15 התכונות הפיזיקליות והכימיות של מים

מים הם ללא ספק אחד המרכיבים החשובים ביותר מבחינתנו, עד כדי כך שכל צורות החיים הידועות עד כה לא היו אפשריות ללא קיומן. זה חלק מכל תא ותאי בגופנו, ועלינו לשתות לעתים קרובות על מנת לשרוד.

חשיבותם של מים היא הון, אך מעבר לכך האמת היא שלאלמנט זה יש תכונות שונות בעלות עניין מדעי. לכן לאורך מאמר זה אנו הולכים לראות תמצית קצרה של חלק מהתכונות הפיזיקליות והכימיות העיקריות של מים.

• מאמר קשור: "9 ההבדלים בין תרכובות אורגניות ואורגניות"

תכונות פיזיקליות וכימיות של מים

אלה חלק מהמאפיינים של אלמנט זה, חלקם ידועים מאוד על ידי רוב האנשים ואחרים יותר טכניים ופחות נלקחים בחשבון.

1. חסר צבע

אמנם כשאנחנו רואים את הים או נהר זה עשוי להיראות לנו שהמים עשויים להיות בצבע כחלחל-ירקרק או לפעמים חום, זה נובע מהאופן שבו הם מחזירים אור ובגלל סופג אורכי גל קצרים ביתר קלות (עם מה שקל יותר לעיניים שלנו להופיע בגוונים כחלחלים). עם זאת, איננו יכולים לתפוס שום צבע בו (אלא אם כן הוא מעורבב עם חומר אחר), בהיותו שקוף לעינינו.

2. אין לו טעם או ריח

מים הם חומר שבניגוד לאחרים, אין לו כשלעצמו טעם או ריח ספציפיים. למקרה שלמים יש לנו טעם של משהו, זה בגלל שהם הוזנחו בצורה כלשהי

(למשל הוספת חומרי טעם וריח) או מכיוון שכאשר הוא מגיע אלינו הוא גרר חלקיקים של יסודות אחרים (למשל פירות או מזונות אחרים, מינרלים, ליים, פלסטיק או מזהמים).

3. נמצא בטבע בשלוש המדינות

ישנם חומרים רבים שקשה למצוא בטבע מעבר למצב חומר ספציפי. עם זאת, במקרה של מים אנו יכולים לצפות בהם בקלות בכל אחת מהמדינות: המים הנוזלים של הים, נהרות וגשם, בצורה גזית ניתן להבחין בו כאדי מים ובצורה מוצקה ניתן למצוא אותו כקרח שֶׁלֶג.

4. בעל טמפרטורת טרנספורמציה קבועה

למרות שניתן לערבב מים עם חומרים אחרים, האמת היא ברמה הפיזית אנו יכולים לשקול כיצד אלמנט זה תמיד מתאדה או קופא באותה טמפרטורה, עם נקודת קפוא על 0 מעלות צלזיוס ונקודת רתיחה של 100 מעלות צלזיוס.

5. מורכב ולא אלמנט

אף על פי שמים נחשבים לאחד היסודות הבסיסיים עוד מימי קדם, האמת היא שכפי שהנוסחה הכימית שלהם מציינת, H2O, איננו עוסקים באלמנט עצמו אלא בתרכובת בה כל מולקולה מורכבת משני אטומי מימן הקשורים לאטום אחד של חַמצָן.

6. זה ממס

אולי המילה ממס משמשת בדרך כלל ברמה העממית עבור סוגים אחרים של חומרים, אך האמת היא שמים אכן פועלים ככאלה ברמה כימית. וזהו חומרים רבים מתמוססים במגע עם H2O, בהיותם המים המסוגלים לשנות את מבנהם ותכונותיהם.

למעשה, זהו ממס כמעט אוניברסלי עבור חומרים קוטביים (כלומר של אותם חומרים אשר מולקולות בעלות קוטב חיובי בקצה אחד וקוטב שלילי בקצה השני), כמו אלכוהול או אתה יוצא. מחוץ לתגובות כימיות במעבדה, מאפיין זה חיוני להסבר, למשל, על תפקודם של תאים חיים בגופנו.

• יכול להיות שאתה מעוניין: "5 סוגי הקשרים הכימיים: כך מורכב חומר"

7. בעל מטען חשמלי ניטראלי

לאטומים של מולקולת מים יש מטען חשמלי ניטרלי, אם כי אין פירוש הדבר שלמרכיביו אין מטען, אלא שהוא מאוזן בדרך כלל. באופן כללי, כל מולקולה מורכבת מתריסר פרוטונים ואלקטרונים, בהם האלקטרונים מרוכזים קרוב לחמצן. א) כן, סביב חמצן המטען החשמלי נוטה להיות שלילי יותרבעוד שהוא ליד מימן הוא חיובי יותר.

8. צפיפות יציבה

באותו אופן בו בדרך כלל קבועות נקודות הקפאה ורתיחה, מים מאופיינים גם בשמירה על צפיפות יציבה מאוד ללא קשר למצבם הסביבתי. מים טהורים ללא כל רכיב אחר (כלומר מזוקק) הם בעלי צפיפות של 1 ק"ג / ליטר.

