Anomaliile Apei

Extras din referat Cum descarc?

1. Introducere
Stare naturala. Apa este una din cele mai raspandite substante in natura, gasindu-se in toate cele trei stari de agregare: solida (gheata, zapada, grindina, chiciura), lichida (apa de ploaie, ape subterane, oceane, mari, fluvii, rauri, lacuri, balti etc.) si gazoasa (vaporii de apa din atmosfera si emanatiile vulcanice).
In natura nu exista apa pura. Apele naturale contin dizolvate cantitati variate de diferite substante.
APA, H2O, masa mol. 18,02, lichid incolor, de culoare albastra-verzuie in straturi groase. Are structura unghiulara (A 104,5?), care in realitate este pseudo-tetraedrica, rezultata prin hibridizare sp3, molecula de apa dispunand de doi orbitali hibrizi ocupati cu cate o pereche de electroni neparticipanti.
Timp de mai multe secole apa a fost considerata ca un element de sine statator. Abia in anul 1781, N. Cavendish a aratat ca apa se formeaza prin combinarea exploziva a hidrogenului cu oxigenul. Experienta a fost repetata in anul 1783 de A. L. Lavoisier care a realizat pentru prima data sinteza cantitativa a apei precum si descompunerea acesteia la trecerea vaporilor sai peste un fier inrosit. Compozitia in greutate a apei a fost determinata de G. Monge (1786), J. J. Berzelius si P. L. Dulong (1820), iar compozitia in volume de J. L. Gay Lussac si A. von Humboldt (1805).
Hidrogenul si oxigenul avand mai multi izotopi, apa obisnuita contine in proportie mica si combinatiile reciproce ale aces!tora : H216O ; H217O ; H218O ; HD16O ; HD17O ; HD18O; D216O ; D217O ; D218O si T2O. Prezinta un pronuntat moment electric de dipol u 1,84, fiind un bun solvent, capabil sa functioneze ca donor de electroni. Daca in stare de vapori apa este formata din molecule neasociate, in stare lichida si in gheata, ele sunt asociate prin legatura de hidrogen. Gheata cristalina are o structura afinata, cu simetrie hexagonala, analoga cu a ?-tridimitului, in care orice molecula de apa este coordinata de alte patru molecule de apa, respectiv fiecare atom de oxigen este inconjurat tetraedric de alti patru atomi de oxigen intocmai ca atomii de carbon in diamant.
Stare de agregare Culoare Miros Gust Pt Pf Densitatea la 40C Conductibilitatea electrica
Lichid Incolor(in straturi groase este albastru) Inodor Insipid 00C 1000C 1g/cm3 izolator
2. Structura moleculei de apa
In molecula de apa, nucleele celor doi atomi de hidrogen formeaza cu nucleul atomului de oxigen un unghi de 104?54?. Aceasta structura se poate explica , admitand hibridizarea sp3 a atomului de oxigen. Din cei patru orbitali hibrizi sp3 echivalenti, doi formeaza legaturi ? cu atomii de hidrogen (dH-O= 0,99 A), iar ceilalti doi sunt ocupati fiecare cu cate o pereche de electroni neparticipanti.
2.1 Structura moleculei de apa in stare solida (gheata). 
In reteaua cristalina a ghetii obisnuite, asa cum a fost determinata prin difractia razelor X, fiecare molecula de apa este inconjurata de alte patru molecule, asa incat atomii de oxigen ai celor patru molecule sa formeze un tetraedru
2.2 Structura moleculei de apa in stare lichida. 
Anomaliile proprietatilor fizice ale apei se explica prin faptul ca apa lichida nu este formata din molecule H2O independente, ci din molecule asociate prin legaturi de hidrogen.
2.3 Structura moleculei de apa in stare gazoasa 
In stare gazoasa, apa este compusa din molecule neasociate prin legaturi de hidrogen, corespunzand unei mase moleculare M = 18,02.
3. Proprietatile fizice ale apei. 
Deoarece in stare solida si lichida moleculele de apa sunt asociate prin legaturi de hidrogen, existenta acestora face ca apa sa prezinte unele proprietati anormale in raport cu masa moleculara.
Cele mai importante caracteristici fizice ale apei pure sunt prezentate in tabelul 1.
Constantele fizice ale apei (H2O) si apei grele (D2O)
Proprietati fizice Unitati H2O D2O 
Temperatura de topire K 273,16 276,96 
Temperatura de fierbere K 373,16 374,58 
Densitate la 273,16 K kg/dm3 (s) 0,9168 
kg/dm3 (l) 0,999868 
la 277,16K kg/dm3 1,0000 
la 293,16 K kg/dm3 0,998230 1,1056
Temperatura densitatii maxime K 277,16 284,76 
Caldura specifica la 288,16K kJ/kg 4,18 
Caldura de topire kJ/kg 6028 6321
Caldura de vaporizare kJ/mol 43,869 44,9576
Constanta dielectrica, ?, la 293,16 K ?/cm 80,35 79,75
Conductivitate la 293,16 K - 4?10-8 
Energia de disociere H2O<=>H+OH kJ/mol
492,8
Produsul ionic, PH20 293,16 K 
- 1?10-14 0,16?10-14

Fisiere in arhiva (1):

 Anomaliile Apei.doc