أنواع الماء في الكيمياء، وكذلك خصائص الماء. وسنذكر أيضًا مصادر المياه، وسنتحدث أيضًا عن نسبة المياه على الأرض. كما سنعرض التركيب الكيميائي للماء، وكل ذلك من خلال مقالتنا. تابع معنا.
أنواع الماء في الكيمياء
1- ماء الصنبور:
يستخدم بشكل رئيسي لتنظيف الأواني الزجاجية في مختبرات الكيمياء، لكنه لا يستخدم على نطاق واسع في إجراء التجارب لاحتوائه على شوائب مثل؛ الصوديوم والمغنيسيوم بالإضافة إلى الكربونات والمواد العضوية الأخرى.
2- الماء المقطر :
وهو الماء النقي الذي يتم الحصول عليه نتيجة تبخر الماء وتكثيف البخار. ويتم التبخر عن طريق تسخين الماء في جهاز التسخين الكهربائي أو تعريضه لدرجة الغليان، مما يؤدي إلى تبخر الشوائب. ومع ذلك، هناك عدد من الرواسب التي تتطلب درجات حرارة أعلى من نقطة غليان الماء. ويبقى بالداخل ويمكن الاحتفاظ بالماء المقطر لمدة من الزمن تحت ظروف مناسبة لاستخدامه كمحلول في بعض التحاليل.
3- الماء منزوع الأيونات:
يتميز الماء منزوع الأيونات بنقاوته التي تعادل، وأحيانا تتجاوز، الماء المقطر. تتم إزالة الأيونات عن طريق تمرير الماء من خلال راتنج التبادل الأيوني الذي يحتوي على خليط من الكاتيونات والأنيونات. ومع ذلك، فإن إزالة الأيونات لا تعني إزالة المواد العالقة أو البكتيريا.
لذلك، من الضروري معالجة الماء منزوع الأيونات من خلال الترشيح ومعالجة الكربون المنشط لإزالة الشوائب العضوية ومطابقة جودة الماء عالي النقاء.
4- المياه ذات الجودة الكاشفة :
ويمكن الحصول على هذا النوع من المياه من خلال شرائها معبأة في زجاجات تلبي مختلف المتطلبات التحليلية من الشركات التجارية، لكن هذا الخيار غير قابل للتطبيق نظراً لارتفاع تكلفته من الناحية المالية، لذا يمكن تركيب وحدات تنقية المياه المتوفرة في الأسواق، و يجب أن تعلم أن خصائص المياه المستخدمة في الكيمياء يتم تحديدها من قبل الهيئات الدولية مثل ASTM.
خصائص المياه
– الماء ليس له طعم ولا لون ولا رائحة.
– القدرة على التفاعل مع المواد الكيميائية المختلفة.
– الشذوذ، أي كثافة الكتلة، حيث أنه عندما يتجمد يزداد حجمه وتقل كثافته.
– الذوبان، حيث يتميز الماء بقدرته على إذابة العديد من المواد المتنوعة، حيث يعتبر مذيباً قطبياً.
– قوة التماسك، حيث أن جزيئات الماء متماسكة ومترابطة بدرجة عالية من القوة، وذلك لاحتوائها على روابط هيدروجينية وروابط كيميائية، فيأخذ الماء شكلاً كروياً عندما يكون سطحه متوتراً.
– سوء توصيل الكهرباء.
– التغير من حالة إلى أخرى، أي أن الماء يوجد على ثلاث حالات: الحالة الصلبة مثل الجليد، والحالة الغازية مثل البخار، والحالة السائلة مثل جريان مياه النهر.
– موصل للحرارة .
– خليط متفجر، حيث يصنف الماء كيميائيا على أنه أكسيد الهيدروجين، ويتكون عند احتراق الهيدروجين أو أي مادة تحتوي عليه مع الأكسجين.
– مستوى الرقم الهيدروجيني، إذ يتميز الماء بأنه مادة سائلة متعادلة كيميائياً.
– الملوحة، أي انتقال الماء من وسط قليل الملوحة إلى وسط عالي الملوحة.
