Apa material teoretic

6,201 views

Published on

Proprietati fizice si chimice ale apei.

Published in: Education
0 Comments
3 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
6,201
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
4
Actions
Shares
0
Downloads
75
Comments
0
Likes
3
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Apa material teoretic

  1. 1. Apa – un miracolApa este un lichid inodor, insipid și incolor, de cele mai multe ori, sau ușor albăstrui sau chiarverzui în straturi groase. Apa este o substanță absolut indispensabilă vieții, indiferent de formaacesteia, fiind unul dintre cei mai universali solvenți.Apa este un compus chimic al hidrogenului și al oxigenului, având formula chimică brută H2O(vedeți Apă (moleculă)). Apa este una din substanțele cele mai răspândite pe planeta Pământ,formând unul din învelișurile acesteia, hidrosfera.Pe Pământ, apa există în multe forme, în cele mai variate locuri. Sub formă de apă sărată există înoceane și mări. Sub formă de apă dulce în stare solidă, apa se găsește în calotele polare, ghețari,aisberguri, zăpadă, dar și ca precipitații solide, sau ninsoare. Sub formă de apă dulce lichidă, apase găsește în ape curgătoare, stătătoare, precipitații lichide, ploi, și ape freatice sau subterane. Înatmosferă, apa se găsește sub formă gazoasă alcătuind norii sau fin difuzată în aer determinândumiditatea acesteia. Considerând întreaga planetă, apa se găsește continuu în mișcare șitransformare, evaporarea și condensarea, respectiv solidificarea și topirea alternând mereu.Această perpetuă mișcare a apei se numește ciclul apei și constituie obiectul de studiu almeteorologiei și al hidrologiei. Apa care este potrivită consumului uman se numește apă potabilă.Conform standardului din România, pentru ca apa să fie potabilă sestonul nu trebuie sădepășească 1ml/m³. Pe măsura creșterii populației umane, de-a lungul timpului, și a folosiriiintensive și extensive a resurselor de apă susceptibile de a furniza apă potabilă, problema apeiutilizabile a devenit o problemă vitală a omenirii. Apa se găsesește sub diverse forme în natură:vapori de apă și nori în atmosfera, valuri și aisberguri în oceane, ghețari la latitudini mici saualtitudini mari, acvifere sub pământ, râuri sau lacuri. Circuitul apei în natură este fenomenul princare apa este transferată dintr-o forma într-alta, prin evaporare, precipitații și scurgeri desuprafață. Datorită importanței pe care o are (în agricultură, dar și pentru omenire în general),apei i s-au dat diverse nume în funcție de formele pe care le ia. Ploaia e cunoscută în majoritateațărilor, pe când alte forme sunt mai puțin întâlnite, și pot fi surprinzătoare când sunt văzute primadată. Exemple sunt: grindina, zăpada, ceața, roua sau chiciura. Un fenomen conex este curcubeul,întâlnit atunci cand lumina se refractă prin particulele de apă din atmosferă. Apa de la suprafațaglobului joacă roluri importante în evoluția umană; râurile și irigațiile asigură aportul de apăpentru agricultură, sunt suport pentru transportul maritim sau fluvial, fie comercial sau deagrement. O apă cu insuficienți nutrienți se numește oligotrofă. Scurgerea apei pe suprafațaterestră este mecanismul prin care eroziunea sculptează mediul natural, duce la crearea văilor șideltelor cu suprafețe fertile favorabile dezvoltării de centre umane. De asemenea, apa seinfiltrează în sol, ajungând în pânza de apă freatică. Această apă freatică ajunge din nou lasuprafață sub forma izvoarelor, sau a izvoarelor termale și gheizerilor. Apa freatică este deasemenea extrasă artificial prin puțuri și fântâni.Deoarece apa poate conține numeroase substanțe diferite, poate avea gusturi sau mirosuri foartediferite. De fapt, oamenii și alte animale și-au format simțurile pentru a putea evalua calitateaapei: de obicei, animalele evită apa cu gust sărat (apă de mare) sau putred de mlaștină preferândapa unui izvor montan sau apa freatică.Apa în biologie și civilizația umanăDin punct de vedere biologic, apa are numeroase proprietăți indispensabile proliferării vieții, careo deosebesc de celelalte substanțe. Apa își îndeplinește acest rol, permițând compușilor organicisă reacționeze în moduri care să permită în cele din urmă replicarea. Este un bun solvent și are otensiune superficială ridicată, permițând astfel mișcarea compușilor organici și a organismelor vii.
