الخصائص الفيزيائية للمياه. وسنتحدث أيضًا عن حالات الماء وما هي أهم خصائص الماء النقي. سنتحدث أيضًا عن الخواص الكيميائية للماء. كل هذه المواضيع يمكنك العثور عليها في مقالتنا.
الخصائص الفيزيائية للمياه
1- الماء في حالته النقية له درجة حموضة متعادلة، ونتيجة لذلك فإن الماء النقي ليس حامضيا ولا قاعديا، ويتغير الرقم الهيدروجيني للماء عندما تتحلل المواد الموجودة فيه، حيث أن المطر له درجة حموضة طبيعية تبلغ حوالي 5.6 لأنه يحتوي على الكربون المشتق. ثاني أكسيد. الطبيعي وثاني أكسيد الكبريت.
-2 يتميز الماء بالحرارة النوعية العالية . الحرارة النوعية هي كمية الطاقة اللازمة لتغيير درجة حرارة المادة. ونظرًا لأن الماء له حرارة نوعية عالية، فإنه يمكنه امتصاص كميات كبيرة من الطاقة الحرارية قبل أن يبدأ في التسخين. وهذا يعني أيضًا أن الماء يطلق الطاقة الحرارية ببطء عندما تتسبب الظروف في تبريده، كما أن ارتفاع درجة حرارة الماء يسمح لمناخ الأرض بالاعتدال ويساعد الكائنات الحية على تنظيم درجة حرارة أجسامها بشكل أكثر فعالية.
3- يوصل الماء الحرارة بسهولة أكبر من أي سائل باستثناء الزئبق. هذه الحقيقة تجعل المسطحات الكبيرة من الماء السائل مثل البحيرات والمحيطات تتمتع بدرجة حرارة عمودية موحدة بشكل أساسي.
-4 تتواجد جزيئات الماء في صورة سائلة على نطاق مهم من درجات الحرارة من 0 إلى 100 درجة مئوية، وهذه المجموعة تتيح لجزيئات الماء أن تكون سائلة في معظم الأماكن على كوكب الأرض.
5- يعتبر الماء من المواد عالية المذيبات، وهو قادر على إذابة عدد كبير من المركبات الكيميائية المختلفة. تتيح هذه الميزة للمياه حمل العناصر الغذائية المذيبة في الجريان السطحي وتدفق المياه الجوفية وفي داخل الكائنات الحية.
ظروف المياه
1-الحالة الصلبة
يتم تخزين نسبة 2.8% من المياه العذبة، أي حجم 30,100,000 كيلومتر مكعب، على شكل أنهار جليدية أو على شكل ثلج، وبحسب الارتفاعات ودرجات الحرارة، يحدث هطول الأمطار على شكل ثلج أو أمطار.
الثلج هو مجرد حاجز، ويجب أن يختفي عندما يسخن. عندما ترتفع درجة الحرارة هناك حالتان: إما أن يعود الثلج مباشرة إلى الغلاف الجوي عن طريق التبخر، وتسمى هذه العملية بالتسامي، أو أن كتلة الثلج تذوب ببطء، مما يسمح للمياه باختراق الأرض أو التدفق إلى الأنهار.
2- الحالة الغازية
تعرف الحالة الغازية بأنها تحول الماء من الحالة السائلة إلى بخار، وهي من الحالات التي تكون فيها جزيئات الماء أكثر اضطرابا ولا تتأثر بقوى الجاذبية. تتم عملية التبخر من المسطحات المائية والتربة الرطبة عن طريق استخلاص الماء بواسطة جذر النبات من التربة ومن ثم النتح. هذا ماء من أوراق النباتات.
ثم يمر الماء المتبخر عبر الغلاف الجوي كبخار غير مرئي، ويمكن أن يبقى لمدة ثمانية أيام في المتوسط. ثم يتكاثف بخار الماء على شكل سحب عند درجة معينة من البرودة، ثم تتساقط بعد ذلك على شكل قطرات مطر على القارات والمحيطات.
3- دورة الماء في الغلاف الجوي
دورة الماء تكون على شكل بخار، مدتها قصيرة جداً ولكنها مع ذلك حيوية، لأن بخار الماء الذي يكون منشأ 520 كيلومتر مكعب من الأمطار سواء على شكل أمطار أو ثلج أو برد، هو الذي يغذي المياه العذبة الاحتياطيات. أما بالنسبة للكتلة الكلية للغلاف المائي، فإن بخار الماء لا يمثل إلا كمية صغيرة جدًا لأنه يساوي 0.001% من إجمالي الماء.
4-الحالة السائلة
يعد السائل من أكثر حالات الماء وفرة على وجه الأرض، حيث يمثل الماء العذب 2.8% فقط من إجمالي المياه في العالم، وهي نسبة قليلة. بينما يمثل الجليد القطبي 2.15%، و0.63% من المياه الجوفية، و0.019% من المياه السطحية التي تمثل البحيرات والأنهار.
0.001% المتبقي للغلاف الجوي. ومع ذلك، فمن الصعب جدًا على البشر الوصول إلى المياه العذبة الموجودة في الأنهار الجليدية. أما المياه الموجودة في البحار والمحيطات والتي تمثل 90% من الغلاف المائي وتغطي أكثر من 71% من سطح الأرض فهي مياه مالحة.
خصائص الماء النقي
1- كمية الماء المحفوظة على سطح الأرض تقريباً. فما يتبخر يعود ليسقط على شكل أمطار، وما تستهلكه الكائنات الحية أو الصناعة يتحول إلى مياه صرف تحتاج إلى دورة تنقية في الطبيعة لتعود وتختلط بالمياه الموجودة على سطح الأرض.
2- يتميز الماء بانحرافه عن قاعدة الانكماش مع زيادة التبريد تحت درجة حرارة 4 درجات مئوية. تتقلص كل مادة أو عنصر بالتبريد المستمر. 3- ينقبض الماء مع التبريد حتى تصل درجة برودته إلى 4 درجات مئوية، وبعدها يبدأ بالتمدد مع البرودة.
4- الماء مادة متعادلة، حيث أن الرقم الهيدروجيني لها هو 7، وهي درجة التوازن بين الحموضة والقاعدية. الماء ليس أساسيا ولا حمضيا.
5- الماء النقي عديم اللون، وشفاف جداً، ولا طعم له على الإطلاق، وعديم الرائحة.
الخصائص الكيميائية للمياه
1- يعتبر المركب الوحيد الذي لا يحترق ولا يساهم في الاحتراق.
2- مركب مستقر كيميائيا .
3- يتحلل كهربائياً ليعطي الأكسجين والهيدروجين.
يتفاعل مع المعادن على النحو التالي:
1- المعادن التي تتفاعل عند تسخينها مع بخار الماء مثل: الزنك والمغنيسيوم.
2- المعادن التي تتفاعل مع الماء البارد مثل: الصوديوم، والكالسيوم، والبوتاسيوم.
3- تميل جزيئات الماء إلى التفاعل كمجموعات مترابطة، وليس كجزيئات منفصلة، كما تحتوي هذه المجموعات على فراغات.
4-خاصية الحياد الحمضي، حيث أن مركب الماء متعادل كيميائيا، ولا يمكن اعتباره مادة حمضية، أو اعتباره مادة قاعدية، وحموضته أو قاعدته تساوي سبعة.