Propriedades físicas e químicas da água - Ciência - 2023

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As propriedades físicas e químicas da água são todas aquelas manifestações da água que podemos medir graças às interações de suas moléculas com elas mesmas ou com seus arredores.Mas o que é água? Água é uma substância química ou molécula formada pela união de um átomo de oxigênio (O) com dois átomos de hidrogênio (H).

Esses três átomos são mantidos juntos pela formação de ligações covalentes, ligações de tipo muito fortes e estáveis. A molécula de água tem a fórmula H₂Ou ser capaz de escrever como H-O-H. É esta molécula, suas ligações e suas interações os responsáveis por ser uma substância líquida incolor e insípida.

A água é encontrada em grande proporção distribuída por todo o planeta, entre água doce e salgada. A água é essencial para a existência de vida em nosso planeta, pois é um recurso natural muito valioso. Pode ser encontrada entre 60 a 70% nos organismos vivos, o que é uma alta proporção que lhes permite cumprir inúmeras funções.

Algumas dessas funções vitais incluem estruturais, regulatórias, como manter a temperatura corporal e regular o pH (acidez ou alcalinidade) dentro dos limites normais. Da mesma forma, a água realiza o transporte de nutrientes e resíduos nos seres vivos.

É também utilizado em diversas áreas do cotidiano produtivo, tecnológico, científico e diário do ser humano; de limpar, cozinhar alimentos, entre outros usos.

Propriedades físicas da água

As propriedades físicas da água estão relacionadas às características ou magnitudes que podem ser medidas ou determinadas ao se considerar a matéria, como sua massa, energia, entre outras.

Entre as magnitudes físicas da água estão sua cor, seu odor, as formas em que pode ser encontrada e todas aquelas que podemos determinar sem produzir reações ou alterar sua composição química.

Gosto

Ao provar um pouco de água pura, nosso paladar descobre que ela não tem sabor ou gosto. Também é inodoro ou inodoro. Devido ao processo de purificação, às vezes você pode perceber um leve cheiro que é devido a resíduos de cloro. São os minerais que conferem à água diferentes cartões de sabor.

Aparência

A água em geral é incolor e transparente quando vista em um copo de vidro. No entanto, parece ter uma leve cor azul claro quando acumulado em grandes quantidades em grandes recipientes ou quando observado em geleiras, rios ou mares.

Na verdade, a água apresenta uma certa coloração azulada pálida, cuja percepção se concentra quanto maior a quantidade de água.

Estados de água

A água é muito abundante na Terra e pode ser encontrada em qualquer um dos três estados da matéria: sólido, líquido ou gasoso. A água em temperatura ambiente é uma substância líquida, que corresponde à sua forma mais comum.

Como sólido, a água é chamada de gelo ou neve, dependendo do tamanho de seus cristais e do processo de sua formação. Já o estado gasoso se forma quando a água passa do estado líquido ao gasoso, formando o famoso vapor d'água, facilmente reconhecível na cozinha e sobre os alimentos.

Densidade

A densidade da água pura é de cerca de 1 g / cm³. Enquanto isso, a densidade da água do mar é um pouco maior devido ao sal que contém.

Ponto de congelamento

A água congela a 0 ° C. Nessa temperatura, ele passa da fase líquida para a sólida. Conforme a água congela, ela se expande. É por isso que em sua forma sólida possui uma densidade menor do que em seu estado líquido, o que torna mais fácil para o gelo flutuar na água líquida.

Além disso, esse é o motivo pelo qual quando a água da garrafa é resfriada não deve ser enchida muito, pois o gelo se expande e acaba quebrando a garrafa.

Ponto de ebulição

A água tem um alto ponto de ebulição que é 100 ° C. Deve ser submetido a muito calor para que possa esquentar e ferver ou atingir o ponto de ebulição.

A água então tem um alto calor específico, ou também chamado de capacidade calorífica, que faz com que demore a esquentar; mas também no resfriamento, ou seja, o processo necessário para perder o calor adquirido é lento.

Esta propriedade o torna muito útil em sistemas de refrigeração, em sistemas de regulação da temperatura corporal, entre outros relacionados.

Condutividade elétrica

A água é um bom condutor de eletricidade. Por mais pura que seja a água, ela sempre terá alguma quantidade de íons, o que lhe confere a propriedade de ter uma das maiores constantes dielétricas entre os líquidos não metálicos.