  2. 2. Apa proaspătă are densitatea maximă la 4°C, această densitate scăzând pe măsură ce apa serăcește, se încălzește sau îngheață. Fiind o moleculă polară stabilă dominantă în atmosferă, joacăun rol important în absorbția radiației infraroșii, crucială în cadrul efectului de seră, fără de caretemperatura medie la suprafața Terrei ar fi de -18° Celsius. Apa are de asemenea o căldurăspecifică neobișnuit de mare, care joacă mai multe roluri în reglarea climatului global și regional,precum Curentul Golfului, permițând existența vieții. Deoarece absoarbe foarte mult infraroșiile,are o foarte ușoară nuanță albastră, datorită eliminării unei mici cantități de lumină roșie care otraversează. Culoarea albastră poate fi observată numai când apa este în cantitate mare, deexemplu în lacuri, mări sau oceane.Apa este un foarte bun solvent, similar din punct de vedere chimic cu amoniacul, și dizolvă multetipuri de substanțe, precum diferite săruri și zahărul, și facilitează reacțiile chimice ale acestora,lucru care permite metabolismele complexe.Unele substanțe însă nu se amestecă cu apa, cum e de exemplu petrolul, și alte substanțehidrofobe. Membranele celulare, compuse din lipide și proteine, profită de această proprietate,controlând interacțiunea dintre ele și mediul extern. Acest lucru este ușurat de tensiuneasuperficială a apei.Picăturile de apă sunt stabile datorită tensiunii superficiale mari datorată puternicelor forțeintermoleculare numite forțe de coeziune. Acest lucru este evident atunci când mici cantități deapă ajung pe o suprafață insolubilă, precum polietena: apa rămâne sub formă de picături. Totuși,pe sticlă extrem de curată apa formează o peliculă subțire deoarece forțele dintre moleculele deapă și de sticlă (forțele de adeziune) sunt mai mari decât forțele de coeziune. Acest lucru estefoarte important în cadrul transpiraț iei plantelor.În celulele ș i organismele biologice, apa se află în contact cu suprafeț ele membranoase proteicecare sunt hidrofile, adică prezintă o puternică atracț ie pentru apă. Langmuir a observat oputernică forț ă de respingere între suprafeț ele hidrofile. Pentru a deshidrata suprafeț elehidrofile este necesar un efort deosebit pentru învingerea acestor forț e, numite forț e dehidraț ie. Aceste forț e sunt foarte puternice, dar valoarea lor scade rapid pe distanț e mai micide un nanometru. Importanț a lor în biologie a fost studiată de Parsegian. Prezintă importanț ă înspecial atunci când celulele sunt deshidratate prin expunerea la atmosferă uscată sau la înghețextracelular.O proprietate simplă, dar unică ș i extrem de importantă pentru mediu, este că în forma sa solidă,de gheaț ă, pluteș te pe lichid. Forma solidă a apei are o densitate mai mică decât a apei lichide,datorită geometriei punț ilor de hidrogen care se formează doar la temperaturi mai joase. Pentruaproape toate substanț ele ș i pentru toate celelalte 11 stări neobiș nuite ale apei, cu excepț iagheț ii-XI, starea solidă este mai densă decât cea lichidă. Apa proaspătă este cea mai densă la4 °C, ș i se va scufunda prin convecț ie pe măsură ce se răceș te la acea temperatură, iar dacă serăceș te în continuare se va ridica. Datorită aceste proprietăț i, apa de adâncime va fi mai caldădecât apa îngheț ată, de suprafaț ă, astfel încât gheaț a se va forma începând de la suprafaț ă ș ise va extinde în jos, iar cea mai mare parte a apei de dedesubt va rămâne constantă la 4 °C. Astfel,fundul unui lac, mare sau ocean este practic izolat de frig, permiț ând supravieț uirea speciilor deanimale. Aproape toate celelalte substanț e chimice sunt mai dense în stare solidă ș i îngheaț ă dela fund spre suprafaț ă.Viaț a pe Pământ a evoluat ș i s-a adaptat acestor proprietăț i ale apei. Existenț a formelorsolidă, lichidă ș i gazoasă ale apei pe Pământ a reprezentat un factor important pentru colonizareadiferitelor medii ale planetei de către forme de viaț ă adaptate variatelor, ș i adesea extremelor,condiț ii de viaț ă.