עם זאת, בדרך כלל כאשר הוא במצב נוזלי בטמפרטורה של סביב 20 מעלות צלזיוס, יש לו צפיפות של 0.997-0.998 ק"ג / ליטר. במקרה של קרח, צפיפותו בדרך כלל היא 0.917 ק"ג / ליטר.

9. קשה לדחוס

דחיסת נפח מסוים של מים היא מורכבת ביותר (אם כי לא בלתי אפשרית) מכיוון שלחומר זה יש רמה גבוהה לכידות (כלומר, למולקולות שלה יכולת גבוהה להישאר מאוחדות זו לזו עקב הקשר החזק ש לְבַצֵעַ).

10. זה נדבק

המים נרטבים. ביטוי זה, למרות שהוא עשוי להיראות מובן מאליו ואף מגוחך, מדבר על תכונות פיזיות אחרות של היסוד הנוזלי: היכולת להיצמד למשטחים וחומרים אחרים.

11. מוליכות חשמלית נמוכה

כנראה שמענו מדי פעם מישהו שחשמל או עבר תאונה ביתית כאשר מים באים במגע עם אלמנט חשמלי. כפי שרובכם יודעים, תאונות מסוג זה הן אמיתיות ומסוכנות מאוד.

עם זאת, יש לזכור כי האחראי עצמו אינו באמת המים, אלא המלחים השונים ורכיבים אחרים שהוא נושא עמו. למעשה, מים מזוקקים או טהורים אינם מוליכים חשמל אלא מבודדים, מכיוון שאין להם אלקטרונים חופשיים שיכולים להוביל אותם.

חשוב לציין שאנחנו מדברים על מים מזוקקים שבהם אין יותר ממולקולות מים: המים שאנו שותים איתם אנו אנו מתקלחים ומתרחצים ומה שאנו מוצאים בנהרות ובים מוליך חשמל מכיוון שהוא מכיל כמות גדולה של מינרלים ורכיבים אחרים בעלי פוטנציאל נהג.

12. יחסית נייטרלי ph

מאפיין נוסף של מים הוא שבאופן כללי ובממוצע הם נוטים להיות בעלי pH ניטרלי או כמעט ניטרלי, ומתנודדים בין pH ל- 6.5 ל- 8.5 (pH ניטרלי לחלוטין יהיה 7). זה מרמז כי בדרך כלל מים יכול להיות מעט חומצי או מעט בסיסי, אך אלא אם כן מידת החומציות שלו היא מניפולציה או מעורבבת עם חומרים אחרים, מולקולות מים טהורים בדרך כלל כמעט ניטרליות.

13. השתתף במספר תגובות כימיות

היבט נוסף של מים שיש לקחת בחשבון הוא רמת האינטראקציה הגבוהה שלהם עם אלמנטים אחרים, כגון דרך המייצרת תגובות כימיות שונות והופכת לחלק מתהליכים שונים או חומרים.

לדוגמא, כפי שכבר ראינו, הוא מסוגל להמיס חומרים קוטביים, כמו גם להגיב עם תחמוצות בסיסיות וחומצות ליצירת תרכובות כמו סידן הידרוקסיד או חומצה גופרתית. גַם יכול ליצור תגובות שונות על סוגים שונים של מתכות, ומשתתף בתהליכים כמו חמצון או יצירת הידרטים.

14. מתח פנים גבוה

מאפיין זה מתייחס ל הכוח הדרוש להתגברות על כוח המשיכה בין מולקולות מים ברמת פני השטח.

הערך הגבוה שלהם (במקרה של מים ערך זה הוא 72.8 dyne / cm) אומר בדרך כלל שכאשר אנו עומדים מול משטח מים רגוע נוטה להישאר יציב, דבר שמקשה על שבירת צורתו אם לא מפעילים כוח רַב. לכן עלים או חפצים אחרים נוטים לצוף למעלה מבלי ליצור שינוי מוגזם בצורת המשטח.

15. לווסת את הטמפרטורה

מאפיין מעניין וידוע נוסף של מים הוא יכולתם לווסת את הטמפרטורה. והאם המים מסוגלים לשמור על חום, דבר שגורם להם להתקרר לאט יותר מחומרים אחרים. לוקח גם זמן רב יותר להתחמם. אנו רואים דוגמא בהשפעה שיש לים על טמפרטורת החוף, בדרך כלל מתונה יותר מאשר בפנים הארץ.

הפניות ביבליוגרפיות:

• מרין גלוויין, ר. (2010). מאפיינים פיזיים, כימיים וביולוגיים של המים. בית הספר לארגון תעשייתי. [באינטרנט]. אפשר להשיג ב: https://www.eoi.es/es/savia/publicaciones/19900/caracteristicas-fisicas-quimicas-y-biologicas-de-las-aguas.
• מרין גלוויין, ר. רודריגס מלאדו, ג'יי.אם. (1999). פיזיקוכימיה של מים. מערכת דיאז דה סנטוס.
• פלז סנטפה, מ. (2009). המצב הנוכחי של מעמד הטיהור הביולוגי. הסבר על השיטות והראיות. Escola d'Enginlería de Barcelona- E.T. תעשייה, המתמחה בכימיה תעשייתית. האוניברסיטה הפוליטכנית בקטלוניה [באינטרנט]. אפשר להשיג ב: http://hdl.handle.net/2099.1/6263.