محتويات
الماء
الماء سائل شفاف لا رائحة له، ولا طعم، ولا لون، ويوجد بنسبة كبيرة على سطح الكرة الأرضية حيث يشكل حوالي 71% منها، أي إن النسبة الأكبر منه توجد في المسطحات المائية؛ كالبحار والمحيطات والينابيع والآبار، أما النسب الباقية فإنها تتوزع بين جليد المناطق القطبية، وبخار الماء، والضباب أو الندى، بالإضافة إلى الثلوج والأمطار.
الصيغة الكيميائية للماء
ترتبط ذرة أكسجين مع ذرتي هيدروجين برابطة تساهمية لتكوين مُركب يُسمى الماء، ويرمز له كيميائياً بالرمز H2O، ويكون هذا المركب سائلاً في الظروف القياسية من درجة الحرارة والضغط، ولكنه قد يتحول من الحالة السائلة إلى الحالة الصلبة؛ كالجليد، أو إلى الغازية؛ كبخار الماء.
طرق تزويد الأرض بالماء
تعتبر الدورة المائية أو دورة الماء من الطرق المهمة التي تزودنا بالماء، وتحافظ على استمراريته وتجدده على سطح الكرة الأرضية، فعند حدوث عملية التبخر والنتح، والتكاثف، تهطل المياه على شكل أمطار، وتجري في المسطحات المائية المختلفة.
فوائد الماء الحيوية
يعتبر الماء من أهم المركبات المُستخدمة في العمليات الحيوية، حيث يسمح بقيام تفاعلات عضوية حيوية تؤمن التناسخ الذاتي لضمان بقاء الكائنات الحية واستمرار التناسل.
الماء والبناء الضوئي
يُساهم الماء بشكلٍ كبير في حدوث عملية التركيب الضوئي، وبالتالي التنفس الخلوي عند الكائنات الحية المختلفة، حيث تفصل خلايا النباتات الهيدروجين عن الأكسجين في كل جزيء من جزيئات الماء باستخدام طاقة الشمس، ثمَّ يتحد الهيدروجين مع ثاني أكسيد الكربون لتكوين سكر الغلوكوز، وفي هذه الأثناء يتحرر الأكسجين.
فوائد الماء الحياتية
- الاستخدامات المنزلية: يُستخدم الماء في المنازل للشرب، والاستحمام، والطبخ، وغسل الملابس بصورة أساسية، لذلك تزوّد البيوت بماء الشرب، وخدمات الصرف الصحي بطرق مختلفة؛ كالشبكات، والأنابيب بعد تنقية المياه من الآبار والخزانات الأرضية.
- الزراعة: يُستخدم الماء لري المحاصيل الزراعية بهدف إنتاج المحاصيل الغذائية المختلفة، وبالتالي فهو سبب رئيس في نجاح الزراعة وفشلها.
- الصناعة: يستخدم الماء كمادة تبريد في المبادلات الحرارية، كما تُستعمل كوسط فيها، وكمهدئ للنيوترونات، ومادة تبريد في المفاعلات النووية، وكوسط من أجل التحليل والطلي الكهربائي في البطاريات، وكوسط لربط وتشكيل الإسمنت والجبس، وكناقل للضغط في بعض التطبيقات الهيدروليكية.
- التجارة والنقل: تمتاز بعض السواحل المطلة على البحار، والمعابر المائية بموقع استراتيجي مهم، الأمر الذي يمنحها أهمية تجارية كبيرة بسبب استقطاب أعداد كبيرة من الناس إليها بغرض السياحة، كما يستخدم الماء في الوقت الحالي كسلعة تجارية من خلال شراء مياه جوفية وتنقيتها، ثم تعبئتها في عبوات زجاجية أو بلاستيكية وبيعها.
- مكافحة الحريق: يخمد الماء الحرائق الحرائق التي تشب في الغابات، أو المنازل، أو المصانع وينهيها.
الخواص الفيزيائية والكيميائية للماء
- يكون الماء سائلاً عند درجة حرارة 25 ْس وضغط جوي 100,000 باسكال.
- يتكون الماء من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين، وبما أن كهروسالبية ذرة الأكسجين أعلى من كهروسالبية ذرة الهيدروجين فإن الماء جزيء قطبي ذو عزم ثنائي القطب، لأنّ ذرة الأكسجين تحمل شحنة سالبة جزيئية، في حين أنّ ذرة الهيدروجين تحمل شحنة موجبة جزيئية.
- يعتبر الماء من المذيبات القطبية الجيدة، لذلك يُسمى مذيباً عاماً، كما تُعرف المواد الكيميائية القابلة للذوبان في الماء بأنها مواد محبة له وتُسمى علمياً (هيدروفيلية)، بينما تُسمى المواد الكيميائية التي ليس لديها قابلية للامتزاج مع الماء بأنها كارهة للماء، وعلمياً تُسمى (هيدروفوبية).
- يمكن أن يمتزج الماء مع الكحول السائلة المختلفة؛ كالإيثانول؛ لأنه ثابت الغليان، في حين أنه لا يمتزج مع الزيوت العضوية.
- تعتمد نقطة غليان الماء على مقدار الضغط الجوي، حيث إن الماء النقي يغلي على درجة حرارة مقدارها 100 ْس، ولكنه يغلي عند درجة حرارة مقدارها 68 ْس عندما يكون فوق سطح البحر.
- قيمة السعة الحرارية النوعية للماء تبلغ حوالي 4181.3 جول/(كغ·كلفن)، وهي قيمة مرتفعة نسبياً بالنسبة لبقية المركبات الكيميائية، وسبب ذلك وجود الروابط الهيدروجينية بين جزيئات الماء.
- الماء النقي له موصلية كهربائية ضعيفة، وله كثافة مقدارها 1000كغم/ م³ عند درجة الحرارة 4 ْس.
