الماء
الماء هو مركب سائل غير ملون وذو طعم ورائحة خفيفتين، ويتواجد في حالات المادة الثلاث: السائلة، والصلبة، والغازية. يتكون الماء من ذرتين من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين (H2O). يغطي الماء حوالي ثلاثة أرباع سطح الأرض، وهو عنصر أساسي للحياة، حيث لا يمكن للكيانات الحية الاستغناء عنه. يتمتع الماء بالعديد من الخصائص الفيزيائية والكيميائية التي تعكس أهميته الكبيرة في الحياة، وسوف نتناولها في الفقرات التالية.
الخصائص الفيزيائية للماء
تشير الخصائص الفيزيائية إلى السمات القابلة للقياس التي تعبر عن حالة نظام فيزيائي في وقت معين، ومن بين تلك الخصائص:
- درجة الحرارة: تتراوح درجة حرارة مياه الشرب عادة بين 9-15 درجة مئوية، بينما تتراوح درجة حرارة المياه الجوفية بين 10-20 درجة مئوية. بالنسبة للمياه الجوفية العميقة، فقد تصل درجة الحرارة إلى 60 درجة مئوية، مما يجعلها حارة.
- شذوذ الماء: على عكس معظم السوائل الأخرى، يقل ضغط الماء أثناء تجمده وتزداد هجمته، بينما تزداد كثافة السوائل الأخرى وينقص حجمها عند التجميد.
- التوتر السطحي: يتمتع الماء بتوتر سطحي مرتفع نتيجة التماسك القوي بين جزيئاته، مما يسهل تكوين قطرات الماء على الأسطح كارهة الماء، كما يفسر قدرة الماء على حمل أجسام ثقيلة. علاوة على ذلك، تتمتّع جزيئات الماء بقدرة على الالتصاق بجدران الأوعية، مما يساعد على ارتفاعه في الأشجار والنباتات عبر الشعيرات الجذريّة.
الخصائص الكيميائية للماء
تشير الخصائص الكيميائية للماء إلى سلوكه عند تعرضه للضغط والحرارة، ويتجلى ذلك بوضوح أثناء التفاعلات الكيميائية، ومنها:
- يتكون الماء من عنصري الأكسجين والهيدروجين، ورمزه الكيميائي هو H2O، حيث يحتوي على ذرتين من الهيدروجين وذرة واحدة من الأكسجين.
- يعتبر الماء مركباً مستقراً، حيث لا يمكن تفكيكه إلى عناصره الأصلية إلا من خلال التحليل الكهربائي، إذ يتصرف ككتلة مترابطة وليس كجزيئات منفصلة، على عكس وجود فراغات ضمن جزيئات الماء.
- التحليل الكهربائي: هذه هي الوسيلة الوحيدة لتفكيك الماء إلى عناصره الأساسية، مما ينتج عنه الهيدروجين والأكسجين.
- خاصية الاحتراق: الماء لا يحتمل الاحتراق ولا يساعد على حدوثه.
- التفاعل مع الفلزات: يُظهر الماء ثلاثة أنواع من التفاعلات، حيث يتفاعل بعضها مع الماء البارد مثل الصوديوم والبوتاسيوم، وبعضها الآخر يتفاعل عند تسخينه مع بخار الماء، مثل الخارصين والمغنيسيوم، في حين أن بعض الفلزات مثل الذهب والفضة لا تتفاعل مع الماء أو بخاره.
- التوازن الحمضي: يعتبر الماء مادة متعادلة، حيث تساوي درجة الحموضة فيه درجات القاعدية، وبالتالي تسجل قيمة 7، مما يعني أنه لا يمكن تصنيفه كمادة حمضية أو قاعدية.
