Siapa yang tahu formula air sejak zaman sekolah? Tentu saja, semuanya. Kemungkinan dari keseluruhan pelajaran kimia, bagi banyak orang yang kemudian tidak mempelajarinya secara khusus, satu-satunya yang tersisa adalah pengetahuan tentang apa singkatan dari rumus H2O. Namun sekarang kita akan mencoba memahami semaksimal mungkin secara detail dan mendalam apa itu air? Apa sifat utamanya dan mengapa tanpanya kehidupan di planet Bumi tidak mungkin.
Air sebagai zat
Molekul air, seperti yang kita ketahui, terdiri dari satu atom oksigen dan dua atom hidrogen. Rumusnya ditulis seperti ini: H2O. Zat ini dapat memiliki tiga keadaan: padat - dalam bentuk es, gas - dalam bentuk uap, dan cair - sebagai zat tanpa warna, rasa dan bau. Omong-omong, ini adalah satu-satunya zat di planet ini yang dapat eksis di ketiga keadaan secara bersamaan dalam kondisi alami. Misalnya: di kutub Bumi - es, di lautan - air, dan penguapan di bawah sinar matahari adalah uap. Dalam hal ini, air adalah anomali.
Juga, air adalah zat yang paling umum di kamiplanet. Ini menutupi permukaan planet Bumi hampir tujuh puluh persen - ini adalah lautan, dan banyak sungai dengan danau, dan gletser. Sebagian besar air di planet ini asin. Tidak cocok untuk minum dan bertani. Air tawar hanya dua setengah persen dari jumlah total air di planet ini.
Air adalah pelarut yang sangat kuat dan berkualitas tinggi. Karena itu, reaksi kimia dalam air berlangsung dengan kecepatan yang luar biasa. Sifat yang sama ini mempengaruhi metabolisme dalam tubuh manusia. Adalah fakta yang diketahui bahwa tubuh orang dewasa adalah tujuh puluh persen air. Pada seorang anak, persentase ini bahkan lebih tinggi. Pada usia tua, angka ini turun dari tujuh puluh menjadi enam puluh persen. Omong-omong, fitur air ini dengan jelas menunjukkan bahwa itu adalah dasar kehidupan manusia. Semakin banyak air dalam tubuh - semakin sehat, lebih aktif dan lebih muda. Karena itu, para ilmuwan dan dokter dari semua negara tanpa lelah mengulangi bahwa Anda perlu banyak minum. Ini adalah air dalam bentuk murni, dan bukan pengganti dalam bentuk teh, kopi atau minuman lainnya.
Air membentuk iklim di planet ini, dan ini tidak berlebihan. Arus hangat di lautan memanaskan seluruh benua. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa air menyerap banyak panas matahari, dan kemudian melepaskannya ketika mulai dingin. Jadi itu mengatur suhu di planet ini. Banyak ilmuwan mengatakan bahwa Bumi akan mendingin dan berubah menjadi batu sejak lama jika bukan karena kehadiran begitu banyak air di planet hijau.
Sifat air
Air memiliki banyak sifat yang sangat menarik.
Misalnya, air adalah zat yang paling mudah bergerak setelah udara. Dari pelajaran sekolah, pasti banyak yang mengingat siklus air di alam. Misalnya: aliran menguap di bawah pengaruh sinar matahari langsung, berubah menjadi uap air. Selanjutnya, uap ini dibawa ke suatu tempat oleh angin, terkumpul di awan, dan bahkan di awan petir dan jatuh di pegunungan dalam bentuk salju, hujan es atau hujan. Selanjutnya, dari pegunungan, sungai kembali mengalir, sebagian menguap. Jadi - dalam lingkaran - siklus berulang jutaan kali.
Juga, air memiliki kapasitas panas yang sangat tinggi. Karena itulah badan air, terutama lautan, mendingin dengan sangat lambat selama transisi dari musim panas atau waktu hari ke musim dingin. Sebaliknya, ketika suhu udara naik, air memanas dengan sangat lambat. Karena itu, seperti yang disebutkan di atas, air menstabilkan suhu udara di seluruh planet kita.
Setelah merkuri, air memiliki tegangan permukaan tertinggi. Mustahil untuk tidak memperhatikan bahwa tetesan yang secara tidak sengaja tumpah di permukaan yang rata terkadang menjadi titik yang mengesankan. Ini menunjukkan keuletan air. Properti lain memanifestasikan dirinya ketika suhu turun hingga empat derajat. Segera setelah air mendingin hingga tanda ini, air menjadi lebih ringan. Karena itu, es selalu mengapung di permukaan air dan membeku di kerak, menutupi sungai dan danau. Berkat ini, ikan tidak membeku di badan air yang membeku di musim dingin.
