Siapa tahu formula air sejak zaman sekolah? Sudah tentu, segala-galanya. Berkemungkinan daripada keseluruhan kursus kimia, bagi ramai yang kemudiannya tidak mempelajarinya secara khusus, satu-satunya perkara yang tinggal ialah pengetahuan tentang maksud formula H2O. Tetapi sekarang kita akan cuba memahami sebanyak mungkin secara terperinci dan mendalam apa itu air? Apakah sifat utamanya dan mengapa sebenarnya tanpanya kehidupan di planet Bumi adalah mustahil.
Air sebagai bahan
Molekul air, seperti yang kita ketahui, terdiri daripada satu atom oksigen dan dua atom hidrogen. Formulanya ditulis seperti ini: H2O. Bahan ini boleh mempunyai tiga keadaan: pepejal - dalam bentuk ais, gas - dalam bentuk wap, dan cecair - sebagai bahan tanpa warna, rasa dan bau. Ngomong-ngomong, ini adalah satu-satunya bahan di planet ini yang boleh wujud di ketiga-tiga negeri secara serentak dalam keadaan semula jadi. Contohnya: di kutub Bumi - ais, di lautan - air, dan penyejatan di bawah sinaran matahari adalah wap. Dalam pengertian ini, air adalah anomali.
Selain itu, air adalah bahan yang paling biasa pada kitaplanet. Ia meliputi permukaan planet Bumi hampir tujuh puluh peratus - ini adalah lautan, dan banyak sungai dengan tasik, dan glasier. Kebanyakan air di planet ini adalah masin. Ia tidak sesuai untuk diminum dan untuk pertanian. Air tawar membentuk hanya dua setengah peratus daripada jumlah keseluruhan air di planet ini.
Air ialah pelarut yang sangat kuat dan berkualiti tinggi. Disebabkan ini, tindak balas kimia dalam air berlaku pada kelajuan yang luar biasa. Sifat yang sama ini mempengaruhi metabolisme dalam tubuh manusia. Ia adalah fakta yang diketahui bahawa badan orang dewasa adalah tujuh puluh peratus air. Pada kanak-kanak, peratusan ini lebih tinggi. Pada usia tua, angka ini menurun daripada tujuh puluh kepada enam puluh peratus. Dengan cara ini, ciri air ini jelas menunjukkan bahawa ia adalah asas kehidupan manusia. Lebih banyak air dalam badan - lebih sihat, lebih aktif dan lebih muda. Oleh itu, saintis dan doktor dari semua negara tanpa jemu mengulangi bahawa anda perlu minum banyak. Ia adalah air dalam bentuk tulen, dan bukan pengganti dalam bentuk teh, kopi atau minuman lain.
Air membentuk iklim di planet ini, dan ini tidak keterlaluan. Arus panas di lautan memanaskan seluruh benua. Ini disebabkan oleh fakta bahawa air menyerap banyak haba suria, dan kemudian melepaskannya apabila ia mula sejuk. Jadi ia mengawal suhu di planet ini. Ramai saintis mengatakan bahawa Bumi telah lama menjadi sejuk dan berubah menjadi batu jika tidak kerana kehadiran air yang begitu banyak di planet hijau.
Sifat air
Air mempunyai banyak sifat yang sangat menarik.
Sebagai contoh, air ialah bahan yang paling mudah alih selepas udara. Dari kursus sekolah, ramai, pasti, mengingati perkara seperti kitaran air di alam semula jadi. Contohnya: aliran menyejat di bawah pengaruh cahaya matahari langsung, bertukar menjadi wap air. Selanjutnya, wap ini dibawa ke suatu tempat oleh angin, berkumpul di awan, dan juga dalam awan petir dan jatuh di pergunungan dalam bentuk salji, hujan batu atau hujan. Selanjutnya, dari pergunungan, anak sungai itu kembali mengalir ke bawah, sebahagiannya menguap. Dan seterusnya - dalam bulatan - kitaran berulang berjuta-juta kali.
Selain itu, air mempunyai kapasiti haba yang sangat tinggi. Disebabkan ini, badan air, terutamanya lautan, menyejuk dengan perlahan semasa peralihan daripada musim panas atau waktu siang kepada sejuk. Sebaliknya, apabila suhu udara meningkat, air menjadi panas dengan sangat perlahan. Disebabkan ini, seperti yang dinyatakan di atas, air menstabilkan suhu udara di seluruh planet kita.
