apă

Apa sau apa (formula chimică H₂O, după numele tradițional oxid de hidrogen, nume sistematic mai nou oxidan^[1]) este compus chimic hidrogenului și oxigenului. Este condiția de bază pentru existența vieții pe Pământ. La temperatura și presiunea normale este o lichidă fără culoare, transparentă lichidă fără miros și gust. În natură se găsește în trei stări: solidă (zăpadă, gheață), lichidă (apa) și gazoasă (vapori de apă).

Este cel mai răspândit material pe suprafața Pământului. Este o componentă esențială a biosferei și are, alături de pământ importanță primordială pentru asigurarea hrănilor omenirii. Ocupă 70% din corpul uman și este necesară pentru plante și animale.

Este componenta de bază a biomasei, principalul agent de transport al nutrienților, pentru absorbție și eliminare.
Pentru plante este important nu doar volumul total anual, ci și apariția și distribuția în perioada vegetativă în funcție de fazele de creștere.
Pentru multe animale apa este mediul de viață direct

Structura apei

Apa reprezintă compus chimic al a două atomi hidrogen (H) și un atom de oxigen (O). Atomii în molecula apei sunt legați printr-o simplă legătură covalentă polară . Legăturile de hidrogen intermoleculare sunt cauza temperaturii ridicate de fierbere a apei 100 °C.
Apa se găsește în natură în stare gazoasă, stare lichidă și în stare solidă.
Datorită caracterului său dipolar, apa este un bun solvant pentru compuși ioni.

Tipuri de apă

După conținutul de substanțe minerale dizolvate

Băută - conține o cantitate mică de substanțe minerale dizolvate
Destilată – este lipsită de substanțe minerale
Moale – conține puține substanțe minerale
Hard – din surse subterane sursă, conține mai multe substanțe minerale
- Minerală – După conținutul total de substanțe minerale dizolvate (SD) se împarte în:
  - foarte slab mineralizată (cu conținut SD până la 50 mg/l)
  - slab mineralizată (cu conținut SD 50 – 500 mg/l)
  - moderal mineralizată (cu conținut SD 500 – 1500 mg/l)
  - puternic mineralizată (cu conținut SD 1 500 – 5 000 mg/l)
  - foarte puternic mineralizată (cu conținut SD 5 000 – 15000 mg/l)
  - sărături (cu conținut SD peste 15000 mg/l)^[2].

După scopul utilizării

Utilizare – în fabricile industriale (se reduce duritatea apei și se elimină Ca²⁺ și Mg²⁺), în industria alimentară este necesară dezinfectarea apei (clorare, ozonare, iradiere cu radiație ultravioletă)
De alimentare – apa pentru cazane cu abur, fără săruri minerale, pentru a nu apărea incrustații care blochează conductele
Potabilă – este potrivită pentru utilizare zilnică, este curățată de impurități, conține o cantitate echilibrată de substanțe minerale astfel încât să nu afecteze sănătatea
Apa uzată -Apa uzată este apă contaminată, care apare în industrie, în agricultură, în gospodării, spitale, laboratoare etc. Se curăță în stații de epurare a apei uzate. Fabricile mari au stații proprii de epurare a apei uzate. Comunitățile trimite apa uzată la stațiile de epurare a apei uzate cele mai apropiate

După apariție

suprafață (lacuri, mări, oceane,...)
subterană - minerală
precipitații (ploaie, zăpadă,...)

Proprietăți

Fizice

Tensiune superficială – este cauza fenomenelor capilare, cum ar fi ascensiunea apei în capilarele pământului și roci, capacitatea de udare, formarea spumei, etc.
Densitate – crește de la 0 °C până la temperatura de 3,98 °C, apoi scade la temperaturi mai mari
Vâscozitate – împreună cu densitatea influențează în mod semnificativ comportamentul hidraulic al apei. De la valoarea ei depinde, de exemplu, viteza filtrării apei nisipului, viteza sedimentării. Scade odată cu creșterea temperaturii.
Conductibilitate electrică – depinde de concentrația ionilor, de mobilitatea lor și de temperatură. Conținutul de săruri și gaze dizolvate crește conductibilitatea apei.
Căldură specifică – suprafețele mari de apă, cum ar fi lacurile, mările, oceanele contribuie la reglarea temperaturii pe Pământ.
Alte proprietăți
- Absorbție luminii
- Radioactivitate apei
- Modificările stărilor apei

Chimice

Sunt determinate de conținutul de substanțe dizolvate în apă.