  3. 3. În istorie, civilizaț iile s-au dezvoltat cu precădere pe malurile râurilor sau mărilor: Mesopotamia,aș a-numitul leagăn al civilizaț iei este situată între două râuri, Egiptul antic a înflorit pe malurileNilului, iar marile metropole, precum Londra, Paris, New York ș i Tokio îș i datorează succesulîn parte accesibilităț ii oferite de situarea lângă o apă, ș i înflorirea comercială rezultată. Insulelecu porturi sigure, precum Singapore ș i Hong Kong, s-au dezvoltat tocmai din acest motiv. Înlocuri precum Africa de Nord ș i Orientul Mijlociu, unde apa nu se găseș te în abundenț ă,accesul la apă potabilă a fost ș i este o mare problemă în dezvoltarea comunităț ilor umane.O greș eală des întâlnită este aceea că apa este un bun conductor de electricitate. Toateproprietăț ile electrice ale ape se datorează ionilor sărurilor minerale dizolvate în ea ș i dioxiduluide carbon dizolvat în ea. Apa prezintă auto-ionizare (două molecule de apă se transformă într-unanion de hidroxid ș i un cation de hidroniu) însă doar la un nivel aproape imperceptibil.Poziț iile astronomice ale Pământului ș i influenț a lor asupra maselor mari de apăCoexistenț a stărilor solidă, lichidă ș i gazoasă a apei pe Pământ este vitală pentru originea,evoluț ia ș i continuarea existenț ei vieț ii pe Terra. Totuș i, dacă s-ar schimba poziț ia planeteifaț ă de Soare, chiar cu o distanț ă relativ mică (1 000 000 km), condiț iile care permit existenț asimultană a celor trei stări nu ar mai avea loc cu atâta uș urinț ă.Masa Pământului permite atracț iei gravitaț ionale să păstreze o atmosferă în jurul planetei.Vaporii de apă ș i dioxidul de carbon din atmosferă creează un efect de seră care asigură otemperatură de suprafaț ă relativ constantă. Dacă Pământul ar avea dimensiuni mai mici, oatmosferă mai subț ire ar duce la temperaturi extreme care să nu permită acumularea apei decât încalotele glaciare din jurul polilor (aș a cum se întâmplă pe planeta Marte).Distanț a dintre Pământ ș i Soare ș i combinaț ia dintre radiaț ia solară primită ș i efectul de serăal atmosferei asigură ca suprafaț a sa să nu fie nici prea rece ș i nici prea fierbinte pentru apalichidă. Dacă Pământul ar fi mai depărtat, apa ar îngheț a, iar dacă ar fi mai apropiat de Soare,temperatura de suprafaț ă mai ridicată ar împiedica formarea calotelor glaciare, sau ar cauzaexistenț a apei doar sub formă de vapori. În primul caz, Pământul ar absorbi mai multă energiesolară din cauza albedoului redus al oceanelor, iar în al doilea ar rezulta un efect de seră scăpat desub control ș i condiț ii neospitaliere similare celor de pe planeta Venus.S-a propus că însăș i viaț a păstrează condiț iile care i-au permis existenț a. Temperatura desuprafaț ă a Pământului a fost relativ constantă de-a lungul erelor geologice în ciuda variaț iilorradiaț iei solare, lucru care ar indica existenț a unui proces dinamic ce guvernează temperaturaTerrei printr-o combinaț ie de efect de seră ș i albedou atmosferic ș i de suprafaț ă. Aceastăpropunere poartă numele de Ipoteza Gaia.Utilizarea apei de către oameniToate formele de viaț ă cunoscute depind de apă. Apa este o parte vitală în multe din proceselemetabolismului din interiorul organismului. Cantităț i semnificative de apă sunt utilizate deorganism în digestia hranei. (Notă: unele bacterii ș i seminț e de plante pot intra într-o starecriptobiotică pentru o perioadă nedeterminată, atunci când sunt deshidratate, ca apoi să revină laviaț ă când reajung într-un mediu umed.)Aproape 72% din masa corpului uman fără grăsimi este apă. Pentru o bună funcț ionare, corpulnecesită între doi ș i ș apte litri de apă pe zi pentru a evita deshidratarea, cantitatea exactădepinzând de nivelul de activitate, temperatură, umiditate ș i alț i factori. Nu este cunoscută cuexactitate cantitatea de apă necesară a fi consumată de o persoană sănătoasă. Oricum, pentru ceicare nu au probleme de rinichi este dificil să bea prea multă apă, dar periculos să bea prea puț ină,
