पानी की भौतिक और रासायनिक गुण

पानी के भौतिक और रासायनिक गुण

पानी के गुण: सामान्यता और जिज्ञासा
पानी के गुण: समस्थानिक और आणविक संरचना

इतिहास

जल को पूर्वजों द्वारा 4 मूलभूत तत्वों में से एक माना जाता था: दुनिया चर अनुपात में इन 4 आवश्यक सिद्धांतों के मिश्रण से बनी थी। यह 1774 वीं शताब्दी तक एक साधारण निकाय माना जाता था। तब कई केमिस्टों ने पाया कि पानी अपने संश्लेषण और विश्लेषण के द्वारा एक साधारण शरीर नहीं था। आइए हम पूर्वजों का हवाला देते हैं, प्रीस्टले जिन्होंने हाइड्रोजन (1783) के दहन से पानी का उत्पादन किया था, वत्स (1783) जिन्होंने इस परिकल्पना को सामने रखा कि पानी एक साधारण शरीर नहीं था, जिसे स्पंज का एहसास हुआ ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के मिश्रण से विद्युत स्पार्क की क्रिया के तहत संश्लेषण। लेकिन निर्णायक संश्लेषण प्रयोग लावोइसेयर और लाप्लास (1800) का था जिन्होंने एक यादगार सार्वजनिक प्रयोग के दौरान हाइड्रोजन और ऑक्सीजन से पानी का संश्लेषण किया। 2 में वोल्टा द्वारा विद्युत सेल की खोज के बाद, पानी का अपघटन हुआ। पानी के इलेक्ट्रोलिसिस ने ऑक्सीजन और हाइड्रोजन के संबंधित अनुपात को मापने के लिए अंत में पहुंचना संभव बना दिया। प्रसिद्ध रासायनिक सूत्र H1800O। पहला व्यावहारिक (और शानदार) इलेक्ट्रोलिसिस पेरिस में 1803 में रॉबर्टसन द्वारा किया गया था; रासायनिक सूत्र डाल्टन (1811) और एवोगाद्रो (XNUMX) के सैद्धांतिक कार्यों द्वारा स्पष्ट किया गया था।

पानी के भौतिक गुण

अन्य तरल पदार्थों की तुलना में पानी में काफी विशिष्ट भौतिक गुण होते हैं। यह एक "संरचित" तरल के रूप में प्रकट होता है, और अन्य तरल पदार्थों की तरह अव्यवस्थित नहीं होता है, इस तथ्य से कि इसके प्राथमिक घटक जुड़े हुए हैं।

पानी के गुण डिजिटल तराजू के अंतरराष्ट्रीय मानकीकरण के लिए एक संदर्भ के रूप में कार्य करते हैं: तापमान, घनत्व, द्रव्यमान, चिपचिपाहट, विशिष्ट गर्मी। विशिष्ट ऊष्मा असाधारण रूप से उच्च है (प्रति डिग्री 18 कैलोरी), यह पानी की महान थर्मल जड़ता और पृथ्वी की सतह के तापमान की इसकी विनियमन भूमिका की व्याख्या करता है। महासागरों में भारी मात्रा में ऊष्मा जमा होती है जो इसे समुद्री धाराओं द्वारा पुनर्वितरित करती है; पानी का वाष्पीकरण जलीय वातावरण में ऊर्जा को अवशोषित करता है और तापमान में कमी करता है, बादलों में बूंदों में वाष्प का संघनन इस गर्मी को वातावरण में पुनर्स्थापित करता है। ग्लोब की सतह पर जल निकाय जलवायु के लिए सत्य थर्मल थर्मल हैं।

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पानी का घनत्व उसके तापमान के साथ बदलता रहता है; जब तापमान गिरता है तो यह बढ़ जाता है, लेकिन अधिकतम घनत्व 4 ° C (0,997 g / cm3) पर होता है, न कि 0 ° पर, जैसा कि कोई अपेक्षा करता है। इस प्रकार, समुद्र और झील सतह से जम जाती हैं और तब से नीचे नहीं जहां जमा होती है, स्तरीकरण घटना, घने पानी से। ठोस अवस्था में पानी तरल पानी (बर्फ का घनत्व: 0,920 ग्राम / सेमी 3) से हल्का होता है।

पानी की चिपचिपाहट इसकी समस्थानिक संरचना पर निर्भर करती है: सामान्य पानी की तुलना में भारी पानी 30% अधिक चिपचिपा होता है। पहले दबाव के साथ चिपचिपाहट कम हो जाती है और उसके बाद बढ़ जाती है।

पानी का आइसोथर्मल कम्प्रेसिबिलिटी गुणांक छोटा होता है (4,9 10-5 प्रति बार) और पहले सन्निकटन के रूप में हम पानी को असंगत मान सकते हैं। फिर भी, महान वायुमंडलीय अवसाद समुद्र के स्तर पर कार्य करते हैं जो तूफानों के दौरान उगता है। सतह का तनाव अधिक है: पानी एक अच्छा गीला एजेंट (72 डायन / सेमी) है; यह ढह जाता है और सभी चट्टानों के छिद्रों और छिद्रों के साथ-साथ केशिका घटना से भी अंदर घुस जाता है। यह संपत्ति जलभृतों में पानी के भंडारण के लिए मौलिक है, चट्टानों की सतह के कटाव (ठंढ के प्रभाव के तहत फटने के लिए: जल-बर्फ मार्ग से 207 केपीए तक का दबाव विकसित होता है)। मजबूत सतह तनाव भी पानी की बूंदों के गोलाकार आकार की व्याख्या करता है।

