¿Por qué el agua es preciosa?
Propiedades del agua
El agua es un líquido incoloro, inodoro y transparente a temperatura y presión normales. En la naturaleza, el agua pura es rara. El agua suele ser una solución de ácidos, álcalis, sales y otras sustancias. La gente todavía está acostumbrada a llamar agua a esta solución acuosa. El agua pura se puede obtener mediante múltiples destilaciones en recipientes de platino o cuarzo. Por supuesto, se trata de agua pura en un sentido relativo y no puede estar absolutamente libre de impurezas. El agua es una sustancia que puede transformarse entre estado líquido, gaseoso y sólido. El agua sólida se llama hielo; el agua gaseosa se llama vapor de agua. Cuando la temperatura del vapor de agua es superior a 374,2 grados Celsius, el agua gaseosa no se puede convertir en agua líquida aplicando presión.
A 20 ℃, la conductividad térmica del agua es 0,006 J/scmK y la conductividad térmica del hielo es 0,023 J/scmK. Cuando la densidad de la nieve es 0,1103 kg/m3, la conductividad térmica de la nieve. es 0,00029 J./scmK. La densidad del agua es máxima a 3,98 ℃, que es 1103 kg/metro cúbico. Cuando la temperatura es superior a 3,98 ℃, la densidad del agua disminuye con el aumento de la temperatura. De 0 a 3,98 ℃, el agua no obedece la ley. de expansión y contracción térmica. La densidad aumenta con la temperatura. La densidad del agua a 0 ℃ es 0,99987103 kg/m3 y la densidad del hielo a 0 ℃ es 0,9167103 kg/m3. Por tanto, el hielo puede flotar sobre el agua.
El agua tiene una fuerte estabilidad térmica. Cuando el vapor de agua se calienta por encima de 2000 K, solo una cantidad muy pequeña se disociará en hidrógeno y oxígeno. Sin embargo, el agua se disociará en agua con hidrógeno y agua con oxígeno en condiciones electrificadas. Tiene una gran cohesión y tensión superficial. A excepción del mercurio, el agua tiene la mayor tensión superficial y puede producir fenómenos evidentes de capilaridad y adsorción. El agua pura tiene una conductividad débil, mientras que el agua corriente contiene una pequeña cantidad de electrolitos y tiene una conductividad fuerte.
El agua en sí misma también es un buen disolvente y la mayoría de los compuestos inorgánicos se pueden disolver en agua.
A -213,16 ℃, las moléculas de agua presentan un comportamiento anaeróbico. [1]
El origen del agua
La Tierra es el único planeta cubierto por agua líquida entre los nueve planetas del sistema solar. La comunidad académica está dividida sobre el origen del agua en la Tierra, con decenas de teorías diferentes sobre cómo se formó. Algunas personas creen que en los primeros días de la formación de la Tierra, el hidrógeno original de la atmósfera se oxidó para formar agua, y el vapor de agua se condensó gradualmente para formar un océano; otros creen que el componente de agua original existió en la formación de la Tierra; nebulosas. También existe la opinión de que originalmente existía agua en las nebulosas que formaron la Tierra. También existe la opinión de que los silicatos y otros materiales de la corteza original fueron afectados por los volcanes, lo que provocó que reflejaran y precipitaran agua. Otros creen que los cometas y meteoritos atraídos por la Tierra son la principal fuente de agua en la Tierra. Incluso ahora, la cantidad de agua en la Tierra sigue aumentando.
El papel del agua y las masas de agua
El impacto en el clima
El agua tiene un efecto regulador del clima. El vapor de agua en la atmósfera bloquea hasta el 60 por ciento de la radiación de la Tierra, impidiendo que el planeta se enfríe. Los océanos y las masas de agua terrestres absorben y acumulan calor en verano para evitar que las temperaturas suban demasiado, y liberan calor lentamente en invierno para evitar que las temperaturas bajen demasiado.
El agua del océano y de la superficie terrestre se evapora hacia el cielo para formar nubes. El agua de las nubes se convierte en lluvia a través de la precipitación y se convierte en nieve en invierno. El agua que cae a la superficie se filtra hacia el suelo para formar agua subterránea; el agua subterránea se eleva desde el suelo para formar manantiales, que desembocan en el mar a través de arroyos y ríos. Se forma así el ciclo del agua.
Las actividades de precipitación como la lluvia y la nieve tienen un impacto importante en el clima. En los climas monzónicos templados, los monzones traen grandes cantidades de humedad, creando estaciones lluviosas y secas distintas.