Coesão

As moléculas de água são mantidas juntas graças às chamadas ligações de hidrogênio: ligações fracas que são estabelecidas entre uma e outra molécula de água. Devido a este alto nível de coesão, é muito difícil comprimir a água.

Adesão

É fácil para a água aderir, por exemplo, à superfície muito limpa de um vidro, formando uma película a que chamamos de humidade ou "molhada". Além disso, a água adere rapidamente à nossa pele, por isso ficamos molhados assim que chove ou entramos em uma piscina. Caso contrário, secaríamos em segundos.

Tensão superficial

A tensão superficial é a resistência oferecida pelo líquido em sua superfície para ser penetrado. A água possui uma alta tensão superficial, produto da coesão existente entre suas moléculas, o que a faz facilmente formar gotas em vez de se espalhar livremente em uma superfície lisa.

A tensão superficial é evidente quando os insetos parecem se mover ou andar sobre a água sem afundar, e é a razão pela qual algumas folhas ou outros objetos leves podem flutuar na água.

Capilaridade

A facilidade com que a água se move para cima ou para baixo em um tubo capilar descreve a propriedade capilar da água. Esta propriedade também se deve às propriedades de alta coesão e adesão da água.

A capilaridade é utilizada pela natureza da planta para fornecer água às folhas dos ramos mais altos de uma árvore, além de facilitar sua absorção pelas raízes das plantas.

Da mesma forma, as propriedades de tensão superficial e capilaridade significam que a água é uma parte estrutural das células, que faz parte do sangue e que corre ou flui facilmente através dos diferentes vasos sanguíneos.

Ação solvente

A água pode dissolver muitas substâncias, o que é vital para os organismos vivos, uma vez que todas as reações químicas nos seres vivos ocorrem em meio aquoso. Nos organismos vivos, ele serve como um transporte de nutrientes, íons e muitas outras substâncias.

Também serve para transportar resíduos, como a uréia, que é eliminada na água pela urina. Quando uma substância se dissolve e se mistura bem com a água, é considerada hidrofílica ou solúvel em água. Se não se misturar e se dissolver bem, a substância é considerada hidrofóbica ou insolúvel em água.

Propriedades químicas da água

Propriedades ou características químicas são aquelas que ocorrem quando ocorrem mudanças na estrutura química da água. É importante, então, dar uma breve olhada em sua estrutura molecular.

Natureza química

A água é uma molécula inorgânica, pois não contém C (carbono), e sua fórmula química é H₂O. Seus átomos são unidos pelo compartilhamento de elétrons, formando ligações covalentes, ligações fortes e muito estáveis. Sua massa molar é de 18 g / mol, ou seja, um mol de água tem massa de 18 gramas.

Polaridade

A molécula de água é neutra, mas tem uma certa polaridade, pois o compartilhamento de seus elétrons não é tão eqüitativo.

À medida que o oxigênio atrai os elétrons compartilhados para si com mais força, a molécula de água fica deste lado onde está o oxigênio, com tendência a ter uma certa carga negativa; e, portanto, é deixado com uma carga parcial positiva para onde os hidrogênios estão (veja a imagem superior).

Essa polaridade facilita a união das moléculas de água entre si e a união da água com outras moléculas que também possuem diferenças de carga em sua estrutura, o que promove as propriedades físicas descritas nas seções anteriores.

Ionizacao

Espontaneamente na água líquida ocorre uma ligeira ionização ou autodissociação. Isso significa que algumas de suas moléculas são reorganizadas pela mudança de sua estrutura molecular normal, gerando novas moléculas eletricamente carregadas, como os íons hidrônio (H₃OU⁺) e hidroxil (OH^–).

Capacidade reativa

A água reage com muitas substâncias, formando uma grande diversidade de compostos químicos. Por eletrólise, a água pode ser decomposta, separando o oxigênio de seus dois hidrogênios. Esse processo ocorre quando uma corrente elétrica passa pela água. Mesmo a água em sua forma sólida também pode fazer parte de algumas reações químicas.

pH

A água pura tem um pH neutro (igual a 7), enquanto a água do mar é ligeiramente alcalina (maior que 7). A água da chuva torna-se ligeiramente ácida (pH inferior a 7) quando misturada com componentes encontrados na atmosfera, como dióxido de carbono ou CO₂, por exemplo.

Anfoterismo

A água é anfotérica, ou seja, pode se comportar como ácido ou como base dependendo do pH da solução. Esta propriedade química suporta seu papel como regulador de pH.

Referências

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