Air sebagai penghantar listrik
Pertama, Anda harus mempelajari apa itu konduktivitas listrik (termasuk air). Konduktivitas listrik adalah kemampuan aatau zat menghantarkan listrik melalui diri mereka sendiri. Dengan demikian, konduktivitas listrik air adalah kemampuan air untuk menghantarkan arus. Kemampuan ini secara langsung tergantung pada jumlah garam dan kotoran lain dalam cairan. Misalnya, konduktivitas listrik air suling hampir diminimalkan karena fakta bahwa air tersebut dimurnikan dari berbagai aditif yang sangat diperlukan untuk konduktivitas listrik yang baik. Penghantar arus yang sangat baik adalah air laut, di mana konsentrasi garamnya sangat tinggi. Konduktivitas listrik juga tergantung pada suhu air. Semakin tinggi suhu, semakin besar konduktivitas listrik air. Pola ini terungkap berkat berbagai eksperimen fisikawan.
Mengukur daya hantar listrik air
Ada istilah seperti itu - konduktometri. Ini adalah nama salah satu metode analisis elektrokimia berdasarkan daya hantar listrik larutan. Metode ini digunakan untuk menentukan konsentrasi dalam larutan garam atau asam, serta untuk mengontrol komposisi beberapa larutan industri. Air memiliki sifat amfoter. Artinya, tergantung pada kondisinya, ia mampu menunjukkan sifat asam dan basa - bertindak baik sebagai asam maupun sebagai basa.
Perangkat yang digunakan untuk analisis ini memiliki nama yang sangat mirip - konduktometer. Menggunakan konduktometer, konduktivitas listrik elektrolit dalam larutan diukur, analisisnya sedang dilakukan. Mungkin perlu dijelaskan istilah lain - elektrolit. Ini adalah zat yang, ketika dilarutkan atau dilebur,terurai menjadi ion, yang menyebabkan arus listrik kemudian dilakukan. Ion adalah partikel bermuatan listrik. Sebenarnya, konduktometer, dengan menggunakan satuan konduktivitas listrik air tertentu, menentukan konduktivitas listriknya. Artinya, ini menentukan konduktivitas listrik dari volume air tertentu yang diambil sebagai unit awal.
Bahkan sebelum awal tahun tujuh puluhan abad terakhir, satuan ukuran "mo" digunakan untuk menunjukkan konduktivitas listrik, itu adalah turunan dari besaran lain - Ohm, yang merupakan satuan utama hambatan. Konduktivitas listrik adalah besaran yang berbanding terbalik dengan hambatan. Sekarang diukur di Siemens. Nilai ini mendapatkan namanya untuk menghormati fisikawan dari Jerman - Werner von Siemens.
Siemens
Siemens (dapat dilambangkan dengan Cm dan S) adalah kebalikan dari Ohm, yang merupakan satuan konduktivitas listrik. Satu cm sama dengan konduktivitas listrik dari setiap konduktor yang hambatannya 1 ohm. Dinyatakan oleh Siemens melalui rumus:
Konduktivitas termal air
Sekarang mari kita bicara tentang apa itu konduktivitas termal. Konduktivitas termal adalah kemampuan suatu zat untuk mentransfer energi panas. Inti dari fenomena ini terletak pada kenyataan bahwa energi kinetik atom dan molekul, yang menentukan suhu benda atau zat tertentu, ditransfertubuh atau zat lain selama interaksi mereka. Dengan kata lain, konduktivitas termal adalah pertukaran panas antara benda, zat, serta antara benda dan zat.
Konduktivitas termal air juga sangat tinggi. Orang setiap hari menggunakan sifat air ini tanpa menyadarinya. Misalnya, menuangkan air dingin ke dalam wadah dan mendinginkan minuman atau makanan di dalamnya. Air dingin mengambil panas dari botol, wadah, alih-alih memberikan dingin, reaksi sebaliknya juga dimungkinkan.
Sekarang fenomena yang sama dapat dengan mudah dibayangkan dalam skala planet. Lautan memanas selama musim panas, dan kemudian - dengan permulaan cuaca dingin, perlahan-lahan mendingin dan melepaskan panasnya ke udara, sehingga memanaskan benua. Setelah mendingin selama musim dingin, lautan mulai menghangat dengan sangat lambat dibandingkan dengan daratan dan memberikan kesejukannya ke benua yang mendekam karena matahari musim panas.
