APA ȘI PROPRIETĂȚILE SALE

Apa şi proprietăţile sale

 Formula exactă a moleculei de apă este H₂O (2 atomi de hidrogen sunt legaţi de un atom de oxigen), formula a fost înfiinţată de italianul Stanislau Cannizzarro. Apa curată este transparentă, inodoră şi nu are gust. În strat subţire este incoloră iar în strat mai gros albastră.

Anomalia densităţii apei are o mare influenţă asupra climei planetei şi a  vieţii animalelor şi plantelor. Când apa râurilor, a lacurilor şi a mărilor scade sub 4 grade, ea nu mai cade la fund ci, fiind mai uşoară rămâne la suprafaţă şi îngheaţă aici. Fiind protejate de stratul de gheaţă, apele mai adânci nu îngheaţă până la fund, ci au, sub stratul de gheaţă, temperatura de 4 grade la care viaţa poate continua.

Apa lichidă din natură nu este niciodată pură, fiindcă ea dizolvă o parte din substanţele solide şi gazoase cu care vine în contact. Cea mai curată apă este apa de ploaie sau din topirea zăpezii.

Apa izvoarelor şi a râurilor conţine dizolvate gazele din atmosferă: oxigen, azot şi bioxid de carbon, apoi cationii: calciu, magneziu, sodiu, şi anionii de carbonat, sulfat şi clorură. Cea mai importantă sare conţinută în apa de izvor sau de râu este carbonatul acid de calciu. O apă conţinând mult carbonat acid de calciu, o apă dură, nu face spumă cu săpunul deoarece el se descompune la fierberea apei în carbonat de calciu insolubil.

Apa potabilă ca şi aerul este vitală pentru om. Un om consumă în medie 2l de apă pe zi. Fără apă, omul nu poate supravieţui. În apa potabilă se găsesc dizolvate până la 0,5 g/l săruri minerale şi mici cantităţi de aer.

Apa minerală conţine săruri minerale şi dioxid de carbon. Ea este recomandată mai ales în timpul verii, când prin transpiraţie omul pierde o mare cantitate de săruri minerale.

Apele din râuri au o compoziţie variabilă. Sunt în general slab mineralizate. Conţin Ca²⁺ şi HCO₃^– şi mai rar ŞO₄^2- şi Cl^–

Apele mărilor şi oceanelor sunt puternic mineralizate. Mările interioare au concentraţii în săruri, fie mai mari (Marea Mediterană), fie mai mici (Marea Neagră – în special NaCl) comparativ cu apele oceanelor. În cazul Mării Moarte, concentraţia de săruri este atât de mare încât viaţa nu poate exista.

Apa ca solvent: Multe din substanţele compuse ce sunt necesare vieţii pot fi dizolvate în apă. În timpul formării şi deplasării în atmosferă a picăturilor de ploaie, hidrogenul, oxigenul şi dioxidul de carbon sunt gaze ce se dizolvă în aceste picături. De asemenea, toate plantele îşi extrag substanţele hrănitoare din apa în care acestea sunt dizolvate.

Sărurile apei de mare conţin 89% cloruri, 10% sulfaţi, 0,2% carbonaţi. Totalitatea apei pe pământ este de aproximativ 1,46 miliarde km³ din care 97% în oceane şi mări, 2% în calote glaciare şi 1% în râuri, lacuri, pânze subterane. Pentru epurarea apei se folosesc: ozon, clor, hipoclorit de calciu (apă de Javel), cloramină. În cazul clorului se utilizează aproximativ 0,1 mg clor la litru. O cantitate prea mare de clor dă însă apei un gust dezagreabil şi chiar un miros urât. Serviciile americane adaugă apei potabile puţină fluorură de sodiu, pentru a combate cariile dentare.