  4. 4. mai ales într-un ambient cald ș i umed sau în timpul exerciț iilor fizice. Se întâmplă totuș i caoamenii să consume mult mai multă apă în timpul exerciț iilor fizice decât este necesar,expunându-se astfel riscului de intoxicaț ie cu apă, care de cele mai multe ori este fatală."Obligativitatea" consumării a opt pahare de apă pe zi de o persoană, nu este argumentatăș tiinț ific.Dieteticienii ș i nutriț ioniș tii spun că aceasta este cantitatea de apă recomandată a fi consumatăpe zi - în engleză RDI (Recommended Daily Intake). [1]. Ultimele rapoarte referitoare la regimulalimentar ale Consiliului Naț ional de Cercetare National Research Council recomandă unconsum pentru femei de 2,7 litri de apă în total (incluzând ș i sursele de apă din alimente) ș i,respectiv, 3,7 litri pentru bărbaț i[2]. Apa se pierde din organism prin urină ș i fecale, printranspiraț ie ș i prin respiraț ie (expiraț ie de vapori).Corpul uman are nevoie de apă care nu conț ine prea multă sare sau alte impurităț i. Printreimpurităț ile frecvent întâlnite se numără chimicalele ș i/sau bacterii periculoase, cum ar fi cryptosporidium. Unele substanț e sunt însă acceptabile ș i chiar necesare ca ș i prezenț ă în apă pentruintensificarea gustului ș i pentru asigurarea necesarului de electroliț i.Apa ca o sursă preț ioasăDatorită creș terii populaț iei mondiale ș i a altor factori, tot mai puț ini oameni beneficiază deapă potabilă. Problema apei poate fi rezolvată prin creș terea producț iei, o distribuț ie mai bună,ș i nerisipirea resurselor deja existente. Din acest motiv, apa este o resursă strategică pentru multeț ări. Au existat de-a lungul timpului mai multe conflicte pentru accesul la apă ș i controlulacesteia.O cronologie a conflictelor legate de apă Experț ii prevăd mai multe conflicte viitoaredin cauza creș terii populaț iei mondiale ș i creș terii contaminării prin poluare ș i încălzireglobală.Raportul UNESCO despre dezvoltarea apei (WWDR, 2003) din cadrul Programului de Evaluare aApei pe Plan Mondial arată că, în următorii 20 de ani, cantitatea de apă potabilă disponibilă vascădea cu 30%. 40% dintre locuitorii lumii nu au apă curată suficientă pentru o igienă minimală.Peste 2,2 milioane de oameni au murit în 2000 de boli legate de consumul de apă contaminată saudin cauza secetei. În 2004, o organizaț ie engleză, WaterAid, a raportat că un copil moare lafiecare 15 secunde din cauza bolilor legate de apă ce ar putea fi uș or prevenite.Se prevede că apa ar putea deveni preț ioasă precum petrolul, lucru care ar face din Canada, ceare această resursă din abundenț ă, cea mai bogată ț ară din lume.În 2005 în SUA preț urile mari ale benzinei au provocat îngrijorare ș i au existat temeri pentru ocriză globală, însă consumatorii nu ezitau să plătească preț uri duble pentru aceeaș i cantitate, darde apă îmbuteliată.Apa potabilă este mai valoroasă decât oricând în istoria noastră, fiind folosită extensiv înagricultură ș i industrie, ș i primeș te din ce în ce mai multă atenț ie pentru a fi folosită judiciospentru generaț iile viitoare.Regularizarea distribuț iei apeiApa potabilă este de obicei colectată la izvoare sau este extrasă din puț uri artificiale. Construireamai multor asemenea puț uri ar fi o metodă pentru a produce mai multă apă, presupunând căpânza de apă freatică poate să asigure un debit adecvat. Alte surse de apă sunt ploile ș i apa dinrâuri ș i lacuri. Apa de suprafaț ă trebuie însă purificată înaintea consumului de către om.Purificarea implică îndepărtarea substanț elor nedizolvate sau dizolvate, precum ș i a bacteriilor
