin genetik manipülasyonu, meyve ağaçlarının donmasını geciktirmeyi veya donmayı hızlandırarak yapay karı daha kolay hale getirmeyi mümkün kılar.

Son olarak, su, dünya yüzeyindeki iyonların çoğu için bir araç görevi gören mükemmel bir çözücüdür.

Suyun kimyasal özellikleri

Su, çok sayıda tuzu, gazı ve organik molekülü çözen mükemmel bir çözücüdür. Yaşamın kimyasal reaksiyonları sulu bir ortamda gerçekleşir; organizmalar su açısından çok zengindir (% 90'ın üzerinde). Uzun zamandır kimyasal reaksiyonlara çok az müdahale eden veya hiç müdahale etmeyen nötr bir çözücü olarak kabul edilmiştir. Suda seyreltme, özellikle reaktiflerin aktivitesini yavaşlatmayı mümkün kıldı. Aslında su, kendisini içeren kabın duvarlarına saldırma riski taşıyan çok agresif bir kimyasal maddedir: bir cam şişede, silikon iyonları sudan geçer. Düzenleyici bir bakış açısından saf su, yani bakteriyel ve kimyasal kirleticiler içermeyen su var olabilir, ancak pratikte kimyasal bir bakış açısıyla mevcut değildir: damıtılmış su bile eser miktarda iyon içerir veya boru ve kaplardan alınan organik moleküller.

Ayrıca Oku:  Elmaslar bir hidrolik pres karşı sonsuza kadar ... ve?

Kimyasal reaksiyonlarda, su önce hidratlanmış protonlar H2O + ve OH-hidroksil iyonları oluşturmak için genellikle H3O ile ilişkili olan H + protonlarına ayrışarak müdahale eder. Çözeltinin pH'ını belirleyen bu 2 tip iyon arasındaki orandır (pH: H + molar konsantrasyonunun tersinin logaritması). Birçok metal, hidrojen ve metal hidroksit vererek suyu ayrıştırabilir.

İyonların (tuzlar, asitler, bazlar) çözünmesi, suyun kutupsal doğasının bir sonucudur. Bir tuzun iyon konsantrasyonu, çözünürlük ürününü karakterize eder. Tuzlar, farklı çözünürlüklerde ürün değerlerine sahiptir ve bu, bir tuz çözeltisinin buharlaşması sırasında fraksiyonel kristalleşme olgusunu açıklar.Tuz bataklıklarında, deniz suyu önce kalsiyum karbonat biriktirir, kalsiyum sülfat, sonra sodyum klorür ve son olarak potasyum, iyodürler ve bromürler gibi çok çözünür tuzlar.

Dünya yüzeyindeki önemli bir özellik, karbonik asit olan zayıf bir asit üreten CO2'nin çözülmesidir ve birçok kayanın, özellikle de kireçtaşının kimyasal aşınmasından sorumlu. Çözünmüş CO2 miktarı bir basınç ve ters sıcaklık fonksiyonudur. Kalsiyum karbonat, asit karbonat formunda çözülebilir ve ardından karst ağlarında olduğu gibi sıcaklık ve basınçtaki değişikliklere göre yeniden çökeltilebilir.

Kaynak: http://www.u-picardie.fr/

Okuyun suyun özellikleri: izotoplar ve moleküler yapı

YORUM BIRAKIN

E-posta adresiniz gösterilmeyecektir. Doldurulması zorunlu alanlar * ile işaretlenmiştir *