Selepas merkuri, air mempunyai tegangan permukaan yang paling tinggi. Adalah mustahil untuk tidak menyedari bahawa titisan secara tidak sengaja tertumpah pada permukaan rata kadang-kadang menjadi bintik yang mengagumkan. Ini menunjukkan kemuluran air. Satu lagi sifat menampakkan diri apabila suhu jatuh ke empat darjah. Sebaik sahaja air menyejuk ke tanda ini, ia menjadi lebih ringan. Oleh itu, ais sentiasa terapung di permukaan air dan membeku dalam kerak, meliputi sungai dan tasik. Disebabkan ini, ikan tidak membeku dalam badan air yang membeku pada musim sejuk.
Air sebagai konduktor elektrik
Pertama, anda harus belajar tentang apa itu kekonduksian elektrik (termasuk air). Kekonduksian elektrik ialah keupayaan aatau bahan mengalirkan elektrik melalui diri mereka sendiri. Sehubungan itu, kekonduksian elektrik air ialah keupayaan air untuk mengalirkan arus. Keupayaan ini secara langsung bergantung kepada jumlah garam dan kekotoran lain dalam cecair. Sebagai contoh, kekonduksian elektrik air suling hampir diminimumkan kerana fakta bahawa air tersebut disucikan daripada pelbagai bahan tambahan yang sangat diperlukan untuk kekonduksian elektrik yang baik. Pengalir arus yang sangat baik ialah air laut, di mana kepekatan garam sangat tinggi. Kekonduksian elektrik juga bergantung pada suhu air. Semakin tinggi suhu, semakin besar kekonduksian elektrik air. Corak ini didedahkan berkat pelbagai eksperimen ahli fizik.
Mengukur kekonduksian elektrik air
Terdapat istilah sedemikian - konduktometri. Ini adalah nama salah satu kaedah analisis elektrokimia berdasarkan kekonduksian elektrik larutan. Kaedah ini digunakan untuk menentukan kepekatan dalam larutan garam atau asid, serta untuk mengawal komposisi beberapa larutan industri. Air mempunyai sifat amfoterik. Iaitu, bergantung pada keadaan, ia mampu mempamerkan kedua-dua sifat berasid dan asas - bertindak sebagai asid dan sebagai bes.
Peranti yang digunakan untuk analisis ini mempunyai nama yang hampir sama - konduktor. Menggunakan konduktor, kekonduksian elektrik elektrolit dalam larutan diukur, analisisnya sedang dijalankan. Mungkin perlu dijelaskan istilah lain - elektrolit. Ini adalah bahan yang, apabila dibubarkan atau cair,terurai kepada ion, yang menyebabkan arus elektrik kemudiannya dijalankan. Ion ialah zarah bercas elektrik. Sebenarnya, pengalir, mengambil sebagai asas unit tertentu kekonduksian elektrik air, menentukan kekonduksian elektriknya. Iaitu, ia menentukan kekonduksian elektrik bagi isipadu air tertentu yang diambil sebagai unit awal.
Walaupun sebelum permulaan tahun tujuh puluhan abad yang lalu, unit ukuran "mo" digunakan untuk menunjukkan kekonduksian elektrik, ia adalah terbitan kuantiti lain - Ohm, yang merupakan unit utama rintangan. Kekonduksian elektrik ialah kuantiti yang berkadar songsang dengan rintangan. Kini ia diukur dalam Siemens. Nilai ini mendapat namanya sebagai penghormatan kepada ahli fizik dari Jerman - Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (boleh dilambangkan dengan kedua-dua Cm dan S) ialah salingan Ohm, yang merupakan unit kekonduksian elektrik. Satu cm adalah sama dengan kekonduksian elektrik mana-mana konduktor yang rintangannya ialah 1 ohm. Dinyatakan oleh Siemens melalui formula:
Kekonduksian terma air
Sekarang mari kita bincangkan tentang apa itu kekonduksian terma. Kekonduksian terma ialah keupayaan sesuatu bahan untuk memindahkan tenaga haba. Intipati fenomena ini terletak pada fakta bahawa tenaga kinetik atom dan molekul, yang menentukan suhu badan atau bahan tertentu, dipindahkanbadan atau bahan lain semasa interaksi mereka. Dalam erti kata lain, kekonduksian terma ialah pertukaran haba antara jasad, bahan, serta antara jasad dan bahan.
Kekonduksian terma air juga sangat tinggi. Orang ramai setiap hari menggunakan sifat air ini tanpa menyedarinya. Contohnya, menuang air sejuk ke dalam bekas dan menyejukkan minuman atau makanan di dalamnya. Air sejuk mengambil haba dari botol, bekas, sebaliknya memberikan sejuk, tindak balas sebaliknya juga mungkin.
Kini fenomena yang sama boleh dibayangkan dengan mudah pada skala planet. Lautan menjadi panas semasa musim panas, dan kemudian - dengan permulaan cuaca sejuk, ia perlahan-lahan menyejuk dan melepaskan habanya ke udara, dengan itu memanaskan benua. Selepas menyejukkan semasa musim sejuk, lautan mula memanas dengan sangat perlahan berbanding dengan daratan dan memberikan kesejukannya kepada benua yang merana akibat matahari musim panas.