Kerapatan air
Dikatakan di atas bahwa ikan hidup di kolam di musim dingin karena fakta bahwa air membeku dengan kerak di seluruh permukaannya. Kita tahu bahwa air mulai berubah menjadi es pada suhu nol derajat. Karena massa jenis air lebih besar daripada massa jenis es, es mengapung dan membeku di permukaan.
Apa sifat redoks air
Juga, dalam kondisi yang berbeda, air dapat menjadi zat pengoksidasi dan zat pereduksi. Artinya, air, melepaskan elektronnya, bermuatan positif dan teroksidasi. Atau ia memperoleh elektron dan bermuatan negatif, yang berarti ia dipulihkan. Dalam kasus pertama, air teroksidasi dan disebut mati. Dia memilikisifat bakterisida yang sangat kuat, tetapi Anda tidak perlu meminumnya. Dalam kasus kedua, airnya hidup. Ini menyegarkan, merangsang tubuh untuk pulih, membawa energi ke sel. Perbedaan antara kedua sifat air ini dinyatakan dalam istilah "potensial redoks".
Dengan apa air dapat bereaksi
Air mampu bereaksi dengan hampir semua zat yang ada di Bumi. Satu-satunya hal adalah bahwa untuk terjadinya reaksi ini, Anda perlu menyediakan suhu dan iklim mikro yang sesuai.
Misalnya, pada suhu kamar, air bereaksi baik dengan logam seperti natrium, kalium, barium - mereka disebut aktif. Halogen adalah fluor dan klorin. Saat dipanaskan, air bereaksi baik dengan besi, magnesium, batu bara, metana.
Dengan bantuan berbagai katalis, air bereaksi dengan amida, ester asam karboksilat. Katalis adalah zat yang tampaknya mendorong komponen ke reaksi timbal balik, mempercepatnya.
Apakah ada air di tempat lain selain Bumi?
Sejauh ini, air belum ditemukan di planet mana pun di tata surya, kecuali Bumi. Ya, mereka menganggap kehadirannya di satelit planet raksasa seperti Jupiter, Saturnus, Neptunus, dan Uranus, tetapi sejauh ini para ilmuwan tidak memiliki data pasti. Ada hipotesis lain, yang belum sepenuhnya diverifikasi, tentang air tanah di planet Mars dan di satelit Bumi - Bulan. Mengenai Mars, sejumlah teori telah dikemukakan bahwa pernah ada lautan di planet ini, dan kemungkinan modelnya bahkan dirancang oleh para ilmuwan.
Di luar tata surya, ada banyak planet besar dan kecil, di mana, menurut para ilmuwan, mungkin ada air. Namun sejauh ini tidak ada cara sedikit pun untuk memastikan hal ini secara pasti.
Cara menggunakan konduktivitas termal dan listrik air untuk tujuan praktis
Karena fakta bahwa air memiliki kapasitas panas yang tinggi, air digunakan dalam pemanas listrik sebagai pembawa panas. Ini menyediakan perpindahan panas dari produsen ke konsumen. Banyak pembangkit listrik tenaga nuklir juga menggunakan air sebagai pendingin yang sangat baik.
Dalam pengobatan, es digunakan untuk pendinginan, dan uap digunakan untuk desinfeksi. Es juga digunakan dalam sistem katering.
Dalam banyak reaktor nuklir, air digunakan sebagai moderator untuk reaksi berantai nuklir yang sukses.
Air bertekanan digunakan untuk membelah, menembus, dan bahkan memotong batu. Ini secara aktif digunakan dalam pembangunan terowongan, fasilitas bawah tanah, gudang, kereta bawah tanah.
Kesimpulan
Berikut dari artikel tersebut bahwa air dalam sifat dan fungsinya adalah zat yang paling tak tergantikan dan menakjubkan di Bumi. Apakah kehidupan seseorang atau makhluk hidup lainnya di Bumi bergantung pada air? Tentu saja ya. Apakah zat ini berkontribusi pada aktivitas ilmiah manusia? Ya. Apakah air memiliki konduktivitas listrik, konduktivitas termal, dan sifat berguna lainnya? Jawabannya juga ya. Hal lain adalah semakin sedikit air di Bumi, dan terlebih lagi air bersih. Dan tugas kita adalah untuk melestarikan dan mengamankannya (dan, oleh karena itu, kita semua) darimenghilang.
