الخواص الفيزيائية والكيميائية للماء

الخواص الفيزيائية والكيميائية للماء

الماء

يُعرف الماء بأنه المادة المكونة من عناصر الهيدروجين، والأكسجين، والذي يمكن أن يتواجد في جميع حالات المادة الغازية، والسائلة، والصلبة، ويكون في درجة حرارة الغرفة سائلاً، ولا طعم له، أو رائحة، أما بالنسبة للونه فإنه يظهر عديم اللون عند وجود كميات قليلة منه، وواقعياً فإنه يظهر بلون أزرق نقي نتيجة امتصاصه للضوء بأطوال موجية حمراء بشكل طفيف، ويمتلك الماء القدرة على إذابة العديد من المواد، مما يجعله ضرورياً لحياة الكائنات الحية المختلفة، إذ تعتمد هذه الكائنات على العديد من المحاليل المائية كالدم، والعصارة الهضمية.

عدّ أرسطو الماء واحداً من العناصر الأساسية الأربعة إلى جانب الأرض، والهواء ، والنار، وقد ظل الاعتقاد بأنه أساسي لمدة تصل إلى أكثر من ألفي سنة، حيث أظهرت التجارب التي تمت في النصف الثاني من القرن الثامن عشر أنه عبارة عن مركب يتكون من الأكسجين والهيدروجين. يغطي الماء أجزاءً كبيرة من سطح الأرض ، حيث تشكل المياه في المحيطات نسبة 97.25%، بينما تشكل الأنهار الجليدية والأغطية القطبية نسبة 2.05%، مع وجوده بتوازن في بحيرات الماء العذب، والأنهار، والمياه الجوفية، وبسبب التزايد في عدد السكان في العالم زاد الطلب على المياه النقية العذبة، لذا أصبح هناك اهتمام كبير في مجال تنقية الماء، وإعادة تدويره.

الخواص الفيزيائية للماء

للماء العديد من الخصائص الفيزيائية ، ومن أهمها ما يأتي:

  • الحرارة النوعية العالية: تُعرف الحرارة النوعية بأنها كمية الطاقة اللازمة لتغيير درجة حرارة المادة ، ويمتلك الماء حرارة نوعية عالية، أي أنه يلزمه كمية كبيرة من الطاقة حتى تتغير حرارته بارتفاع، كما أنه يُطلق الطاقة الحرارية بشكل بطيئ عندما يتم تبريده، وتفيد الحرارة النوعية العالية للماء في العديد من الحالات كاعتدال المناخ في الأرض، ومُساعدة الكائنات الحية على تنظيم درجة حرارة أجسامها بصورة فعّالة أكثر.
  • التمدد: يمتلك الماء خاصية التمدد عندما يتم تجميد جزيئاته، حيث تصبح لكتلة هذه الجزيئات حجماً أكبر بنسبة تصل إلى 9%، وتكون الكثافة القصوى للماء العذب عندما تساوي درجة حرارته أربع درجات مئوية تقريباً، ويعد الماء المادة الوحيدة في هذا الكوكب التي لا تكون كثافة كتلتها القصوى عندما تكون المادة متجمدة وصلبة.
  • التوتر السطحي: يمتلك الماء خاصية التوتر السطحي (بالإنجليزية: Surface Tension)، والتي تعطيه القدرة على حمل الأشياء الصغيرة نتيجة وجود الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء المتجاورة، والتي تشكل طبقة رقيقة على السطح.
  • الخاصية الشعرية: تتكون الخاصية الشعرية (بالإنجليزية: Capillary action) في الماء نتيجة التوتر السطحي فيه، والتي من الممكن رؤيتها في النباتات مثلاً عند امتصاصها للماء من التربة ، إذ تلتصق جزيئات الماء بسطح أنابيب المياه الداخلية لها، مما يؤدي إلى محاولة تسطيحها بفعل التوتر السطحي، الأمر الذي يسبب ارتفاع الماء في النبات لتتماسك فيما بينها من جديد، وتستمر هذه العملية لتشكيل كمية كافية منه تسبب سحبه بفعل الجاذبية.

الخواص الكيميائية للماء

للماء العديد من الخواص الكيميائية، ومن أهمها ما يأتي:

