ШТА СУ АНОМАЛИЈЕ ВОДЕ? - ХЕМИЈА - 2025

У аномалије воде су оне особине које разликују и позиционирао као најзначајнији и специјалним све течне супстанце. Физички и хемијски, вода показује огромну разлику у поређењу с другим течностима, чак прелазећи очекивања и теоријска израчунавања. Можда је тако једноставан, а истовремено сложен као и сам живот.

Ако је угљеник камен темељац живота, вода одговара његовој течности. Да није јединствен и упоредив, производ његових аномалија, угљеничне везе које чине биолошке матрице не би биле од користи; перцепција живота би се распустила, океани би се потпуно смрзнули, а облаци се не би суспендирали на небу.

Ицебергс и тијела леда који плутају по води представљају обично занемарен примјер једне од водених аномалија. Извор: Пекелс.

Водена пара је много лакша од других гасова, а њена интеракција са атмосфером резултира стварањем облака; течност је знатно гушћа у односу на гас, а та разлика у његовим густинама изгледа наглашено у поређењу са другим једињењима; и чврста супстанца, аномалијски, има много нижу густину од течности.

Пример последњег је примећен у чињеници да ледене бријег и лед лебде у течној води, производ је његове ниже густине.

Специфична топлота

Плаже, још један природни пример где се макроскопски примећује специфична топлина воде. Извор: Пикабаи.

Вода показује озбиљну опозицију повећању своје температуре пре извора топлоте. Због тога извор мора снабдевати довољно топлоте да би приморао воду да подигне температуру за један степен Целзијуса; то јест, његова специфична топлота је већа, него било која обична једињења и има вредност 4.186 Ј / г · ºЦ.

Могућа објашњења његове аномаличне специфичне топлоте настају због чињенице да молекули воде формирају више водоничних веза, на неуредан начин, а топлота се распршује да повећа вибрације таквих мостова; у супротном, молекули воде не би вибрирали на већој фреквенцији, што значи повећање температуре.

С друге стране, након што су молекули термички узбуђени, потребно им је време да се поново успостави првобитно стање њихових водоничних веза; то је исто што и када кажете да вам је потребно време да се хлади у нормалним условима, понашајући се као резервоар топлоте.

На пример, плаже показују обе врсте понашања током различитих сезона у години. Зими остају топлији од околног ваздуха, а љети хладнији. Из тог разлога биће сунчано, али кад пливате у мору осећа се хладније.

Латентна топлота испаравања

Вода има веома високу енталпију или латентну топлоту испаравања (2257 кЈ / кг). Ова аномалија синергира својом специфичном топлином: понаша се као резервоар и регулатор топлоте.

Молекули морају да апсорбују довољно топлоте да би прешли у гасну фазу, а топлота се добија из њихове околине; посебно на површини на коју су причвршћени.

Ова површина може бити, на пример, наша кожа. Када тело вежба, ослобађа зној, чији је састав у основи вода (већа од 90%). Зној апсорбује топлину из коже да испарава и тако даје осећај хлађења. Исто се догађа и са земљом које после испаравања влаге смањује температуру и осећа хладније.

Диелектрична константа

Молекула воде је изузетно поларна. То се одражава на њену диелектричну константу (78,4 на 25 ° Ц) која је већа од оне у другим течним супстанцама. Због своје велике поларности, може да раствара велики број јонских и поларних једињења. Из тог разлога се сматра универзалним растварачем.

Дифузија

Дифузија воде кроз цев. Извор: Пкхере.

Једна од знатижељних аномалија течне воде је та што се дифундира много брже него што се процењује кроз отвор који је смањен. Течности углавном повећавају своју брзину када теку кроз уже цеви или канале; али вода убрзава драстичније и снажније.

Макроскопски се то може приметити променом површине попречног пресека цеви кроз које вода циркулише. И нанометријски, исто се може учинити али употребом угљен-наноцевки, према рачунарским студијама, које помажу у разјашњењу односа између молекуларне структуре и динамике воде.

Густина

На почетку је поменуто да лед има мању густину од воде. Поред тога, достиже максималну вредност око 4 ° Ц. Када се вода охлади испод ове температуре, густина почиње да се смањује и хладнија вода расте; и на крају, близу 0 ° Ц, густина пада на минималну вредност, коју има лед.

Једна од главних последица тога није само у томе што ледене санте могу плутати; али такође, фаворизује живот. Ако би лед био гушћи, потонуо би и охладио дубине до смрзавања. Тада би се мора охладила одоздо према горе, остављајући на располагању само филм воде за морску фауну.

Поред тога, када вода уђе у удубљења стена, а температура падне, она се шири када се смрзне, подстичући њену ерозију и спољну и унутрашњу морфологију.

Лака и тешка вода

Док лед плута, површине језера и река смрзавају се, док риба може да настави да живи у дубинама, где се кисеоник добро раствара, а температура је изнад или испод 4 ° Ц.

С друге стране, течна вода се, у ствари, не сматра идеално хомогеном, већ се састоји од структурних агрегата различите густоће. На површини се налази најлакша вода, док је на дну најгушћа.

Међутим, такви „прелази“ течност-течност су приметни само у прехлађеној води и под симулацијама са високим притисцима.

Ледене експанзије

Још једна карактеристична аномалија воде је да лед смањује температуру топљења са порастом притиска; то јест, при већем притиску, лед се топи на нижим температурама (испод 0 ° Ц). Као да се лед, уместо да се стегне, прошири као резултат притиска.

Ово понашање је супротно понашању других чврстих тела: што је већи притисак на њих, а самим тим и њихово стицање, захтеваће им се већа температура или топлота да би се растопиле и на тај начин ће моћи да одвоје своје молекуле или јоне.

Такође је вредно споменути да је лед једна од најклизавијих чврстих материја у природи.

Површински напон

Ходање инсеката по површини воде. Извор: Пикабаи.

Коначно, иако је споменуто само неколико аномалија (од отприлике 69 које су познате и многе друге које треба открити), вода има ненормално велику површинску напетост.

Многи инсекти користе ово својство да би могли ходати по води (горња слика). То је зато што његова тежина не врши довољно силе да разбије површинску напетост воде, чији се молекули, уместо да се шире, сажимају, спречавајући да се површина или површина повећају.

Референце

1. Вхиттен, Давис, Пецк и Станлеи. (2008). Хемија. (8. изд.). ЦЕНГАГЕ Учење.
2. Кидс & Сциенце. (2004). Аномалија воде. Опоравак од: виас.орг
3. Цхаплин Мартин. (2019). Аномална својства воде. Структура воде и наука. Опоравак од: 1.лсбу.ац.ук
4. ЦхимиСпиега. (2. фебруара 2014.). Вода: чудан случај око нас. Цхимицаре. Опоравак од: цхимицаре.орг
5. Нилссон, А. и Петтерссон, ЛГ (2015). Структурално порекло аномалних својстава течне воде. Природа комуникације, 6, 8998. дои: 10.1038 / нцоммс9998
6. ИИЕХ. (2. јула 2014.). Водене аномалије. Еволуција и животна средина: Истраживачки институт за људску еволуцију АЦ Обновљено од: ииех.цом
7. Пиветта Марцос. (2013). Чудна страна воде. ФАПЕСП истраживање. Опоравак од: ревистапескуиса.фапесп.бр