VI. Les propriétés uniques de l’eau
A. propriétés Thermiques (Une bonne façon d’organiser, comprendre, andlearn les propriétés thermiques est d’utiliser le changeof diagramme d’état pour H20).
1. Points de fusion et d’ébullition– ou températures) – H20 change d’état de solide en liquide à la température de fusion et de liquide en gaz à la température de cuisson. L’eau fond et bout à une température incroyablement élevée pourun composé composé de tels éléments légers., Le graphique vous montre les points de fusion etde cuisson de l’eau par rapport à ceux de certains composés similaires qui se forment entre l’hydrogène et les autres éléments du groupe VI-A dans le tableau périodique (sulfure d’hydrogène,séléniure d’hydrogène et tellurure d’hydrogène). Remarquez comment les températures de l’eau sont en décalage avec ce qui serait prédit par le comportement des autres composés similaires.
un., La raison pour laquelle les températures de fusion et d’ébullition sont élevées est la liaison hydrogène entre les molécules d’eau qui les fait coller ensemble et résister à la traction, ce qui se produit lorsque la glace fond et que l’eau bout pour devenir un gaz.
b. Importance = Sans cette « viscosité », l’eau ne serait pas liquide sur une grande partie de la surface de la Terre où les températures sont relativement élevées et où nous n’aurions pas d’océan.
2., Chaleur spécifique ou capacité thermique – La capacité spécifique d’un composé est une mesure de la difficulté à faire vibrer les molécules du composé. Parce qu’après tout, la température n’est qu’une mesure du mouvement moléculaire – plus les molécules d’un composé vibrent – plus la température du composé est élevée. En raison de la liaison hydrogène des molécules d’eau, il est très difficile de les faire vibrer par rapport aux molécules de toute autre substance commune. On dit donc que l’eau a une capacité thermique spécifique élevée ou une chaleur spécifique.
un., Définition stricte de la capacité calorifique = la quantité de chaleur requise (mesuredans les calories) pour augmenter la température de 1 gramme d’une substance de 1oC.
b. Rappelez-vous que la chaleur et la température ne sont pas la même chose. Ilest une forme d’énergie, tandis que les changements de température sont une réponse aux changements dans la quantité d’énergie thermique disponible. Le degré de mouvement moléculaire dans asubstance est mesuré par sa température-plus les molécules vibrent-plus la température de la substance est élevée., En conséquence, l’énergie thermique peut être ajoutéeà un système sans provoquer d’augmentation de la température. Apport de chaleur seulementaugmente la température si elle provoque une vibration accrue de l ‘ molecules.In dans le cas de l’eau liquide, parce que les liaisons hydrogène suppriment les vibrations, la température n’augmente pas autant qu’elle le ferait sans la présence de liaisons stronghydrogènes.
c. Importance = Comme l’eau peut absorber beaucoup de chaleur avec seulement une faible augmentation de température, les températures des grandes masses d’eau stagnantes restent relativement constantes. , Ce tampon thermique protège la vie sur Terre contre les fluctuations de température potentiellement mortelles.
3. Changements d’état de H2O
a. Les états de la matière sont solides, liquides et gazeux. En raison de la liaison hydrogène, il est très difficile de séparer les molécules d’eau de la surface d’un liquide pour former une vapeur. Il est également difficile de séparerles molécules de la surface de la glace pour former de l’eau liquide.
b., Il nécessite beaucoup plus de chaleur (mesurée en calories) que prévu pourchanger H2O de la glace à l’eau et de l’eau au gaz.
4. Chaleurs latentes de fusion etvaporisation-mesure la quantité de chaleur que vous devez ajouter à une substance pour la faire fondre ou la vaporiser une fois que vous avez augmenté la température à ses points de fusion et de ébullition. L’énergie excessive nécessaire pour fondre et faire bouillir H2O est due aux liaisons H.
un., Importance = L’eau liquide peutabsorber beaucoup de chaleur à un endroit sur la Terre (comme dans les Tropiques) whenevaporation se produit, puis transporter cette chaleur ailleurs où l’eau se refroidit, se condense et libère la chaleur stockée. Cela signifie que l’évaporation dissipe une grande partie de l’énergie du Soleil, ce qui permet de modérer et de stabiliser la température de surface de la Terre sans changement appréciable de la température de l’océan. Ce stockage et ce transport ont également des conséquences importantes sur les climatset les tempêtes telles que les ouragans.
5., Densité-en raison de la liaison unique etla structure de la molécule d’eau solide H2O (ice) est moins dense que l’eau liquide. Par conséquent, lorsque waterfreezes la glace flotte sur le dessus de l’eau liquide plus dense au lieu de couler au fond. Ceci est différent de la plupart des composantsqui sont plus denses à l’état solide qu’à l’état liquide.
a. Importance – Les lacs d’eau douce des latitudes moyennes ne gèlent pas. Au lieu de cela, la glace flotte sur le dessus et comme une couverture, isole le reste du lac des températures glaciales., Cela influence profondément les cycles des organismes vivant dans ces lacs.
1) Le même effet n’est pas observé dans l’eau de mer en raison du sel dansl’eau de mer, la teneur en sel est aussi importante ou plus importante pour la densité que la température.
B. Propriétés des solvants – les liquides dipolaires comme l’eau sont d’excellents solvants pour les substances ioniques telles que le NaCl. L’eau estprobablement le meilleur solvant dans la nature. C’est-à-dire qu’il est bon de dissoudre les solidesen ions en solution., Les hydrolécules dipolaires attachent leurs extrémités chargées aux atomes chargés de manière opposée de substances solidesimmersés en eux et tirent les composants du solide dans la solution asdissolved ions. Les substances ioniques sont les plus sensibles à cela car ellesconsiste en un cadre de particules chargées positivement et négativement.
1. Saturé-lorsque l’eau adissolved tout un solide donné qu’il peut contenir
2. Les sels dissous augmentent le point d’ébullition et enfoncent le point de congélation de l’eau
3., Lorsque l’évaporation et la congélation se produisent, les matériaux dissous restent derrière et l’eau principalement pure prend une forme gazeuse ou solide.
C. Transmission de la lumière
1. L’eau de mer transmet les longueurs d’onde visibles de la lumière du soleil permettant ainsi aux plantes de vivre dans l’eau de mer. Toutes les longueurs d’onde de la lumière visible ne sonttransmis également.
a. Les longueurs d’onde rouges sont absorbées dans environ le premier mètre.
b. Les longueurs d’onde jaunes sont absorbées dans environ les dix premiers mètres.
c., Tout ce qui reste sont les longueurs d’onde bleues et parce que la perception des couleursest due à la réflexion à nos yeux des longueurs d’onde d’une couleur particulière,l’océan apparaît généralement bleu-vert. Ce sont les longueurs d’onde étant absorbedleast facilement.
D. Transmission du son
1. Le fait que l’eau transmette le son est important pour quelques formes de vie.
un. Les baleines, les dauphins, les poissons, etc. utilisez leur « sonar »pour suivre les proies et / ou les prédateurs.
b., Les humains ont utilisé cette propriété comme outil de recherche et sous-chercheur.