Además, en la naturaleza, debido a las diferentes condiciones climáticas, el agua aparecerá en forma de granizo, niebla, rocío y heladas y afectará al clima y a las actividades humanas.
Impacto en la geografía
El 71% de la superficie terrestre está cubierta de agua. Vista desde el aire, la Tierra parece un planeta azul. El agua erosiona el suelo rocoso, sedimenta los ríos, transporta sedimentos, crea llanuras y cambia la forma de la superficie terrestre.
El agua de la superficie terrestre constituye la hidrosfera, incluyendo océanos, ríos, lagos, pantanos, glaciares, nieve, aguas subterráneas y agua atmosférica. Dado que el agua inyectada en el océano contiene una cierta cantidad de sal, junto con años de acumulación y evaporación, el agua del océano es salada y no se puede beber directamente. El agua de algunos lagos también es salada. La masa de agua más grande del mundo es el Océano Pacífico. Los Grandes Lagos de América del Norte son los sistemas de agua dulce más grandes. El Mar Caspio en Eurasia es el lago de agua salada más grande.
El volumen de agua en la Tierra es de aproximadamente 1.360.000.000 kilómetros cúbicos. De los cuales
el océano supone 1.320 millones de kilómetros cúbicos (97,2).
Los glaciares y capas de hielo ocupan 25.000.000.000 de kilómetros cúbicos (o 1,8).
El agua subterránea representa 13.000.000 de kilómetros cúbicos (o 0,9).
El agua dulce de lagos, mares interiores y ríos representa 250.000.000 de kilómetros cúbicos (o 0,02).
El vapor de agua en la atmósfera representa 13.000 kilómetros cúbicos (o 0,001) en cualquier momento conocido.
Impacto en la vida
La vida en la Tierra apareció por primera vez en el agua. El agua es un componente esencial de todos los seres vivos. El cuerpo humano 70 es agua; la medusa 98 es agua. Una gran cantidad de organismos acuáticos, como las plantas acuáticas, viven en el agua.
El agua puede promover reacciones químicas en el cuerpo y también juega un papel en el transporte de sustancias dentro del organismo. El agua juega un papel importante en el mantenimiento de la estabilidad de la temperatura en los organismos vivos.
Tipos de agua
Las distintas disciplinas tienen distintos nombres para el agua:
Según la calidad del agua, el agua se puede dividir en:
Agua blanda: El agua con una dureza inferior a 8 grados es agua blanda.
Agua dura: El agua con una dureza superior a 8 grados es agua dura. El agua dura afecta la eficacia de los detergentes y, cuando se calienta, genera más incrustaciones.
En función del contenido en cloruro sódico, el agua potable se puede dividir en:
Agua clara.
Agua alcalina
Además existen:
Agua biológica: agua que existe en varios estados en diversos sistemas vivos.
Agua natural:
Agua del suelo: agua almacenada en el suelo
Agua subterránea: agua almacenada bajo tierra
Agua ultrapura: Agua de Pureza extremadamente alta, utilizada principalmente en la industria de circuitos integrados
Agua cristalina: también conocida como agua de hidratación. En las sustancias cristalinas, las fuerzas de enlace químico se combinan con iones o moléculas para formar una cierta cantidad de moléculas de agua.
La fórmula química del agua pesada es D2O. Cada molécula de agua pesada está formada por dos átomos de deuterio y un átomo de oxígeno. El agua pesada representa menos de dos milésimas del agua natural y el agua pesada obtenida mediante electrólisis es más cara que el oro. El agua pesada se puede utilizar como reductor y agente de transferencia de calor en reactores atómicos.
La fórmula química del agua superpesada es T2O, y cada molécula de agua pesada está compuesta por dos átomos de tritio y un átomo de oxígeno. El agua superpesada es extremadamente rara en el agua natural y representa menos de una parte por mil millones. El coste de producir agua superpesada es decenas de miles de veces mayor que el del agua pesada.
La fórmula química del agua deuterada es HDO, y cada molécula contiene un átomo de hidrógeno, un átomo de deuterio y un átomo de oxígeno. No es muy útil.
Reacciones químicas relacionadas con el agua
Ionización del agua y pH de la solución
El agua es un electrolito extremadamente débil con ionización muy débil: H2O H2O ?H3O OH- H3O generalmente se abrevia como H
El producto iónico del agua Kw=[H ][OH-]
La temperatura del agua es de 25 grados Kw=110- 14
p>pH=-log10([H])
pHlt; 7, la solución es ácida; pH=7, la solución es pHgt;
Los óxidos ácidos o alcalinos que son solubles en agua pueden reaccionar con el agua para generar los correspondientes ácidos o bases que contienen oxígeno. Los ácidos y los álcalis se neutralizan para formar sal y agua. Bajo la influencia de la corriente eléctrica, el agua se puede descomponer en hidrógeno y oxígeno. Los metales alcalinos se quemarán cuando se expongan al agua.