  5. 5. periculoase. Cele mai folosite metode sunt filtrarea cu nisip, pentru îndepărtarea materiilornedizolvate, ș i tratarea cu clor ș i fierberea pentru uciderea bacteriilor periculoase. Distilareaîndeplineș te toate cele trei sarcini. Există ș i tehnici mai avansate, precum osmoza inversă.Desalinizarea apei sărate din mări ș i oceane este o soluț ie mai scumpă utilizată în climatelearide de coastă.Distribuț ia apei potabile are loc fie printr-un sistem de distribuț ie, fie îmbuteliată. În multe ț ăriexistă programe de distribuire gratuită a apei în caz de necesitate.Reducerea risipirii apei, adică utilizarea apei potabile doar pentru consumul uman, ar fi o altăsoluț ie. În unele oraș e, precum Hong Kong, apa de mare este folosită pe scară largă, de exemplula toalete, în scopul conservării resurselor de apă potabilă. Poluarea apei ar putea fi cel mai mareconsumator inutil de apă, risipind această resursă, indiferent de beneficiile aduse poluatorului.Medicamentele consumate de oameni ajung deseori în canalizare ș i au efecte negative asupravieț ii acvatice dacă se acumulează ș i nu sunt biodegradabile.Alt articol:Apa are proprietati fizico – chimice neobisnuite fata de alte lichide. Comparativ cu lichideleobisnuite care devin mai dense cand se racesc, apa isi atinge densitatea maxima la temperatura de4 grade Celsius. Sub, dar si peste aceasta temperatura, apa are o densitate mai redusa. Acesta estecauza pentru care, de exemplu, marile si lacurile ingheata de la suprafata in jos, iar gheata plutestepe apa. Deoarece gheata este mai putin densa decat apa lichida, iar apa ingheata de la suprafata injos, a fost posibil ca si in perioada glaciara viata sa persiste in adancurile oceanelor, acesta fiindizolata de frig.Daca acest comportament al apei ni se pare banal pentru ca ne-am obisnuit cu el,merita mentionat faptul ca aproape toate celelate substante chimice sunt mai dense in stare solidasi ingheata de la fund spre suprafata.Formarea solurilor se leaga tot de densitatea apei si reactia acesteia la variatiile de temperatura.Stim cu totii ca apa isi mareste volumul la inghet. Atunci cand apa din interiorul unei rociingheata, creeaza o presiune uriasa in interiorul acesteia si, in cele din urma o sparge, sfarmand-oin bucati. Astfel, isi aduce apa “contributia “ la formarea solurilor.Apa are capacitate termica ridicata, cu impact crucial asupra vietii. Datorita acestei proprietati,organismele vii, compuse in cea mai mare parte din apa, pot sa isi regleze temperatura corpului.Oamenii trebuie sa isi mentina temperatura intre 36,1 si 37,8 grade C. Si acest lucru este posibilintrucat aproape 70% din masa corpului uman este apa. De vreme ce capacitatea apei de aacumula caldura este neobisnuit de mare, chiar si in conditiile in care temperatura exterioara semodifica, schimbul de caldura intre corp si mediu nu duce la diferente majore in temperaturaorganismului.Acestei calitati i se datoreaza si stabilizarea temperaturii apei oceanelor. Capacitatea termica apamantului este mult mai mica decat cea a apei. Astfel , temperatura apei in oceane variaza maiputin decat cea a suprafetei uscate.Temperatura in oceane poate fi intre -2 si 35 grade C, in timpce pe continente se inregistreaza variatii de temperatura intre -70 si +57 grade C.Apa reuseste sa transporte caldura mai usor decat oricare alt lichid cu exceptia mercurului, ceea ceface ca temperatura sa fie aproximativ aceeasi in diferitele parti ale organismului. Aceeasiproprietate a apei este responsabila si de metinerea relativ uniforma a temperaturii pe verticala, inoceane si lacuri.