  • قطبية الجزيئات: يحمل جزيء الماء شحنةً متعادلة بشكل عام، وعلى الرغم من ذلك فإن أيون الهيدروجين فيه يميل إلى أن يحمل الشحنة الموجبة جزئياً، أما أيون الأكسجين فيحمل الشحنة السالبة بشكل جزئي، مما يكون رابطةً كهروستاتيكية بين الأيونين ، أو الجزيئات القطبية (بالإنجليزية: polar molecule)، وتعرف بالرابطة الهيدروجينية.
  • الطبيعة الأمفوتيرية: يمتلك الماء طبيعةً أمفوتيرية متذبذبة ( بالإنجليزية: Amphoteric Nature)، والتي تعني قدرته على التصرف كحمض (مُعطٍ للبروتون)، أو قاعدة (مستقبل للبروتون)، ويتصرف الماء كحمض للقواعد الأقوى منه، ويعد قاعدةً للأحماض الأقوى منه، ويبين التفاعل الآتي تصرف الماء كقاعدة مع حمض HCL:
-H2O (l) HCl (aq) ⇌ H3O Cl
أما التفاعل الآتي فيمثل تصرف الماء كحمض مع القاعدة NH 3:
-H2O (l) NH3 (aq) ⇌ NH4 OH
  • الإذابة: يمتلك الماء قدرة إذابة عالية لعدد كبير من المركبات الكيميائية المتعددة، مما يضيف له ميزة احتواء المغذيات المذابة المختلفة كاحتوائها في المياه الجوفية، أو الكائنات الحية ، أو المياه الجارية.
  • التعادل الحمضي: يكون الماء في الحالة النقية متعادلاً، أي أنه لا يكون حمضياً، أو قاعدياً، وقد تتغير درجة حموضة الماء PH عندما تتحلل المواد فيه، فمثلاً يمتلك المطر في الحالة الطبيعية له درجة حموضة تساوي 5.6 تقريباً، وذلك بسبب احتوائه على ثاني أكسيد الكربون المشتق، وثاني أكسيد الكبريت.
  • التبخر: يمتلك الماء خاصية التبخر (بالإنجليزية: Vaporation)، والتي يمكن الحصول من خلالها على إجمالي محتوى ما فيه من المواد الصلبة العالقة، والذائبة، ويكون ذلك بواسطة تبخير عينة من الماء، ووزن المواد الجافة الباقية، ووزن المخلفات على ورق الترشيح، وتساوي الكمية المسموحة للمواد الصلبة الموجودة في الماء حوالي 500 جزء في المليون منها.
  • محتوى الكلوريد: يعد محتوى الكلوريد في الماء إحدى الخصائص الكيميائية له، والذي يجب ألا يزيد عن 250 جزء في المليون للمياه المعالجة، ويمكن قياس محتوى الكلوريد في الماء بشكل دقيق عن طريق معايرته باستخدام محلول نترات الفضة القياسي عن طريق كرومات البوتاسيوم كمؤشر.
  • التماسك: يمتلك الماء خاصية التماسك (بالإنجليزية: Cohesion) التي تعد خاصيةً رئيسية فيه، والتي توجد بفعل قطبية جزيئاته، حيث تنجذب جزيئات الماء إلى بعضها البعض لتتكون الروابط الهيدروجينية بينها، وبسبب تماسك الماء يبقى سائلاً عند درجات الحرارة الطبيعية، ولا يتبخر إلى غاز، ويتسبب التماسك أيضاً في زيادة التوتر السطحي له.
7علوم
مزيد من المشاركات
ما هي فوائد الشاي الأخضر والزنجبيل والنعناع

ما هي فوائد الشاي الأخضر والزنجبيل والنعناع

الشاي الأخضر والزنجبيل والنعناع يعتبر الشاي المشروب الأكثر استهلاكاً بين المشروبات في العالم بعد الماء، وبالرغم من ذلك، فإنّ 78%‏ من الشاي المستهلك في جميع أنحاء العالم هو الشاي الأسود، وحوالي 20% من الشاي الأخضر، ولقد استهلك الشاي الأخضر الأصلي في كلّ من الصين والهند، وعرف بفوائده الصحية على مدى قرون ماضية في العالم ككلّ، حتى اكتسب مؤخراً شعبيّة في الولايات المتحدة الأمريكية. إنّ النعناع هو نبات عشبي ينتمي لأكثر من عشرة أنواع من النباتات التي تنتمي لنفس جنس النعناع وتمتلك نفس خصائصه، إذ يعرف
أسرع وأسهل طريقة لمنع تساقط الشعر

أسرع وأسهل طريقة لمنع تساقط الشعر

طرق طبية لمنع تساقط الشعر يوجد العديد من الطرق الطبية، والعمليات الجراحية التي تُساعد على علاج تساقط الشعر، وتعزيز نموه، ومنها: المينوكسيديل: يُعدّ هذا العلاج من الأدوية التي لا تستلزم وصفة طبية، إذ يُوضع على فروة الرأس مباشرةً؛ لعلاج مشكلة تساقط الشعر. الفيناسترايد: يُوصف هذا العلاج للرجال فقط، ويؤحذ عن طريق الفم. زراعة الشعر: إذ يمكن اللجوء إلى إجراء جراحة لزراعة الشعر، وتعدّ هذه الطريقة من العلاجات المناسبة للأشخاص الذين يعانون من الصلع الوراثي، الذي يتمثل بفقدان الشعر في منطقة مقدمة الرأس،
مفهوم رياض الأطفال