Bajo la acción de un catalizador, tanto sustancias inorgánicas como orgánicas pueden sufrir reacciones de hidrólisis con el agua:
Hidrólisis de sustancias orgánicas: Ciertos átomos o grupos atómicos de las moléculas orgánicas son descompuestos por el agua. Moléculas. Sustitución de átomos de hidrógeno o hidroxilo (-OH), como la hidrólisis del acetato de metilo:
Hidrólisis de sustancias inorgánicas: normalmente la hidrólisis de sales, como la sal ácida débil acetato de sodio, se combina con H en. agua para formar un ácido débil, haciendo que la solución sea ligeramente ácida:
Además, el agua en sí misma también puede actuar como catalizador.
Escasez de agua dulce y contramedidas
Las reservas totales de agua en la Tierra son aproximadamente 1,36x1018m3, pero excluyendo los océanos y otros recursos de agua salada, el agua dulce solo representa 2,5. El agua dulce existe principalmente en forma de glaciares y aguas subterráneas profundas. El agua dulce de ríos y lagos sólo representa el 0,3 del agua dulce total del mundo.
La Organización Meteorológica Mundial señaló ya en 1996 que la escasez de agua es el principal problema al que se enfrentan las ciudades del mundo. Se estima que en 2050, el 46% de la población urbana del mundo sufrirá escasez de agua. Para las zonas que carecen de recursos hídricos, el agua no es sólo un recurso vivo, sino un recurso estratégico. Debido a la escasez de recursos hídricos, la posibilidad de guerras por el agua está aumentando.
Con el fin de llamar la atención del mundo sobre la escasez de recursos de agua dulce, la 47ª Asamblea General de las Naciones Unidas designó el 22 de marzo de cada año como "Día Mundial del Agua".
Cultura del agua
Mira la cultura del agua
Las gotas de agua que nutren el agua se reflejan en la ciencia, la filosofía, la religión, la literatura, el arte, los deportes, la mitología y otros aspectos. .
Utilización del agua
El agua es un recurso importante para la vida humana, especialmente la agricultura, que requiere una gran cantidad de agua para el riego. La mayoría de los orígenes de la civilización humana se encuentran en las grandes cuencas fluviales. . Las primeras ciudades generalmente se construyeron cerca del agua para resolver problemas como el riego, el consumo de agua potable y el alcantarillado. En la vida cotidiana del ser humano, el agua desempeña un papel indispensable para beber, limpiar y lavar.
Con el desarrollo de la ciencia y la tecnología, la gente ha construido proyectos de conservación del agua para combatir desastres naturales como anegamientos e inundaciones. Por lo tanto, se han formado algunos campos de investigación especializados relacionados con el agua, como la hidráulica, la hidrología, el tratamiento del agua, etc., e incluso ha surgido la industria del agua con el agua como industria básica.
La producción industrial y la producción química utilizan una gran cantidad de esta materia prima barata. Sin embargo, la descarga aleatoria de aguas residuales sin tratar puede provocar la contaminación del agua. Para solucionar este problema, se hace muy necesario el tratamiento de aguas residuales. (Consulte "Contaminación del agua y tratamiento de aguas residuales")
El agua en la visión del mundo antiguo
En los primeros días de la civilización humana, la gente comenzó a explorar la composición o clasificación de varios cosas en el mundo. Y el agua juega un papel importante en esto. El agua es uno de los cuatro elementos propuestos por el antiguo Occidente, y el agua también se encuentra entre los cuatro elementos del budismo. En la antigua teoría china de los cinco elementos, el agua representa todos los líquidos y cosas con fluidez, humedad y suavidad.
Adoración al agua
En la infancia humana, el agua tiene una gracia nutritiva y un poder destructivo. Su temperamento es impredecible, lo que hace que las personas se sientan amadas y temidas. Imbuyen el agua con espiritualidad divina y rezan para que el agua traiga paz, cosecha y felicidad a la humanidad.
El Rey Dragón tradicional chino es la deificación del agua. Dondequiera que haya agua, están los templos del Rey Dragón y los salones del Rey Dragón están esparcidos por todo el país.
Hacer sacrificios al Rey Dragón y rezar para que llueva es una creencia y costumbre tradicional china.