În stările de apă sunt prezente în scoarța terestră și în atmosferă. Hidrosfera este formată din mase exorbitante de apă lichidă, mai ales sărată, care conferă Pământului suprafața sa albăstruie caracteristică; iar la stâlpii săi albi, două regiuni înghețate în care proliferează gheața sub formă de capace polare.
În ceea ce privește vaporii săi, vedem dezvoltarea lor finală în condensarea norilor, când sunt deja grupate suficient încât să reflecte lumina soarelui în culorile lor albicioase tipice. Norii, coloizi gazoși, își eliberează conținutul de apă provocând ploaie sau precipitații sau îngheață în cristale minuscule care cad ca zăpada.
Apa, deși pare un compus simplu, ascunde în picăturile sale cristaline un torent de proprietăți incredibile care se extind prin toate stările sale fizice. Sursa: Pxhere.
Când vaporii de apă se răcesc până la altitudini mici, acoperă obiecte sau suprafețe cu îngheț, care arată ca zăpada, dar mai strălucitoare și mai cristalină. Pe de altă parte, în ceață sau ceață, particulele de apă sunt combinate în mai multe stări, deoarece constau în coloizi mai puțin densi care estompează și albesc vederea spectatorilor.
Dintre toate stările sale fizice, cea mai importantă este lichidul, deoarece constituie o mare parte din corpul nostru și din toate organismele vii.
Să vedem care sunt cele trei stări ale apei:
Solid
Ca solid, apa poate fi găsită ca gheață, zăpadă sau îngheț.
Gheaţă
O galerie de ghețari albastri. Sursa: Pxhere.
Formula chimică a apei este H 2 O, iar molecula sa poate fi scrisă sub formă de HOH, a cărei geometrie este unghiulară (tip boomerang), capabilă să formeze trei legături de hidrogen în stare lichidă.
Între timp, când temperatura scade și apa se răcește, moleculele sale adoptă patru astfel de punți, ceea ce creează un aranjament spațial specific și repetitiv: un cristal de apă. Acest cristal este cunoscut popular sub numele de gheață. Gheața este apoi starea solidă a apei.
Exemple de gheață se găsesc în cuburi de băutură, în sticle de apă care îngheață în frigider, pe suprafețele piscinelor sau fântânilor expuse iarna sau în masele ghețarilor.
Gheața poate apărea ca blocuri incolore, dar poate deveni albicioasă în funcție de impuritățile sale sau de conținutul de aer închis. De asemenea, poate afișa nuanțe albăstrui palide (imaginea de sus), care reprezintă cel mai natural mod în care lumina interacționează cu cristalele tale.
Astfel, apa nu este în totalitate incoloră sau cristalină: are o culoare albastră aproape imperceptibilă. Această culoare se intensifică în funcție de concentrația și compactarea moleculelor de apă iradiate de lumină.
Zăpadă
Câmpurile cu zăpadă seamănă cu suprafețe nisipoase. Sursa: Matthias MeyerPexels.
Zăpada este de asemenea gheață, dar ale cărei cristale sunt mai mici, deoarece au fost formate din picături microscopice de apă, înghețate și suspendate în nori. Aceste cristale sau fulgi de zăpadă se aglomerează, cad în gol și sfârșesc așezând un solid alb pudrat pe suprafețe.
Cu toate acestea, morfologia zăpezii și tipurile acesteia scapă de câmpul meteorologic.
Îngheţ
Gheața este recunoscută prin cristalele sale cele mai strălucitoare și mai proeminente. Sursa: Pixabay.
Gheața este, de asemenea, o altă dintre cele mai cunoscute și mai admirate manifestări de gheață. Spre deosebire de zăpadă, cristalele sale provin la altitudini mici, ca urmare a depunerii vaporilor de apă pe suprafețe reci; primele cristale servesc ca nuclee pentru cel de-al doilea și așa mai departe până se formează modele scaltoase sau puținoase (imaginea de sus).