पानी की भौतिक स्थिति तापमान और दबाव पर निर्भर करती है। तरल-गैस का पारम्परिक रूप से 100 ° C पर सामान्य दबाव पर लेकिन 72 ° C पर ही एवरेस्ट (8 m) के शिखर पर बनाया जाता है। बर्फ का पिघलने का तापमान दबाव के साथ कम हो जाता है: एक दबाव के प्रभाव में बर्फ फिर से तरल हो जाती है: इस प्रकार, स्केटर्स वास्तव में स्केट के दबाव के प्रभाव में गठित तरल पानी की एक पतली फिल्म पर स्लाइड करते हैं । पानी का ट्रिपल पॉइंट 848 mbar के नीचे 0,01 ° C पर है।

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बर्फ के पिघलने बिंदु के नीचे पानी तरल रह सकता है: -इस सुपरक्यूलिंग घटना को -40 डिग्री सेल्सियस के तापमान तक बनाए रखा जा सकता है। यह ठोस क्रिस्टलीकरण शुरू करने के लिए कीटाणुओं की अनुपस्थिति से समझाया गया है। जंगली में, रोगाणु एक सामान्य जीवाणु, स्यूडोमोनस सिरिंज द्वारा प्रदान किया जाता है। इस जीवाणु के आनुवंशिक हेरफेर से या तो फलों के पेड़ों की ठंड में देरी हो सकती है या कृत्रिम बर्फ को अधिक आसानी से बनाने के लिए ठंड में तेजी ला सकते हैं।

पानी आखिरकार एक उत्कृष्ट विलायक है जो ग्लोब की सतह पर अधिकांश आयनों के लिए एक वाहन के रूप में कार्य करता है।

पानी के रासायनिक गुण

पानी एक उत्कृष्ट विलायक है जो बहुत बड़ी संख्या में लवण, गैसों, कार्बनिक अणुओं को घोलता है। जीवन की रासायनिक प्रतिक्रियाएं एक जलीय माध्यम में होती हैं; जीव पानी में बहुत समृद्ध हैं (90% से अधिक तक)। यह लंबे समय से रासायनिक प्रतिक्रियाओं में शामिल एक तटस्थ विलायक के रूप में माना जाता है या नहीं। पानी में कमजोर पड़ने ने विशेष रूप से अभिकर्मकों की गतिविधि को धीमा करना संभव बना दिया। वास्तव में, पानी एक बहुत आक्रामक रासायनिक एजेंट है जो कंटेनर की दीवारों पर हमला करने का जोखिम रखता है जिसमें यह शामिल है: एक कांच की बोतल में, सिलिकॉन आयन पानी से गुजरते हैं। शुद्ध पानी एक नियामक दृष्टिकोण से मौजूद हो सकता है, अर्थात् जीवाणु और रासायनिक संदूषक के बिना पानी, लेकिन यह व्यावहारिक रूप से रासायनिक दृष्टिकोण से मौजूद नहीं है: यहां तक ​​कि आसुत जल में भी आयनों के निशान होते हैं या पाइप और कंटेनरों से लिए गए जैविक अणु।

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रासायनिक प्रतिक्रियाओं में, पानी पहले एच + प्रोटॉन में अपने पृथक्करण द्वारा हस्तक्षेप करता है, अक्सर हाइड्रेटेड प्रोटॉन एच 2 ओ + और हाइड्रॉक्सिल आयनों ओह- के रूप में एच 3 ओ के साथ जुड़ा होता है। यह इन 2 प्रकार के आयनों के बीच का अनुपात है जो समाधान के पीएच (पीएच: एच + के दाढ़ एकाग्रता के व्युत्क्रम का लघुगणक) को निर्धारित करता है। हाइड्रोजन और एक धातु हाइड्रॉक्साइड का उत्पादन करके कई धातुएं पानी को तोड़ सकती हैं।

आयनों (लवण, अम्ल, क्षार) का विघटन जल की ध्रुवीय प्रकृति का परिणाम है। नमक में आयनों की सांद्रता घुलनशीलता उत्पाद की विशेषता है। लवण में अलग-अलग घुलनशीलता के उत्पाद मूल्य होते हैं, जो एक खारा समाधान के वाष्पीकरण के दौरान भिन्नात्मक क्रिस्टलीकरण की घटना को बताता है। नमक दलदल में, समुद्र का पानी पहले कैल्शियम कार्बोनेट जमा करता है, कैल्शियम सल्फेट, फिर सोडियम क्लोराइड और अंत में बहुत घुलनशील लवण जैसे पोटेशियम, आयोडाइड और ब्रोमाइड।

पृथ्वी की सतह पर एक महत्वपूर्ण संपत्ति CO2 का विघटन है जो एक कमजोर एसिड, कार्बोनिक एसिड का उत्पादन करता है, विशेष रूप से चूना पत्थर की चट्टानों में कई चट्टानों के रासायनिक परिवर्तन के लिए जिम्मेदार है। भंग सीओ 2 की मात्रा दबाव का एक कार्य और तापमान का एक उलटा कार्य है। कैल्शियम कार्बोनेट को अम्लीय कार्बोनेट के रूप में विघटित किया जा सकता है और फिर तापमान और दबाव भिन्नता के अनुसार पुनर्सृजित किया जाता है, जैसा कि कार्स्टिक नेटवर्क के मामले में है।

स्रोत: http://www.u-picardie.fr/

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