Chimia Mediului

I. APA(OXIDUL DE HIDROGEN )

1) In stare de vapori apa este compusa din molecule H O , neasociate, cu masa moleculara egala cu 18.IN molecula apei cei doi OA 2p ai oxigenului, ocupati cu cate un electron formeaza cu cate un OA 1s a fiecarui atom de hydrogen cate o legatura O-H.

2) In stare solida (gheata)

In reteaua cristalina a ghetei , determinata prin difractia razelor X , fiecare molecula de apa este inconjurata de alte 4 molecule , astfel incat cei 4 atomi de oxygen ai acestora formeaza un tetraedru . Fiecare atom de hydrogen al moleculei centrale formeaza o legatura de hydrogen cu cate o pereche de electroni neparticipanti a altor doua molecule de apa si fiecare pereche de electroni neparticipanti ai moleculei centrale formeaza o legatura de hydrogen cu un atom de hydrogen a unei alte molecule de apa.

In gheta atomii de oxigen au NC = 4, iar cei de hydrogen cu NC = 2.

3) In stare lichida,formata din molecule associate prin legaturi de hydrogen, este compusa din fragmente cu structura tetraedrica associate cu molecule cu structuri mai compacte, similare cu cea a cuartului sau cu structuri in forma de colivie , intalnite la hidratrii gazelor (clatrati ), care se desfac si se refac in mod continuu.

Gradul n de asociere al moleculel;or apei in stare lichida (H O) , variaza intre 2  6, existenta lor individuala fiind extreme de scurta; moleculele associate se desfac si se refac necontenit , statistic, numarul de molecule associate intr-o cantitate data de apa, ramane constant la o temperatura data.

La incalzire la 40ºC aproximativ 50%din legaturi sunt desfacute, iar in stare de vapori moleculele de pa sunt neasociate si corespund H O = 18.

Apa este incolora , inodora si insipida.In strat gros are culoare albastra .Toate anomaliile in comportarea fizica a apei se datoresc legaturilor de hydrogen.Apa formeaza cu multe substante hidrati, ce contin apa de cristalizare : K SO " 10 H O ; KAl(SO ) " 12 H O

Apa este un compus cu proprietati exceptionale.De acest fapt depinde ansamblul biochimiei, aproape toata geochimia si o mare parte a tehnologiilor chimice.

Apa are numeroase intrebuintari in industrie:solvent, reactive, mediu de reactie, agent de transport, de racier, pentru obtinerea vaporilor de apa ,etc.

Structura invelisului de electroni pentru H O se prezinta astfel:

H 1s O 1s /2s /2p

Proprietatile chimice ale apei

Datorita polaritatii si existentei a 2 perechi de electroni neparticipanti la atomul de oxygen din molecula apei,ea poate functiona ca ligant in acvo-complecsi(legaturile ionului generator de complex cu moleculele de apa pot fi legaturi ion- dipole sau legaturi donor-acceptor ).

Apa contine cele doua functii esentiale ale chimiei si poate functiona ca acid (cedeaza protoni) fata de baze tari trecand in OH ,si ca baza (accepta protoni) fata de acizii tari cu formare de H O+.o substanta care se comporta atat ca acid cat si ca baza se numeste amfotera sau amfiprotica.

Deoarece apa este amfotera ,ea poate suferi o autoprotoliza (autoionizare):

H O + H O = H O + OH

acid baza acid baza

Apa pura are o conductibilitate mica, explicate de teoria disocierii a lui Arrhenius:

H O H + HO

Apa poate fi considerata ca o baza sau un acid bazic care se disociaza astfel: