Uraren propietateak

Ura (H2O) konposatu ez-organiko polarra da, giro-tenperaturan likido zaporegabe, usaingabe eta ia koloregabe dena. Ura, nabarmenki, gehien ikertutako konposatu kimikoa da eta askotan "disolbatzaile unibertsala" bezala deskribatzen da. Lurraren gainazalean dagoen substantziarik ugariena da, eta  unibertsoko hirugarren molekula ugariena da, hidrogeno molekularraren eta karbono monoxidoaren atzetik. Lurraren gainazalean solido, likido eta gas gisa existitzen den ohiko substantzia bakarra da.

Ur-molekulek hidrogeno loturak osatzen dituzte elkarren artean, eta oso polarrak dira. Polaritate horrek, batetik, gatzen ioiak disoziatzeko eta bestetik, beste substantzia polar batzuekin, hala nola, alkoholekin eta azidoekin lotzeko, hauek disolbatuz. Hidrogeno loturak izateak, propietate bereziak izatea eragiten du, esaterako, forma solido bat bere forma likidoa baino dentsitate txikiagokoa izatea, bere masa molarrerako 100ºC-ko irakite puntu altua izatea eta bero ahalmen handia izatea. 

Ura anfoteroa da, hau da, azido zein base baten propietateak erakuts ditzake, dagoen disoluzioaren pH-aren arabera; H+ zein OH− ioiak erraz sortzen ditu. Bere izaera anfoteroarekin lotuta, autoionizazioa jasaten du. H+ eta OH− kontzentrazioak konstante bat dira (Kw), bakoitzaren kontzentrazioak alderantzizko proportzionalak izanik.  

 Propietate Fisikoak 
Ura H2O formula duen substantzia kimikoa da; ur molekulak, oxigenoari kobalenteki lotuta dauden bi hidrogeno atomo ditu. Inguruneko tenperaturan eta presioan, ura  zaporegabea eta usaingabea den likidoa da. Ur likidoak xurgapen-banda ahulak ditu 750 nm inguruko uhin-luzeratan, eta horren ondorioz kolore urdinekoa izaten da. Kolore urdinarena modu errazean ikus daiteke urez betetako bainuontzi zuri batean. Esaterako, glaziarrak izotzezko kristal handiak dira, eta kolore urdinekoak izaten dira.

Oxigenoaren familiako hidruroak, gas egoeran egon ohi dira baina uraren berezitasuna baldintza estandarretan likidoa izatea da. Propietate berezi hori urak dituen hidrogeno-loturen ondorioa da. Ur molekulak etengabe mugitzen dira. Izan ere, hidrogeno loturak etengabe apurtu eta sortu egiten dira; zehazki, 200 fs (2×10−13) baino azkarragoko abiaduran eratzen dira. Hala ere, lotura horiek oso garrantzitsuak dira uraren propietate bereziak azpimarratzeko, eta horietako batzuek bizia ematen dute. 

 Ura, izotza eta lurruna 
Likidoa, lurraren atmosferan eta azaleran dagoen fase ugariena da. Uraren fase solidoari izotza deritzo, eta kristal gogor amalgamatuen egitura izan ohi du. Izotz kristalino hexagonalaz gain,  beste fase kristalino eta amorfoak ere ezagutzen dira. Bestalde, uraren gas faseari,  bapore deritzo. Gainera, airean esekitutako ur tanta txikiak daudenean, lurruna eta hodeiak sortzen dira.

Era berean, urak fluido superkritikoa eratzen du. Tenperatu kritikoa 647 K-koa da eta presio kritikoa 22,064 MPa-koa. Hori, naturan, ez-ohiko muturreko baldintzetan soilik gertatzen da . Naturaren adibide adierazgarriena, ur sakoneko gune beroko iturri hidrotermalak dira. Horietan, ura zutabe bolkanikoen bidez berotu egiten da tenperatura kritikoa lortu arte. Bestalde, presio kritikoa itsasoko pisuaren ondorioz lortzen da. Presio hori 2200 m inguruko sakoneran lortzen da, ondorioz, ozeanoaren batez besteko sakonera (3800 m) baino askoz txikiagoa da.

 Urtze puntua   
Uraren urtze-puntua presio estandarrean,  0ºC-koa da; hala ere, likidoa mekanikoki eraldatzen ez bada, ur likido purua tenperatura horretatik oso behera  gain hoztu daiteke izoztu gabe.

 Ura eta izotzaren dentsitatea 
Uraren dentsitatea zentimetro kubiko bakoitzeko 1 gramokoa da (62 lb/cu ft);erlazio hau, hasiera batean, gramoa definitzeko erabili zen. Dentsitatea aldatu egiten da tenperaturaren arabera, baina ez linealki: tenperatura igo ahala, dentsitatea 3,98°C-raino (39,16°F)  igotzen da, eta tenperatura horretatik aurrera jaitsi egiten da. Hasierako igoera ez da ohikoa;  izan ere, likido gehienek hedapen termikoa jasaten dute, eta ondorioz, dentsitatea tenperaturaren arabera gutxitu egiten da. 0°C-tik (32°F-tik) 3,98°C-ra (39,16°F-ra) gertatzen den igoera hedapen termiko negatibotzat jotzen da, beste likido gutxi batzuekin gertatzen den bezala. Izotza ez da ur likidoa bezain trinkoa, izoztean, uraren dentsitatea % 9 inguru murrizten baita.

Ur-molekulak norabide jakin batean lotzen dira hidrogeno-loturen bidez eta, horren ondorioz, propietate berezi batzuk lortzen ditu. Esaterako,  izotzak eta tenperatura baxuko ur likidoak dentsitate erlatibo txikiko egiturak dituzte, energia gutxiko sare irekiko egiturak direnak.  Tenperatura 0-4 °C artean igoz gero, urtu egiten dira. Zehazki, hidrogeno-loturak apurtu egiten dira, eta sareko hutsune batzuk ur molekulek betetzen dituztenez, paketatze trinkoagoa ahalbidetuta dago. Hala ere, 4°C-tik gora, hedapen termikoa efektu nagusi bihurtzen da, eta irakite-puntutik hurbil dagoen urak (100°C), % 4-ko dentsitate baxuagoa du 4°C ingurutan (39°F) dagoen urarekin alderatuz gero.

Presioa handitzean, izotza ur likidoa baino dentsitate handiagoko beste polimorfo batzuetara iragaiten da, hala nola izotz II, izotz III, dentsitate handiko izotz amorfo (HDA) eta dentsitate oso handiko izotz amorfo (VHDA) bezalako egituretara. 

Lurrean dagoen bizitza bermatzeko dentsitatearen kurba ezohikoa, eta izotzaren dentsitatea urarena baino txikiagoa izatea, funtsezko baldintzak dira. Esaterako, ura izoztean trinkoagoa izango balitz, neguko azaleko hozteek nahasketa konbektiboa eragingo lukete. Horren ondorioz, tenperatura 0°C-ra iristean, ur-masa behetik gora izoztu egingo litzateke, eta bertako bizitza guztia hilko litzateke. Gainera, urak bero-ahalmen handia du; hortaz,  isolatzaile termiko ona da, eta ondorioz, izoztutako laku batzuk udan erabat ez urtzea eragingo luke. Izan ere, dentsitate-kurbak alderantzizko bilakaera erakusten du, eta horrek geruza egonkor bat eratzen du, azaleko tenperaturak 4°C-tik beherakoak izan daitezen. Goian flotatzen duen izotz-geruzak, azpian dagoen ura isolatzen du. Oro har, aintzira sakonetan, hondoko tenperatura 4°C (39°F) inguruan mantentzen da urte osoan zehar.

 Puntu hirukoitza 
Puntu hirukoitza ura solido, likido eta gas eran orekan topatu dezakegun tenperatura eta presioari deritzo. 1954tik aurrera, puntu hau erabili da tenperaturaren oinarrizko unitatea, kelvin-a, definitzeko. Hala ere, gaur egun, uraren puntu hirukoitza erabili beharrean Boltzmann konstantea erabiliz definitzen da kelvin-a.

 Nahaskortasuna eta kondentsazioa 
Ura likido askorekin nahasgarria da, etanola barne, kantitate guztietan. Ura eta olio gehienak nahastezinak dira, eta geruzetan banatzen dira, goialdean dentsitate handiena duena kokatuta. Dentsitate handia izatea, polaritatea konparatuz aurreikus daiteke. Urak, konposatu polarra denez, polaritate handiko likidoekin, hala nola, etanolarekin eta azetonarekin nahasteko joera izango du. Polaritate txikiko konposatuek, berriz, nahastezinak izateko joera izango dute.  
Ura gas eran, ur-lurruna, erabat nahasgarria da airearekin. Baina, tenperatura jakin batean likidoarekin (edo solidoarekin) termodinamikoki egonkorra den ur-lurrunaren presioa nahiko baxua da, presio atmosferiko totalarekin alderatuta. Adibidez, lurrunaren presio partziala presio atmosferikoaren %2 bada eta airea 22ºC-tik 5ºC-ra hozten bada, ura kondentsatzen hasiko da, ihintza puntua zeharkatu eta lainoa sortuko da. Alderantzizko prozesuek goizean gertatzen den lainoen barreiatzea azaltzen dute. Gainera, hezetasuna giro-tenperaturan handitzen bada, adibidez, dutxa bero bat edo bainu bat martxan jarriz, eta tenperatura berdin mantentzen bada, lurruna berehala iristen da fase aldaketarako presiora. Gero, kondentsatu egiten da ur tanta txiki gisa eta normalean gandu (gazteleraz: vaho) esaten zaio.

Airearen lurrun-presioa lurrun-presioarekin orekan dagoenean, uraren eraginez, gas asea edo %100eko hezetasun erlatiboa duena sortzen da. Urak (edo izotzak, nahikoa freskoa bada),  lurrunketaren bidez, ez du masa galduko aire asearen eraginpean dagoenean. Airearen ur-lurrun kantitatea txikia denez, hezetasun erlatiboa askoz baliagarriagoa da ur-lurrunaren eta lurrun-presio partzial aseen arteko presio partzialaren erlazioa determinatzeko. Lurrunaren presioa %100 erlatiboa baino handiagoa bada, hezetasun gainasetua esaten zaio, eta airea azkar hozten bada gerta daiteke, adibidez, bat-batean gorantz eginez.

 Erreferentziak