Stările de agregare ale apei

Corpurile se pot afla în stare solidă, lichidă sau gazoasă  şi pot trece dintr-o  stare în alta. Când îngheaţă, apa se transformă în solid, iar când fierbe se transformă în vapori. Când gheaţa se topeşte, trece din stare solidă în stare lichidă, adică apă. Când apa fierbe, se transformă în gaz, adică vapori. Trecerea unui corp din stare solidă în stare lichidă şi din stare lichidă în stare gazoasă se face prin încălzire, care îi furnizează energie calorică, intensificând astfel agitaţia moleculară.

Molecula de apă

• În 1781, fizicianul englez H. Cavendish a arătat că apa se formează prin explozia unui amestec de hidrogen şi oxigen, cu ajutorul scânteii electrice.
• În 1783, Lavoisier a repetat experienţa, realizând pentru prima oară sinteza cantitativă a apei. S-a stabilit atunci că 2g de hidrogen se combină cu 16g oxigen pentru a da 18g apă.
• În 1805, Humboldt şi Gay-Lussac au arătat că apa este formată din două volume de hidrogen şi un volum de oxigen.
• Apa naturală constă în amestecul speciilor de izotopi ai oxigenului: ¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O, cu cei trei izotopi ai hidrogenului: ¹H, ²H, ³ Combinarea acestora generează 18 specii de molecule de apă.
• Apa pură este întotdeauna un amestec de apă uşoară (H₂O) şi de cantităţi extrem de mici de apă grea (D₂O) şi apă hipergrea (T₂O).
• După compoziţie, apele minerale pot fi: acide (conţinut ridicat de CO₂), alcaline (predomină sulfaţii de magneziu şi sodiu), sulfuroase (conţin sulfuri alcaline), feruginoase (conţin carbonaţi de fier di şi trivalent).
• Ţara noastră are un potenţial ridicat de ape minerale. Sunt cunoscute staţiunile balneo-climaterice ca cele de la Buziaş (ape carbogazoase şi feruginoase), Călimăneşti, Govora, Căciulata (ape sulfuroase), Slănic Prahova, Ocna Sibiului (saline).
• Factorii determinanţi ai efectului terapeutic precum: termalitate, prezenţa gazelor dizolvate (O₂, CO₂, H₂S, CH₄, N₂, gaze rare), prezenţa unor substanţe de natură minerală sau organică permit utilizarea acestor ape în tratarea unei game foarte largi de afecţiuni ale aparatului cardio-vascular, locomotor, anemii, boli ale sistemului nervos şi boli endocrine.

Apa ca o sursă preţioasă

 Datorită creşterii populaţiei mondiale şi a altor factori, tot mai puţini oameni beneficiază de apă potabilă. Problema apei poate fi rezolvată prin creşterea producţiei, o distribuţie mai bună, şi nerisipirea resurselor deja existente. Din acest motiv, apa este o resursă strategică pentru multe ţări. Au existat de-a lungul timpului mai multe conflicte pentru accesul la apă şi controlul acesteia. Experţii prevăd mai multe conflicte viitoare din cauza creşterii populaţiei mondiale şi creşterii contaminării prin poluare şi încălzire globală.

Raportul UNESCO despre dezvoltarea apei (WWDR, 2003) din cadrul Programului de Evaluare a Apei pe Plan Mondial arată că, în următorii 20 de ani, cantitatea de apă potabilă disponibilă va scădea cu 30%. 40% dintre locuitorii lumii nu au apă curată suficientă pentru o igienă minimală. Peste 2,2 milioane de oameni au murit în 2000 de boli legate de consumul de apă contaminată sau din cauza secetei. În 2004, o organizaţie engleză, Water Aid, a raportat că un copil moare la fiecare 15 secunde din cauza bolilor legate de apă ce ar putea fi uşor prevenite. Se prevede ca apa ar putea deveni preţioasă precum petrolul, lucru care ar face din Canada, ce are aceasta resursă din abundenţă, cea mai bogată ţară din lume.