Ketumpatan air
Dikatakan di atas bahawa ikan tinggal di dalam kolam pada musim sejuk kerana fakta bahawa air membeku dengan kerak di seluruh permukaannya. Kita tahu bahawa air mula bertukar menjadi ais pada suhu sifar darjah. Disebabkan fakta bahawa ketumpatan air lebih besar daripada ketumpatan ais, ais terapung dan membeku di permukaan.
Apakah sifat redoks air
Selain itu, dalam keadaan yang berbeza, air boleh menjadi agen pengoksida dan agen penurunan. Iaitu, air, melepaskan elektronnya, bercas positif dan teroksida. Atau ia memperoleh elektron dan dicas negatif, yang bermaksud ia dipulihkan. Dalam kes pertama, air teroksida dan dipanggil mati. Dia memilikisifat bakteria yang sangat kuat, tetapi anda tidak perlu meminumnya. Dalam kes kedua, air masih hidup. Ia mencergaskan, merangsang badan untuk pulih, membawa tenaga kepada sel. Perbezaan antara kedua-dua sifat air ini dinyatakan dalam istilah "potensi redoks".
Apakah air boleh bertindak balas dengan
Air mampu bertindak balas dengan hampir semua bahan yang wujud di Bumi. Satu-satunya perkara ialah untuk berlakunya tindak balas ini, anda perlu menyediakan suhu dan iklim mikro yang sesuai.
Sebagai contoh, pada suhu bilik, air bertindak balas dengan baik dengan logam seperti natrium, kalium, barium - ia dipanggil aktif. Halogen ialah fluorin dan klorin. Apabila dipanaskan, air bertindak balas dengan baik dengan besi, magnesium, arang batu, metana.
Dengan bantuan pelbagai pemangkin, air bertindak balas dengan amida, ester asid karboksilik. Mangkin ialah bahan yang seolah-olah menolak komponen kepada tindak balas bersama, mempercepatkannya.
Adakah air di tempat lain selain Bumi?
Setakat ini, air tidak ditemui di mana-mana planet dalam sistem suria, kecuali Bumi. Ya, mereka menganggap kehadirannya di satelit planet gergasi seperti Musytari, Zuhal, Neptun dan Uranus, tetapi setakat ini saintis tidak mempunyai data yang tepat. Terdapat satu lagi hipotesis, yang belum disahkan sepenuhnya, mengenai air bawah tanah di planet Marikh dan di satelit Bumi - Bulan. Mengenai Marikh, beberapa teori telah dikemukakan bahawa pernah wujud lautan di planet ini, dan kemungkinan modelnya telah direka oleh saintis.
Di luar sistem suria, terdapat banyak planet besar dan kecil, di mana, menurut saintis, mungkin terdapat air. Tetapi setakat ini tidak ada cara sedikit pun untuk memastikan perkara ini dengan pasti.
Cara menggunakan kekonduksian haba dan elektrik air untuk tujuan praktikal
Disebabkan fakta bahawa air mempunyai kapasiti haba yang tinggi, ia digunakan dalam sesalur pemanas sebagai pembawa haba. Ia menyediakan pemindahan haba daripada pengeluar kepada pengguna. Banyak loji tenaga nuklear juga menggunakan air sebagai penyejuk yang sangat baik.
Dalam perubatan, ais digunakan untuk menyejukkan, dan wap digunakan untuk pembasmian kuman. Ais juga digunakan dalam sistem katering.
Dalam banyak reaktor nuklear, air digunakan sebagai penyederhana untuk tindak balas rantai nuklear yang berjaya.
Air tekanan digunakan untuk membelah, menerobos dan juga memotong batu. Ini digunakan secara aktif dalam pembinaan terowong, kemudahan bawah tanah, gudang, kereta bawah tanah.
Kesimpulan
Ia berikutan daripada artikel bahawa air dalam sifat dan fungsinya adalah bahan yang paling tidak boleh diganti dan menakjubkan di Bumi. Adakah kehidupan seseorang atau mana-mana makhluk hidup lain di Bumi bergantung kepada air? Sudah tentu ya. Adakah bahan ini menyumbang kepada aktiviti saintifik manusia? ya. Adakah air mempunyai kekonduksian elektrik, kekonduksian terma dan sifat berguna lain? Jawapannya juga ya. Perkara lain ialah semakin kurang air di Bumi, dan lebih-lebih lagi air bersih. Dan tugas kita adalah untuk memelihara dan mengamankannya (dan, oleh itu, kita semua) daripadakehilangan.