  6. 6. Apa are tensiune superficiala ridicata care explica de ce insectele pot merge pe apa sau cum seformeaza picaturile si de ce apa se poate ridica prin trunchiurile copacilor, sfidand legeagravitatiei.In stare naturala, apa nu este un bun conductor al electricitatii, dar mai bun decat alte lichidedatorita ionizarii proprii si anume abilitatea de a reactiona si a forma ioni de hidroxid OH- sihidroniu H3O+.Multe din aceste proprietati neobisnuite ale apei pot fi explicate prin felul in care moleculele deapa interactioneza intre ele.Apa are o molecula unica, in forma unui V, cu un atom de oxigen la baza si doi de hidrogen lacele doua varfuri. Molecula de apa este polara. Polaritatea este data de combinatia de un atom deoxigen in varful moleculei cu incarcatura negativa si doi atomi de hidrogen incarcati pozitiv.Astfel, in doua molecule de apa apropiate, atomii de hidrogen incarcati pozitiv vor atrage atomiide oxigen incarcati negativ. Aceasta asa-numita “legatura de hidrogen” este cauza pentru care apaare o temperatura de fierbere inalta si un punct de evaporare ridicat, deoarece ruperea legaturilorde hidrogen necesita energie in plus. Asta explica totodata si capacitatea ridicata de acumulare acaldurii.1. Strucura moleculara de apaIn molecula de apa, nucleele celor doi atomi de hidrogen formeaza cu centrul atomului de oxigenun unghi de 104054’. Ca urmare a acestei structuri molecula de apa are un moment electricpronuntat. Molecula de apa nu contine atomul de oxigen in stare fundamentala-dovada ca unghidintre legaturile O2-H2, este de 900- ci intr-o stare de hibridizare de tip practic sp3. Doi din acestiorbitali sunt de legatura si formeaza cu cate un orbital de la cei 2 atomi de H, doi orbitalimoleculari localizati, adica doua legaturi dicentrice. La atomul de O2 mai raman doi orbitalimoleculari de nelegatura. Pentru explicarea particularitatilor apei ca: densitate maxima la 4 0C, cresterea volumui latrecerea apei in stare solida, valoarea ridicata a caldurilor latente de topire si de vaporizare etc.s-a admis ca moleculele de apa sunt prin legaturi de H2. H H 104054 ’ O 0,1 mm Interpretarea legaturi ionice 1H: 1s1; 8O: 1s22s22p4 .. .. H:O:; H O:; H2O . . H H
  7. 7. Se formeaza doua legaturi covalente polare O2-H2. Molecula de apa este covalentapolara; este un dipol. Compozitia apei pure Stabilirea compozitiei apei se poate face pe cale de analiza sau pe cale de sinteza. Molecula de apa fiind foarte stabila, descompunerea apei in componentele ei poate firealizata prin disociere termica la temperaturi inalte. (peste 10000C): H2OH2+1/2O2; H= -284.4 kJ*mol-1sau prin electroliza. In laborator se poate folosi in acest scop voltametrul. Pentru stabilirea compozitiei apei pe cale de sinteza, in laborator se folosesteeudiometrul. 2. Stare naturala. Apa este una dintre cele mai raspandite substante in natura, mai ales in stare lichida-forma in care acopera mai mult de 2/3 din suprafata globului terestru, alcatuind apele desuprafata. Se poate observa un circuit al apei in natura. Caldura soarelui cauza evaporarea apelor desuprafata, iar vaporii formati se ridica in atmosfera. Daca in atmosfera saturata cu vapori de apaintervine o scadere de temperatura, o parte din vapori se condenseaza si iau forma de nori,ceata, ploaie, zapada, grindina; in timpul noptilor racoroase din anotimpurile calduroase sedepune roua, iar cand temperaturile solului este sub 00C, se depune bruma- toate acesteaformeaza apele meteorice. Apele cazute pe pamant sau rezultate din topirea zapezilor, in parte umplu din noulacurile, raurile, marile si oceanele, iar in parte strabat prin straturile de pamant la adancimidiferite, formand apele freatice. Daca in calea lor intalnesc un strat impermeabil, cum ar fi unstrat de argila, ele se aduna acolo si formeaza ape subterane. Daca apele subterane, circuland prin diferite straturi, se apropie din nou de suprafata siies din pamant, se formeaza izvoare subterane. In natura apa nu este chimic pura. Apele naturale contin cantitati variate de diferitesubstante: gaze si saruri dizolvate, substante organice si bacterii. Cand contin dizolvate cantitatimici de saruri se numesc ape moi, iar cand contin dizolvate cantitati mari de saruri, mai ales decalciu si de magneziu, se numesc ape dure.
