PROPRIEDADES FISICAS E QUIMICAS DA AGUA
Autor: 9° Ano do colégio exclusivo global | Publicado: 2012-09-05T17:06:00-07:00





PROPRIEDADES FISICAS E QUIMICAS DA AGUA

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A água é a substância química
de fórmula H2O: uma molécula de água tem dois átomos de hidrogênio ligados covalentemente a
um átomo de oxigênio. A água é um
líquido insípido e inodoro nas condições ambientes temperatura e pressão, e
parece incolor em pequenas quantidades, apesar de ter um matiz azul muito leve.
O gelo também parece ser incolor, e o vapor d'água é essencialmente invisível
como gás. A água é primariamente um líquido em condições ambientes, o que não
se prevê da sua relação com outros hidretos análogos da família do oxigênio da tabela periódica,
que são gases como o sulfeto de hidrogênio.
Além disso, todos os elementos ao redor do oxigênio na tabela — nitrogênio, flúor, fósforo, enxofre e cloro
— se combinam com o hidrogênio para formar
gases. A razão pela qual o hidreto de oxigênio (água) forma um líquido é o fato
de ele ser mais eletronegativo
que todos esses elementos (exceto pelo flúor). O oxigênio atrai elétrons muito mais fortemente que o hidrogênio,
levando a uma carga resultante positiva nos átomos de hidrogênio, e uma carga
resultante negativa no átomo de oxigênio. A presença de carga nesses átomos dá
à água um momento de dipolo.
A atração elétrica devida a esse dipolo aproxima as moléculas de água, tornando
mais difícil separá-las e, por consequência, elevando o ponto de ebulição.
Essa atração é conhecida como ligação de hidrogênio.
A água pode ser vista como um líquido polar que se dissocia minimamente num íon
hidrônio (H3O+(aq))
e um íon hidroxila (OH−(aq))
associado. A água está em equilíbrio dinâmico
entre os estados líquido, sólido e gasoso nas condições ambientes de temperatura e pressão, e é
a única substância pura encontrada naturalmente na Terra com essa
característica.


Uma
característica incomum da água é a sua dilatação anômala.
Ela se contrai com a queda de temperatura, mas a partir de 4°C recomeça a se expandir, voltando a se
contrair após sua solidificação. Isso explica porque a água congela primeiro na
superfície, pois a água que atinge a temperatura de 0 °C se torna menos densa que
a água a 4 °C,
consequentemente ficando na superfície. Esse fenômeno também é importante para
a manutenção da vida nas águas frias, pois faz com que a água a 4 °C fique no fundo e mantenha
mais aquecidas as criaturas que ali vivem.




Cerca
de dois terços da superfície da Terra está coberta por água.
Os cinco oceanos contêm 97,2% da água do planeta. O aglomerado de gelo
do Antártico (região mais a sul do globo) contém
cerca de 90% de toda a água potável existente no planeta. A água em forma de vapor
pode ser vista nas nuvens, contribuindo para o albedo da Terra. 




A
água possui muitas propriedades incomuns que são críticas para a vida,
nomeadamente é um excelente solvente e possui alta tensão superficial
(0,07198 N m-1 a 25
 °C). A água pura tem sua maior densidade a 3,984°C (999,972 kg/m³) e
tem valores de densidade menor ao arrefecer que ao aquecer. Por
ser uma substância estável na atmosfera, desempenha um papel importante como
absorvente da radiação infravermelha,
crucial na atenuação do efeito estufa da
atmosfera. A água também possui um calor específico
peculiarmente alto (75,327 J mol-1 K-1 a 25
 °C), que desempenha um importante papel na regulação do
clima global. 