ويتميز بكونه صلبًا وناعمًا. عندما يحتوي الماء على نسبة عالية جدًا من الأملاح المعدنية مثل الكالسيوم والكبريتات والمغنيسيوم والبيكربونات، يصبح الماء عسرًا، وعندما يحتوي الماء على نسبة منخفضة من الأملاح المعدنية يصبح ناعمًا.
– حامل للموجات الصوتية .
مصادر المياه
1- المياه الجوفية:
تشير المياه الجوفية إلى أي مصدر للمياه يقع تحت طبقة التربة. يمكن العثور على المياه الجوفية في التربة نفسها أو بين الصخور والمواد الأخرى. 3% فقط من المياه على الأرض هي مياه عذبة، و30% فقط من هذه الكمية الصغيرة موجودة كمياه جوفية.
2- المياه السطحية :
يمكن أن تشمل مصادر المياه السطحية أي مسطح مائي فوق الأرض مثل الأنهار والبحيرات والبرك. تمثل المياه السطحية 80% من المياه التي يستخدمها الإنسان.
3- مياه المحيط :
على الرغم من أن مياه المحيطات تشكل حوالي 97% من إجمالي المياه على الأرض، إلا أنها ليست مصدرًا مناسبًا لمياه الشرب ما لم تتم إزالة الملح والشوائب الأخرى.
4- الأنهار الجليدية:
70% من المياه العذبة محاصرة حاليًا في الأنهار الجليدية والقمم الجليدية. من الناحية النظرية، يمكن ذوبان الأنهار الجليدية واستخدامها، لكن كمية الطاقة اللازمة لإذابة ونقل كميات هائلة من الجليد تجعلها غير عملية اقتصاديًا. تلعب الأنهار الجليدية والقلنسوات الجليدية أيضًا أدوارًا حيوية في تنظيم مناخات الأرض ودرجات الحرارة. درجة الحرارة العالمية.
نسبة الماء على الأرض
يشكل الماء 71% من إجمالي مساحة سطح الأرض، وبحسب هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية (USGS)، فإن كمية المياه على سطح الأرض تقدر بحوالي 1,385,999,652.41 كم3 تقريباً، في حين أن الكتلة الإجمالية للمياه على الأرض تشكل 0.02% فقط من إجمالي كتلة الأرض. وذلك لأن غالبية الماء يتركز على سطح الأرض فقط.
التركيب الكيميائي للماء
يتكون جزيء الماء (H2O) من ذرة أكسجين مرتبطة بذرتين هيدروجين. ويتميز جزيء الماء بخصائصه القطبية نتيجة اختلاف الشحنات الكهربائية بين طرفيه. وذلك لأن نواة ذرة الأكسجين التي تتكون من 8 بروتونات موجبة الشحنة لها قدرة أكبر على جذب الإلكترونات مقارنة بقدرة نواة ذرة الهيدروجين التي تتكون من بروتون واحد موجب الشحنة. وبناء على ذلك تتشكل شحنة كهربائية سالبة بالقرب من الأكسجين وتتكون شحنة كهربائية موجبة بالقرب من الهيدروجين.
يتشكل الماء من خلال دورة الماء في الطبيعة، والتي تنشأ نتيجة تفاعل الغلاف الجوي والغلاف الصخري والغلاف المائي معًا. ويتفاعل الماء مع كافة مكونات هذه الأجواء ويتأثر بعواملها الطبيعية والاصطناعية. ويقوم خلال ذلك بإذابة العديد من المواد المعدنية والعضوية والغازية، بالإضافة إلى المركبات الكيميائية. نتيجة لقدرته الفائقة على إذابة مختلف أنواع المواد، فإن المكونات الكيميائية للماء تختلف من مكان إلى آخر باختلاف المواد الذائبة فيه، مما يخلق تنوعاً هائلاً في أنواعه وتركيباته الطبيعية. كما يتغير التركيب الكيميائي للمياه نتيجة تأثره بالملوثات الصناعية والأنشطة البشرية والزراعية، بالإضافة إلى عمليات معالجة المياه. والتي تختلف حسب مصدر ونوعية المياه.