  8. 8. Apa de ploaie este cea mai curata dintre toate apele naturale. Fiind insa in contactprelungit cu aerul, ea contine dizolvate componentele acestuia, cum si diferite impuritati din aer,ca: dioxid de carbon, amoniac, acid azotic, iar in regiunile industriale sau le oraselor mari, dioxidde sulf, hidrogen sulfurat, etc. Apele subterane au compozitia cea mai variata dintre toate apele naturale; cantitatea sinatura substantelor dizolvate depind de natura straturilor de pamant strabatute si de timpul catapele au fost in contact cu ele. Apele subterane care contin dizolvate in molecula lor cantitatimai mari de diferite substante solide sau gazoase, ajungand la suprafata si formeaza izvoarelede ape minerale. 3-4. Proprietatile fizice si chimice. Apa pura este un lichid fara miros si gust are o nuanta albastruie care poate fi observatanumai la straturi de o adancime considerabila. La presiunea atmosferica standard (760 mmcoloană de mercur sau 760 torr) temperatura de înghetare este de 0 oC (32oF), iar punctul defierbere de 100o C (212 o F). Apa atinge densitatea maxima la 4o C (39 o F) şi se extinde laînghetare. Ca majoritatea lichidelor , apa poate exista într-o stare supraracita , adica poateramane in stare lichida sub punctul sau de inghet. Apa poate fi usor racita la circa –25o C (-13o F)fara a îngheţa , în condiţii de laborator sau chiar în atmosfera. Apa supraracita va îngheta dacaeste agitata , daca se coboara temperatura mai mult , sau daca se adauga un cristal de gheatasau o alta particula. Proprietatile fizice ale apei sunt folosite ca standard pentru a defini , caloria ,caldura specifica si latenta , precum şi pentru definirea originala a unitati de masa , gramul. Apa este unul dintre cei mai cunoscuti agenti de ionizare. Deoarece majoritatea substanţelorsunt intr-o oarecare masura solubile in apa , adesea apa este considerata ca solventul universal.Apa se combinata cu anumite saruri pentru a forma hidranti. Reactionează cu oxizi de metalpentru a forma acizi. Joaca rol de catalizator in multe importante reactii chimice. Experimental s-a demonstrat ca apa este o combinatie chimica foarte stabila. Ea poate fidescompusa la peste 10000C sau cu ajutorul curentului electric: 2H2O = 2H2+ O2 Apa este foarte reactiva din punct de vedere chimic. Ea reactioneaza în anumite conditiicu metalele, nemetalele, oxizii bazici, oxizii acizi, cu unele saruri. a) Acţiunea apei asupra metalelor Metalele: potasiu, calciu, sodiu reactioneaza violent cu apa, la rece, cu formare dehidroxid şi degajare de hidrogen. Na + H2O = NaOH + 1/2H2 Magneziul reacţionează cu apa la cald sau în stare de vapori:
  9. 9. Mg + 2H2O = Mg(OH)2 + H2 Aluminiul este atacat de apa numai dacă este curatat de stratul protector de oxid: 2Al + 6H2O = 2Al(OH)3 + 3H2 Fierul înroşit reactioneaza cu apa in stare de vapori si formeaza oxid feroferic (oxid al Fe II şi Fe III): 3Fe + 4H2O = Fe3O4 + 4H2 Plumbul, cuprul, mercurul, aurul, argintul nu sunt atacate de apa sau de vaporii acestuia. Unele metale se corodeaza în prezenta apei. Atacul este mai puternic în prezentaoxigenului şi a dioxidului de carbon. b) Acţiunea apei asupra nemetalelor Clorul în reactie 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 putin10000C se formeaza un amestec de monoxid de carbon şi hidrogen, denumit gaz de apa. Reactiaare importanta industriala: C + H2O = CO + H2 c) Acţiunea apei asupra oxizilor Apa reacţioneaza cu oxizii metalici solubili cu formare de hidroxizi. Una dintre reacţiile cu importanta practică o constituie stingerea varului, reactie puternicexoterma. CaO + H2O = Ca(OH)2 + Q Hidroxidul de calciu obţinut este relativ putin solubil în apa si de aceea la stingereavarului se obtine asa-zisul lapte de var, care reprezinta o suspensie fina de Ca(OH)2 într-o solutiesaturata de hidroxid de calciu. La dizolvarea dioxidului de sulf în apa are loc si o reactie chimica din care rezulta o solutieacida, acid sulfuros.