A
água dissolve vários tipos de substâncias polares
e iônicas, como sais
e açúcares, facilitando as interações químicas
entre as diferentes substâncias fora e dentro dos organismos vivos,
principalmente nos de metabolismo complexo.[14]




Apesar
disso, algumas substâncias não se misturam bem com a água, entre elas os óleos, podendo ser classificadas como insolúveis e, em alguns casos, hidrofóbicas. As membranas celulares, compostas por lipídios e proteínas, levam vantagem das propriedades
hidrofóbicas para controlar as interações entre os seus conteúdos e o meio
externo.[14]





A
água pura apresenta baixa condutividade elétrica,
mas essa propriedade aumenta significativamente com a adição de uma pequena
quantidade de um eletrólito, como o cloreto de hidrogênio.
Assim, o risco de choque elétrico é
muito maior em água com impurezas não encontradas na água pura. (Convém notar,
porém, que o risco de choque elétrico diminui quando a concentração de
impurezas é tal que torna a água um melhor condutor que o corpo humano. Por
exemplo, o risco de choque elétrico na água do mar é maior que em água doce,
porque a água do mar tem uma concentração muito maior de impurezas,
particularmente o sal comum, e a corrente principal flui pelo melhor condutor.
Isso não é sempre garantido, contudo, e subsiste um risco substancial na água
salgada.) Todas as propriedades elétricas observáveis na água provêm dos íons
de sais minerais e de dióxido de carbono
misturados nela. De fato, a água se auto-ioniza,
processo em que duas moléculas de água se tornam um ânion hidróxido e um cátion hidrônio, mas não o bastante para carregar corrente elétrica
suficiente para exercer qualquer trabalho ou dano na maioria dos casos. Em água
pura, um equipamento sensível pode detectar uma ligeira condutividade elétrica
de 0,055 μS/cm a 25 °C. A água também pode, por meio de uma eletrólise, separar-se nos gases hidrogênio e
oxigênio, mas, na ausência de íons dissolvidos, esse é um processo muito lento,
porque apenas uma corrente muito pequena pode ser conduzida. Enquanto os
elétrons são os principais portadores de carga na água (e nos metais), no gelo
(e em alguns outros eletrólitos) os prótons são os principais portadores




Também
devido à sua polaridade, a água
é um bom solvente. Substâncias que se misturam bem e se
dissolvem na água (por exemplo, os sais) são conhecidas como
substâncias hidrofílicas, ao passo que as que não se
misturam bem em água (por exemplo, gorduras e óleos) são chamadas hidrofóbicas. A capacidade de uma substância se
dissolver em água depende de ela poder ou não igualar ou superar as grandes forças atrativas
que as moléculas de água exercem umas sobre as outras. Se uma substância tiver
propriedades que a impeçam de superar essas grandes forças intermoleculares,
suas moléculas são “expulsas”
da água, e não se dissolvem. Ao contrário do que normalmente se acredita, a
água e as substâncias hidrofóbicas não se “repelem”, e a hidratação de uma superfície
hidrofóbica é favorável energeticamente, mas não entropicamente.




Fases


Água em três estados: líquido (mar), sólido (gelo)
e vapor (invisível no
ar). As nuvens são a acumulação das gotículas condensadas do vapor.

A
água pode ser encontrada na natureza sob a forma sólida, líquida e gasosa (vapor de água). Este último, pode ser encontrado na
atmosfera, proveniente da evaporação de mares,
rios
e lagos.



A
água pode mudar de estado físico como, por exemplo, ir do estado sólido para o
estado líquido. Um exemplo disso é quando deixamos o gelo (estado sólido da
água) fora da geladeira e ele derrete passando a líquido.



A
mudança de estado sólido para líquido recebe o nome de fusão, enquanto que
a do estado líquido para o sólido de solidificação. Do
estado líquido para a forma vapor, temos o fenômeno de vaporização e, da forma de vapor para a líquida,
de condensação ou liquefação. A evaporação da água no seu ciclo natural ocorre à
temperatura ambiente e é lenta. O ponto de ebulição
da água está relacionado à pressão atmosférica.