خواص شیمیایی آب

 

 

آب یک ترکیب بی مزه، بی بو و شفاف بوده و فراوان ترین مایع موجود بر روی زمین می باشد. در این مقاله با خواص شیمیایی آب آشنا خواهید شد.
همه ی ما می دانیم که آب برای بقاء و زندگی موجودات بسیار حیاتی می باشد. دانشمندان برای چندین دهه است که در حال کشف آب بر روی کره ی مریخ می باشند. تنها در نوامبر گذشته، ناسا اعلام کرد که آب بر روی ماه پیدا شده، از این رو مسیر جدیدی برای توسعه ی ایشتگاه فضایی ماه باز شد. چرا دانشمندان انواعی از آزمایشات را به منظور یافتن آب بر روی سیارات دیگر انجام می دهند؟ آب برای وجود حیات ضروری بوده و دلیل این امر نیز این است که بخش زیادی از بدن موجودات از آب ساخته شده است. به همین دلیل، آب به عنوان یک اسکلت مایع عمل کرده و مانع از جدا شدن ترکیبات بدن از هم می گردند.
خواص شیمیایی آب
آب دارای فرمول شیمیایی H2O بوده که بدین معنی است که این مولکول توسط ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن تشکیل شده است. وزن اتم هیدروژن یک شانزدهم اتم هیدروژن می باشد. بنابراین، در مولکول آب، 8/88 درصد از وزن آب از اکسیژن بوده، در حالی که تنها 2/11 درصد از وزن آب متعلق به اتم هیدروژن می باشد.
مولکول قطبی
هر چند که در مجموع آب دارای بار خنثی می باشد، اما این ترکیب تمایل به داشتن بار تا حدی مثبت در سمت هیدروژن و تا حدی منفی در سمت اکسیژن دارد. پیوند الکتروستاتیک تشکیل شده بین یون هیدروژن تا جزئی مثبت از مولکول آب و دیگر یون های منفی یا مولکول های قطبی به عنوان پیوند هیدروژنی نامیده می شود.
حلال جهانی
آب ظرفیت انحلال بیشتری نسبت به مایعات دیگر دارد و از این رو، به عنوان حلال جهانی شناخته شده است. این ویژگی مولکول آب را قادر می سازد تا برای حمل و نقل مواد معدنی با ارزش، مواد غذایی یا مواد شمییایی با آن ها ترکیب شوند. پیوندهای قطبی در مولکول آب باعث شده که به یک حلال جهانی تبدیل شود.
ترکیبات آبدوست
موادی که به راحتی در آب حل می شوند، به عنوان ترکیبات آبدوست نامیده می شوند. آن ها شامل یون ها یا مولکول های قطبی می باشند که مولکول های آب را به واسطه ی بار آن ها جذب می کنند. مولکول های آب این یون ها را احاطه کرده و آن ها را به درون محلول حمل می کنند، بنابراین منجر به حل شدن آن ها می گردند. برای مثال، مواد یونی مانند سدیم کلرید در آب حل شده و یون های مثبت سدیم و یون های منفی کلر در سدیم کلرید به سمت مولکول های قطبی آب جذب می شوند.
ترکیبات آبگریز
مولکول هایی با پیوندهای غیر قطبی غالب آن هایی هستند که عمدتا در آب نامحلول می باشند و به عنوان ترکیبات آبگریز نامیده می شوند (برای مثال، هیدروکربن های حاوی پیوندهای C-H). این امر به دلیل آن است که شدتی که توسط آن مولکول های آب به پیوندهای C-H متصل می شوند، کمتر از شدت آن ها به سمت دیگر مولکول های آب می باشد. از این رو، مولکول آب این هیدروکربن ها را به درون محلول حمل نمی کند.
سطح pH
مقیاس pH از 1 تا 14 می باشد، در جایی که این مقدار بین 1 تا 6 باشد، ترکیب دارای pH اسیدی بوده، در حالی که مقدار بین 8 تا 14، ترکیب بازی بوده و ترکیباتی که دارای pH = 7 می باشند، خنثی هستند. pH یک ماده ی شیمیایی توسط مقدار اتم های هیدروژن موجود در آن تعیین می شود. بنابراین یک ترکیب شیمیایی با pH بالا دارای تعداد بیشتری اتم هیدروزن در ترکیب شیمیایی خود بوده و به عنوان ترکیب اسیدی نامیده می شود. ترکیباتی با pH پایین تر حاوی تعداد کمتری اتم های هیدروژن بوده و به عنوان ترکیبات بازی نامیده می شوند. pH آب خنثی است.
ماهیت آمورفیک
آب توانایی عمل به عنوان یک اسید (دهنده ی پروتون) و همچنین یک باز (پذیرنده ی پروتون) را دارد. این ترکیب با اسید قوی تر از خودش به عنوان یک باز عمل می کند و با باز قوی تر از خودش به عنوان یک اسید عمل می کند.
این ماهیت آمورفیک به طور واضح در واکنش زیر قابل مشاهده است، که در آن مولکول آب با اسید به عنوان یک باز عمل می کند.
H2O (l) + HCl (aq) ⇌ H3O++ Cl-
مولکول آب همچنین با یک باز قوی به عنوان یک اسید عمل می کند.
H2O (l) + NH3 (aq) ⇌ NH4+ + OH-
خاصیت جالب توجه دیگر این ترکیب این است که فلزاتی مانند طلا، نقره، مس، قلع و غیره با آب هیچ گونه واکنشی نمی دهند. علاوه بر این، اگر چه خواص شیمیایی آب نمک به دلیل تفاوت نمک های حل شده در آن ها متفاوت از آب معمولی می باشد، اما خواص شیمیایی آب مقطر همانند آب معمولی می باشد. آب مقطر تنها خواص فیزیکی متفاوتی با آب معمولی دارد.