  10. 10. SO2 + H2O = H2SO3 Reactia cu carbidul sau carbura de calciu la CaC2 duce la formarea acetilenei, substantaorganica utilizata la sudarea si taierea metalelor în suflatorul oxiacetilenic: CaC2 + 2H2O = HC +CH + Ca(OH)2 + Q. 5. UtilizariRolul apei in organism Apa reprezinta un excelent dizolvant pentru multe substanţe şi este mediul în care sedesfãşoarã cele mai multe reacţii chimice legate de metabolismul substanţelor şi deci deviaţã.Rolul apei în organismul uman este foarte mare.Chimiştii ştiu foarte bine ce se întâmplãcând vor ca douã substanţe sã reacţioneze între ele.De exemplu din carbonatul de sodiu şisulfatul de cupru (piatra vânãtã) va rezulta carbonat de cupru şi sulfat de sodiu.Dacã se amestecãcele douã pulberi pur şi simplu aceastã reacţie nu va avea loc.Este nevoie ca substanţele sã fiedizolvate în prealabil în apã pentru ca reacţia sã aibã loc. În organismul uman au loc numeroasereacţii chimice care dau naştere la cãldurã, energie şi la metabolismul necesar vieţii.Acestereacţii au nevoie de un mediu apos, altfel substanţele nu se pot desface în ioni, iar reacţiile nupot avea loc. Pe lângã aceasta apa însãşi este un lectrolit slab, care se disociazã în ion de hidrogen (H +) şihidroxil (OH-).Aceiaşi ioni au proprietãţi catalitice, ei accelerând un numãr considerabil de reacţiicare în mod normal ar dura zile întregi, în prezenţa ionilor reacţiile au loc în câteva secunde. Apa are şi proprietatea de a acumula şi de a degaja cãldurã prin evaporare.Aceste însuşiri aleapei au un rol foarte important în fiziologia termoreglãrii.La temperaturile ridicate ale veriiorganismul uman primeşte mult mai multã cãldurã decât are nevoie.Dacã cãldurã nu s-ar eliminaorganismul ar avea mult de suferit.Din fericire organismul dispune de o serie de mijloace deeliminare a cãldurii.Schimbarea apei din stare lichidã în stare gazoasã presupune o pierdere decãldurã de la corpul unde se afla apa.În corpul omenesc fiecare gram de apã evaporate de pesuprafaţa pielii (transpiraţie) la temperatura camerei înlesneşte pierderea a 580 de calorii mici. Domeniile de utilizare a apei. Apa are un rol esential în întretinerea vietii. Fara apa nu ar putea exista viata. in organismapa intra in compozitia organelor, tesuturilor si lichidelor biologice. Ea dizolva şi transportasubstantele asimilate si dezasimilate; mentine constanta concentratia sarurilor in organism si,evaporandu-se pe suprafata corpului, ia parte la reglarea temperaturii.
  11. 11. Apa contribuie la fenomenele osmotice din plante si are o deosebita importanta înprocesul de fotosinteza. Apa Potabila se deosebeste de apa distilata. În conformitate cu STAS 1342-1950, apapotabila trebuie: - Sa fie limpede, incolora, fara miros sau gust deosebit; - Sa aiba temperatura cuprinsa între 70 şi 150C si sa nu varieze mult în timpul anului; - Sa nu contina materii straine în suspensie sau germeni patogeni; - Sa contina aer şi CO2 in solutie; - Substantele dizolvate raportate la un litru trebuie sa se incadreze intre anumite limite; - Sa nu contina azotiti sau sulfuri, saruri metalice precipitabile cu H 2S sau cu (NH4)2S, cu excepţia micilor cantitati de Fe, Al, Mn.; - Sa nu contina NH3 sau fosfati care pot proveni prin contaminarea apei cu substante organice în prutefactii si nici metan. Intrebuitţările apei Apa se întrebuinţează la: - Prepararea solutiilor, fiind cel mai cunoscut solvent; - Obtinerea oxigenului si hidrogenului prin electroliza; - Prepararea celor mai importanti acizi anorganici; - Producerea energiei electrice; 6.Surse de poluare Poloarea apelor afecteaza calitatea vietii la scara planetara. Apa reprezinta sursa de viatapentru organismele din toate mediile. Fara apa nu poate exista viataCalitatea ei a inceput din ce înce mai mult sa se degradeze ca urmare a modificarilor de ordin fizic, chimic si bacteriologic. Daca toata apa de pe pamant ar fi turnata în 16 pahare cu apa, 15 şi jumatate dintre elear contine apa sarata a oceanelor si marilor. Din jumatatea de pahar ramasa, mare parte esteinglobata fie in gheturile polare, fie este prea poluata pentru a fi folosita drept apa potabila siastfel, ceea ce a mai ramane pentru consumul omenirii reprezinta conţinutul unei linguriţe. Din
  12. 12. consumul mondial de apa, 69% este repartizat agricultirii, 23% industriei si numai 8% îndomeniul casnic. Cauzele poluarii sunt : Scurgeri accidentale de reziduri de la diverse fabrici, dar si deversari deliberate a unor poluanţi; Scurgeri de la rezervoare de depozitare si conducte de transport subterane, mai ales produse petroliere; Pesticidele si ierbicidele administrate in lucrarile agricole care se deplaseaza prin sol fiind transportate de apa de ploaie sau de la irigaţii pana la panza freatica; Ingrasamintele chimice şi scurgerile provenite de la combinatele zootehnice; Deseurile si rezidurile menajere; Sarea presarata in timpul iernii pe sosele, care este purtata prin sol de apa de ploaie si zapada topita; Depunerile de poluanti din atmosfera, ploile acide. Poluantii apei sunt produsele de orice natura care contin substanţe în stare solida, lichidasau gazoasa, în conditii si în concentratii ce pot schimba caracteristicile apei, facând-odaunatoare sanatatii.

×