خصائص الماء الكيميائية

الخصائص الكيميائية للماء

يتّسم الماء بمجموعة من الخصائص الكيميائية جعلته أساس في مختلف مجالات الحياة اليومية، فلا يمكن الاستغناء عنه في مجالات كثيرة كالزراعة والصناعة، ومن هذه الخصائص ما يلي:

التعادل الحمضي

يعدّ الماء مادة متعادلة كيميائياً، لأنّ درجة حموضيته وقواعديته هي سبع درجات، وبهذا لا يمكن اعتباره مادة حمضية أو مادة قواعدية.

الإذابة

الماء يُذيب جميع المواد لأنّه مادة مقتطبة تحتوي على أيونات حرّة، فلذلك فإنّ كثيراً من الأملاح والمواد تذوب بالماء، لذا لا يوجد ماء نقي بنسبة 100% لأنّ هناء غازات ووأملاح مُذابة فيه.

الثّقل

يعرف بالماء الثقيل وهو تركيب مكوّن من اتحاد الديوتريوم مع الأكسجين، تتكون قطرة الماء الواحدة من ملايين الجزيئات التي تتكون من ذرات الأكسجين والهيدروجين ويتكوّن الماء النقي من نسبة بسيطة من الديوتريوم وهو ما يُعرف بذرة الهيدروجين التي تزن أكثر من الذرة العادية، فلذلك يُطلق على الماء المؤلف من ذرات الديوتريوم وذرات الأكسجين بالماء الثقيل.

القابلية للتوصيل الكهربائي

الماء موصل جيد للكهرباء بسبب كمية الأملاح المذابة به، فهو وحده يُعدّ موصل كهربائي سيئ.

الروابط الكيميائية

يعدّ الماء ببناء ذا تركيب قوي، فتركيبة الكيميائية تعطيه تلك القوة، فجزيء الماء الواحد مكوّن من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين، فيكون هناك إلكترونين يدوران حول نواتين في كل من ذرتي الهيدروجين، وهناك متسع لإلكتورنين اثنين ولذرة الأكسجين ستة إلكترونات وهناك متسع لاثنين آخرين، فعند اتحاد الذرتين معاً تمتلئ النواقص في ذرتي الهيدروجين وذرة الأكسجين ليتكوّن جزيء ماء ذا قوة وترابط.

التماسك والترابط

الماء من أشدّ السوائل تماسكاً وترابطاً، ويمكن ملاحظة ذلك من خلال وضعه بوعاء وملاحظة انجذاب سطحه للداخل وكأنّ شيئا يجذبه، ولو وضُع عنكبوت فأنّه يسير على سطحه وكأنّه يسير على سطح صلب، وهو ما يُعرف بظاهرة التوتر السطحي للماء، لذا يُرى الماء عندما ينسكب يتشكل على هيئة قطرات، ونتيجة لهذه الخاصية فإنه كلّما يقلّ قطر الأنبوب الذي يوجد فيه الماء فإنّه يصعد إلى الأعلى وكأنّه يتسلق جدرانه وهذا ما يُعرف بالخاصية الأسموزية التي تجعل لماء ينتقل من التربة عبر جذوع الأشجار والأغصان، وكذلك فإنّ هذه الخاصية مسؤولة عن حركة الدّم داخل الأوعية الدموية في جسم الإنسان.

استقرار الحرارة

يغلي الماء على درجة حرارة مئة، وهذا خاص به من دون المركبات الهيدروجنية المشابه له في التركيب، لأنّها تغلي على درجة حرارة سبعون، فلو كان الماء مثلها لكان موجوداً على سطح الأرض في درجات الحرارة الاعتيادية بخاراً، ومن مظاهر الاستقرار الحراري للماء أنّه إذا وضع في وعاء معدني كالحديد مثلاً ووضع على النار فإنّه يحتاج لوقت أطول منه إذا وضع ذلك الوعاء فارغاً، لارتفاع معامل حرارة الماء النوعية، وبينما يُلاحظ ارتفاع درجة رمال السواحل بجانب البحار والمحيطات وماءها بارد، ونجده بارداً في الليل والماء دافئ.

منحنى الكثافة الفريد

من الخصائص الفريدة والتي تعدّ شذوذاً للماء أنّه إذا تمّ تبريده ينكمش حجمه وتزداد كثافته، وتتوقف هذه الخاصية عند درجة أربع مئوية، وإذا تمّ تبريده أكثر فإنّ حجمه بدلاً من أنْ ينكمش يأخذ بالتمدد.

الخصائص الطبيعية للماء

الماء يتوفر على شكل سائل في الغلاف الجوي بمعدل درجات الحرارة الطبيعية، وهو يختص بمجموعة من الخصائص الفيزيائية والكيميائية الفريدة نظراً لسلوكه واستجابته لمختلف درجات الحرارة ولكثافته، إذ تعدّ معرفة هذه الخصائص مهمة في دراسة العلوم، كمعرفة قياس نظام الكتلة، والحرارة واللزوجة والتوصيل، ولها تأثير واسع في متغيرات الجيومورفولوجيا وتحويل النفايات الناتجة عن البشر، ومدى تأثير خصائص الماء على العلاقة بين البيئة البرية والمائية، ويقف عائق أمام تطور الكائنات الحيّة، ومعرفة خصائص الماء مهم في تفاعل المياه مع مختلف الأسطح نتيجة حركة تدفقها.

تركيب الماء

يُطلق على كوكب الأرض الكوكب الأزرق لأنّه من أكثر كواكب المجموعة الشمسية توافراً بالماء، والماء يكون فيه على عدّة أشكال: الماء المالح في البحار والمحيطات، وتبلغ نسبته من مجموع الماء المتوافر على كوكب الأرض بـ 97% من إجمالي الماء، والماء العذب وهو على شكل مادة صلبة كالجليد وماء سائل وبخار وتبلغ نسبة الماء العذب بما يقارب بـ 2.8% حيث يقدّر الماء في القطبين الشمالي والجنوبي المتجمدين بما يقارب 2.15% والماء وأمّا الباقي فيقدر بحوالي 0.65% ويتواجد كمياه جوفية في الطبقات المسامية للقشرة الأرضية ومياه في البحيرات العذبة، ومياه على شكل رطوبة داخل التربة، ومياه الأنهار، ويغطي الماء الأرض بنسبة 71% من سطحها ويقدر بـ 510 مليون كيلو متر مربع، في حين أنّ مساحة اليابسة تقدر بحوالي 361 مليون كيلو مربع، وبذلك يكون عملية تبخر عالية من بسبب ارتفاع درجة حرارة الأرض في المناطق الإستوائية للمسطحات المائية واليابسة منها، حيث تبلغ معدل درجة الحرارة السنوي بـ 25 درجة مئوية، وهي من أعلى المناطق تبخراً من غيرها على سطح الأرض، حيث يقدر معدل التبخر السنوي بحوالي 380 ألف كيلو متر مكعب في السنة.

تبخر الماء

تقل كثافة الماء بفعل التبخر، وتندفع إلى أسفل الغلاف الأرضي بفعل حركة التيارات الهوائية، ضمن نطاق التغيرات المناخية، ومع وصوله إلى ارتفاعات عالية تقل درجة حرارته حتّى تصل إلى 80 درجة تحت الصفر فوق خط الاستواء، فيتكاثف على صورة ثلج أو برد أو مطر أو ندى ثمّ يسقط على الأرض مرّة أخرى، وتقدر كمية الماء العائدة من عملية التبخر بصوره المتعارف عليها بـ 96 ألف متر مكعب وهي نسبة تزيد عن كمية الماء المتبخر سنوياً.