مفهوم رياض الأطفال

مفهوم رياض الأطفال تُعرف رياض الأطفال بأنّها برنامج يأتي ما قبل المدرسة في فترة الطفولة المبكرة، يدمج ما بين التعليم واللعب، يُديره مجموعة من المدربين والمؤهلين مهنياً، وتتراوح أعمار الأطفال الذين يُسجلون في رياض الأطفال ما بين ثلاث إلى خمس سنوات، حيث تُركّز رياض الأطفال على تطوير مهارات الطفل وتعليمه. التعليم في رياض الأطفال تتعدد وسائل التعليم لرياض الأطفال ، ويوجد مجموعة من الأمور التي يتعلمها ويكتسبها الطفل في تلك المرحلة، ومنها ما يأتي: التنمية الاجتماعية والعاطفية: يتعلم الطفل في مرحلة
أسباب وسواس الموت

أسباب وسواس الموت

وسواس الموت وسواس الموت من الأمراض النفسيّة التي تُسبّب الأذى للشخص، وقد تُسبّب الأمراض الجسدية عندما تتقدّم الحالة بالشخص المصاب؛ ففي هذا الوسواس يُفكّر الشخص كثيراً بالموت وتبعيّاته وكلّ ما يتعلّق به، ممّا يُعيق قدرته على ممارسة حياته بشكلٍ طبيعي. ينقسم الوسواس القهري إلى ثلاثة أنواعٍ: وسواس الموت المنفرس: حيث يُفكّر الشخص في هذا النوع بأفكار القتال والطيران، وتكون فكرة البقاء على قيد الحياة هي الفكرة الوحيدة التي تُسيطر على عقله. افتراس وسواس الموت: يظهر هذا النوع من الوسواس عند مهاجمة
عيد استقلال لبنان

عيد استقلال لبنان

تاريخ عيد استقلال لبنان حصلت دولة لبنان على استقلالها في تاريخ الثاني والعشرين من شهر تشرين الثاني من عام 1943م، ويتم الاحتفال بهذا اليوم لإحياء ذكرى تحرير لبنان من الانتداب الفرنسي، وتكريماً للأشخاص الذين بذلوا الكثير للحصول على الحرية، ويعد هذا اليوم يوم عطلة في لبنان، وتشهد فيه العاصمة بيروت معظم النشاطات، كما تحدث فيه الاحتفالات ، ويمكن فيه مشاهدة موكب ضخم يعرض شخصيات عسكرية لبنانية. الاستعمار الفرنسي في لبنان كانت لبنان تحت السيطرة العثمانية في الفترة الممتدة بين 1516-1918م، ثم احتلت
أمثلة على الإسترات

أمثلة على الإسترات

أمثلة على الإسترات إنَّ مركبات الإسترات مختلفة ويتم استخدامها على نطاق تطبيقات متعددة ونُدرج منها التالي: بوتيل البنتيل يُعرف مركب بوتيل البنتيل (بالإنجليزية: Pentyl butyrate) أيضاً باسم بوتانيت البنتيل (بالإنجليزية: Pentyl butanoate) أو أميل بوتيرات (بالإنجليزية: Amyl butyrate) والتي تنتمي إلى مجموعة الإستر الحمض الدُهني من العضويات، وتُعَّد هذه المركبات من الأحماض الدهنية التي يتم الحصول عليها من الإسترات الكربوكسيلية وذات الطبيعة الفيزيائية السائلة، ويتم العثور عليه في العديد من الفواكه مثل
ما سبب تغير لون البول إلى أصفر غامق

ما سبب تغير لون البول إلى أصفر غامق

الجفاف يتراوح لون البول من الأصفر الباهت إلى الأصفر الغامق أو البرتقاليّ اعتماداً على نسبة الفضلات إلى الماء ضمن البول، وتوجد العديد من الأسباب التي قد تؤثر في لون البول، وفي الحقيقة فإنّ معظم حالات تغيّر لون البول إلى الأصفر الغامق تكون ناجمة عن الإصابة بالجفاف ، وتجدر الإشارة إلى أنَّ الأشخاص المصابين بالأمراض الشديدة مثل السرطان، والأطفال، وكبار السنّ هم الأكثر عرضة للإصابة بالجفاف، ومن العلامات الأخرى المصاحبة للإصابة بالجفاف الشعور بالعطش، والإمساك، والتعب، وجفاف الفم والشفتين، وعادةً ما
حلا الترك (فنانة بحرينية)

حلا الترك (فنانة بحرينية)

حلا الترك هي ممثلة ومغنية بحرينية، شاركت بسن صغيرة في برنامج ستار للصغار وبرنامج العربي للمواهب (Arabs got talent) واشتهرت من خلالهما. معلومات عن حلا الترك حلا الترك هي ممثلة ومغنية بحرينية، بدأت مسيرتها الفنية من خلال مشاركتها في السابعة من عمرها في برنامج ستار صغار في عام 2009م، وفي الثامنة من عمرها حازت شهرة واسعة في الوطن العربي بعد مشاركتها في برنامج العربي للمواهب (Arabs got talent)، وعلى الرغم من أنّها لم تحصل على أي لقب في البرنامج، لكن كان سبب شهرتها الأساسي انبهار الجمهور بها،