Lichid
Apa lichidă este starea ei cea mai importantă și vitală, deși nu cea mai abundentă din univers. Sursa: Pixabay.
Apa lichidă este cea mai frecventă pe Pământ, deși nu se poate spune același lucru și pentru alte planete. O vedem pe țărm în valurile sale efervescente, și dincolo de orizontul albastru cu creștele sale ondulate.
Volumele exorbitante ale oceanelor le permit să afișeze culori albastre din ce în ce mai închise, pe măsură ce se coboară la adâncimi mai mari, unde lumina este complet împrăștiată și razele sale nu luminează nimic.
Apa proaspătă este lichidul care susține toate formele (cunoscute) ale vieții, deoarece moleculele sale sunt conținute în interiorul și în afara celulelor.
Stările energetice ale moleculelor de apă din lichid sunt mai aleatorii și mai eterogene decât cele găsite în gheață: legăturile de hidrogen sunt create constant și rupte pe măsură ce moleculele de apă lichidă se deplasează dintr-o parte în alta.
Din apa lichidă se studiază existența regiunilor cu densități joase și mari; adică zone ale lichidului în care moleculele sunt mai mult grupate decât în altele. Apa vitroasă și super vâscoasă este denumită chiar tranziții în fază lichidă sub presiune ridicată.
Gazos
În izvoarele termale sau gheizerele puteți vedea vaporii de apă. Sursa: Pixabay.
Când apa se evaporă, moleculele sale de H 2 O trec la starea gazoasă sau la faza de vapori: vaporii de apă. Acești vapori sunt incolori, dar dacă concentrația lor este ridicată, ei pot fi văzuți ca un fum alb, caracteristic atunci când fierbe conopere cu apă, în izvoarele fierbinți sau în jeturile de fierbere ale gheizerelor.
Odată ce vaporii de apă se ridică spre cer, încep să se răcească, începând să formeze picături microscopice de apă care rămân suspendate în aer; toate sunt cunoscute sub numele de nori, suficient de mari pentru a reflecta toate culorile soarelui și amestecate cu alte particule prezente în atmosferă.
Alții
Dacă o gheață este încălzită, se va forma apă lichidă, iar aceasta la rândul ei va fi vapori de apă. La fel și la presiunea atmosferică; Cu toate acestea, această presiune poate fi manipulată, precum și temperatura pentru a supune apa la condiții ostile, cum ar fi cele găsite în Cosmos, în special în interiorul planetelor glaciare, cum ar fi Uranus și Neptun.
Apa sub presiune (de ordinul a sute de GPa) și temperaturi copleșitoare (mii de grade Celsius), dobândește stări fizice ale căror caracteristici nu mai coincid cu gheața convențională și cu polimorfele sale, precum și cu lichidul și vaporii săi.
De exemplu, una dintre aceste stări este gheața XVIII, care, mai mult decât gheața, este un solid superionic cu caracteristici metalice; transportă protoni în interiorul său în loc de electroni. Se crede că, dacă ar putea fi obținut în cantități apreciabile, ar părea ca niște cristale negre fierbinți - gheață neagră.
Referințe
- Whitten, Davis, Peck și Stanley. (2008). Chimie (Ediția a VIII-a). CENGAGE Învățare.
- Steven S. Zumdahl. (15 august 2019). Toaletă. Encyclopædia Britannica. Recuperat de la: britannica.com
- Wikipedia. (2019). Proprietățile apei. Recuperat de la: en.wikipedia.org
- Rodrigo Ledesma. (23 decembrie 2016). Oamenii de știință au descoperit o nouă stare a materiei pentru apă. Cuarţ. Recuperat de la: qz.com
- Martin Chaplin. (9 septembrie 2019). Diagrama fazei de apă. Recuperat din: 1.lsbu.ac.uk
- Sheila M. Estacio. (Sf). State of Water. Recuperat din: nyu.edu
- Helmenstine, Anne Marie, doctorat. (19 noiembrie 2018). Care este diferența dintre gheață și zăpadă? Recuperat de la: thinkco.com