Senzoriale

Le putem determina cu ajutorul organelor de simț umane. Temperatura, culoarea, turbiditatea, transparența, mirosul și gustul.

Curiozități

Anomalia apei – la temperatura de 3,98 °Celsius are cea mai mare densitate. Pe baza acestei proprietăți pot supraviețui animalele acvatice iarna sub suprafață, deoarece apa nu îngheață până la fund.
La trecerea din starea lichidă în starea gazoasă își mărește volumul de 1 700 de ori, realizând astfel o lucrare de volum.
22 martie este declarat Ziua Mondială a apei (World Water Day)

Apa în natură

Apariție

Apa se găsește liber în natură în toate cele trei stări.

Stare solidă

Apa se găsește în forma gheaței și zăpezii la înălțimi mari deasupra nivelului mării, iar înălțimea la care gheața se găsește natural cu zăpada se reduce treptat spre poli. Practic întreaga suprafață Antarctidei și Arcticii este acoperită de gheață în mare parte a anului. De asemenea, zăpada și gheața se găsesc în cantități mari în fusul temperat în perioada iernii, când apa lichidă îngheață spontan și precipitațiile sunt sub formă de zăpadă.

Stare lichidă

Apa se găsește în cantitatea cea mai mare în starea lichidă. Se găsește în mod obișnuit în forma lacurilor, râurilor, iazelor, oceanelor și mărilor, se găsește în pământ și în zări umede. Majoritatea apei se găsește în oceane sub formă de apă sărată, acoperind 71% din suprafața lumii.

Stare gazoasă

Vaporii de apă se găsesc în atmosferă și reprezintă între 1 și 4 procente.

Stare cuantică (denumire temporară)

Cel mai nou starea apei descoperită, care arată semnele unui sistem cuantic. A fost găsită în natură în canale foarte mici cu secțiune hexagonală în interiorul minereului beryl, ale cărui varietăți sunt pietrele prețioase aquamarine și smaragd.

Simplu spus, putem spune că efectul tunel constă în faptul că o particulă (în acest caz o moleculă întreagă de apă) poate trece peste o barieră, adică trece prin tunel prin ea și poate fi simultan pe ambele părți ale ei, sau orice parte în interiorul barierei.^[3]

Ciclul apei în natură

Mai multe informații în articolul principal: Ciclul apei

Pământul primește radiații din Soare, suprafața pământului se încălzește, apa se transformă în abur, care ajunge în atmosferă. În atmosfera mai rece, vaporii de apă se condensează, formând norii, care cad pe suprafața pământului în formă lichidă sau solidă și încep să curgă imediat pe suprafață sau să pătrundă în ea. O parte din precipitații se evaporă și continuă ciclul.

Poluarea apei

Apa este degradată de substanțe chimice, produse petroliere, metale grele, deșeuri radioactive, ape uzate. Printre cele mai mari surse de poluare se numără producția de celuloză și hârtie, prelucrarea petrolului – hidrocarburi petroliere cauzează probleme de miros și gust ale apei.

Utilizarea de către oameni

Oamenii folosesc apa potabilă pentru nevoile zilnice. Pentru apa potabilă este necesară tratarea apei de suprafață (în stațiile de apă). În primul rând se lasă să se depună substanțele solide, apoi se adaugă substanțe chimice în apă. Acestea formează cu impuritățile o suspensie, se formează grăuncioase, care se depun la fund. Astfel, apa tratată trece printr-un filtru de nisip. Filtru prinde grăuncioasele neînregistrate și alte impurități. Nu prinde însă de exemplu uleiuri, culori.

Funcția apei

biologică – hrănirea oamenilor, faunei, florii, factor climatic și pământesc
sanitară – igiena personală și publică a omului, curățare, eliminare a deșeurilor, încălzire, climatizare, etc.
culturală și estetică – decorarea țării