www.referat.ro

Apa i proprietile sale Apa este un lichid inodor, insipid i incolor, de cele mai multe ori, sau uor albstrui sau chiar verzui n straturi groase. Apa este o substan absolut indispensabil vieii, indiferent de forma acesteia, fiind unul dintre cei mai universali solveni. Apa este un compus chimic al hidrogenului i al oxigenului, avnd formula chimic brut H2O (vedei Ap (molecul)). Apa este una din substanele cele mai rspndite pe planeta Pmnt, formnd unul din nveliurile acesteia, hidrosfera.

Pe Pmnt, apa exist n multe forme, n cele mai variate locuri. Sub form de ap srat exist n oceane i mri. Sub form de ap dulce n stare solid, apa se gsete n calotele polare, gheari, aisberguri, zpad, dar i ca precipitaii solide, sau ninsoare. Sub form de ap dulce lichid, apa se gsete n ape curgtoare, stttoare, precipitaii lichide, ploi, i ape freatice sau subterane. n atmosfer, apa se gsete sub form gazoas alctuind norii sau fin difuzat n aer determinnd umiditatea acesteia. Considernd ntreaga planet, apa se gsete continuu n micare i transformare, evaporarea i condensarea, respectiv solidificarea i topirea alternnd mereu. Aceast perpetu micare a apei se numete ciclul apei i constituie obiectul de studiu al meteorologiei i al hidrologiei. Legturi n molecula de ap

Dup cum bine tim formula exact a moleculei de ap este H2O (2 atomi de hidrogen sunt legai de un atom de oxigen), formula a fost descoperit de italianul Stanislau Cannizzarro.Apa curat este transparent, inodor i nu are gust. n strat subire este incolor iar n strat mai gros albastr. Anomalia densitii apei are o mare influen asupra climei planetei i a vieii animalelor i plantelor. Cnd apa rurilor, a lacurilor i a mrilor scade sub 4 grade, ea nu mai cade la fund ci, fiind mai uoar rmane la suprafa i nghea aici. Fiind protejate de stratul de ghea, apele mai adnci nu nghea pn la fund, ci au, sub stratul de ghea, temperatura de 4 grade la care viaa poate continua.

Apa lichid din natur nu este niciodat pura, fiindc ea dizolv o parte din substanele solide i gazoase cu care vine n contact. Cea mai curat ap este apa de ploaie sau din topirea zpezii.Apa izvoarelor i a rurilor conine dizolvate gazele din atmosfer: oxigen, azot i bioxid de carbon, apoi cationii: calciu, magneziu, sodiu, i anionii de carbonat, sulfat i clorur. Cea mai important sare coninut n apa de izvor sau de ru este carbonatul acid de calciu.O ap coninnd mult carbonat acid de calciu, o ap dur, nu face spum cu spunul deoarece el se descompune la fierberea apei n carbonat de calciu insolubil.

Apa potabil ca i aerul este vital pentru om. Un om consum n medie 2l de apa pe zi. Fr ap, omul nu poate supravieui. n ap potabil se gsesc dizolvate pn la 0,5 g/l sruri minerale i mici cantiti de aer.

Ap mineral conine sruri minerale i dioxid de carbon. Ea este recomandat mai ales n timpul verii, cnd prin transpiraie omul pierde o mare cantitate de sruri minerale.

Apele din ruri au o compoziie variabil. Sunt n general slab mineralizate. Conin Ca2+ i HCO3- i mai rar SO42- i Cl-Apele mrilor i oceanelor sunt puternic mineralizate. Mrile interioare au concentraii n sruri, fie mai mari (Marea Mediteran), fie mai mici (Marea Neagr- n special NaCl) comparativ cu apele oceanelor. n cazul Mrii Moarte, concentraia de sruri este att de mare nct viaa nu poate exista.Apa ca solvent multe din substanele compuse ce sunt necesare vieii pot fi dizolvate n ap. n timpul formrii i deplasrii n atmosfera a picturilor de ploaie, hidrogenul, oxigenul i dioxidul de carbon sunt gaze ce se dizolv n aceste picturi. De asemenea, toate plantele i extrag substanele hrnitoare din apa n care acestea sunt dizolvate.Srurile apei de mare conin 89( cloruri, 10( sulfai, 0,2( carbonai. Totalitatea apei pe pmnt este de aproximativ 1,46 miliarde km3 din care 97( n oceane i mri, 2( n calote glaciare i 1( n ruri, lacuri, pnze subterane.Pentru epurarea apei se folosesc: ozon, clor, hipoclorit de calciu (ap de Javel), cloramin. n cazul clorului se utilizeaz aproximativ 0,1 mg clor la litru. O cantitate prea mare de clor d ns apei un gust dezagreabil i chiar un miros urt. Serviciile americane adaug apei potabile puin fluorur de sodiu, pentru a combate cariile dentare.

Strile de agregare ale apei

Corpurile se pot afla n stare solid, lichid sau gazoas i pot trece dintr-o stare n alta. Cnd nghea, apa se transform n solid, iar cnd fierbe se transform n vapori. Cnd gheaa se topete, trece din stare solid n stare lichid, adic ap. Cnd apa fierbe, se transform n gaz, adic vapori. Trecerea unui corp din strare solid n stare lichid i din stare lichid n stare gazoas se face prin nclzire, care i furnizeaz energie caloric, intensificnd astfel agitaia molecular.

Molecula de ap- n 1781, fizicianul englez H. Cavendish a artat c apa se formeaz prin explozia unui amestec de hidrogen i oxigen, cu ajutorul scnteii electrice.

- n 1783, Lavoisier a repetat experiena, realiznd pentru prima oar sinteza cantitativ a apei. S-a stabilit atunci c 2g de hidrogen se combin cu 16g oxigen pentru a da 18g ap.

- n 1805, Humboldt i Gay-Lussac au artat c apa este format din dou volume de hidrogen i un volum de oxigen.

- Apa natural const n amestecul speciilor de izotopi ai oxigenului: 16O, 17O, 18O, cu cei trei izotopi ai hidrogenului: 1H, 2H, 3H. Combinarea acestora genereaz 18 specii de molecule de ap.

- Apa pur este ntotdeauna un amestec de ap uoar (H2O) i de cantiti extrem de mici de ap grea (D2O) i ap hipergrea (T2O)- Dup compoziie, apele minerale pot fi: acide (coninut ridicat de CO2), alcaline (predomin sulfaii de magneziu i sodiu), sulfuroase (conin sulfuri alcaline), feruginoase (conin carbonai de fier di i trivalent).

- ara noastr are un potenial ridicat de ape minerale. Sunt cunoscute staiunile balneo-climaterice ca cele de la Buzia (ape carbogazoase i feruginoase), Climneti, Govora, Cciulata (ape sulfuroase), Slnic Prahova, Ocna Sibiului (saline).

- Factorii determinani ai efectului terapeutic precum: termalitate, prezena gazelor dizolvate (O2, CO2, H2S, CH4, N2, gaze rare), prezena unor substane de natur mineral sau organic permit utilizarea acestor ape n tratarea unei game foarte largi de afeciuni ale aparatului cardio-vascular, locomotor, anemii, boli ale sistemului nervos i boli endocrine.

Apa ca o surs preioas Datorit creterii populaiei mondiale i a altor factori, tot mai puini oameni beneficiaz de ap potabil. Problema apei poate fi rezolvat prin creterea produciei, o distribuie mai bun, i nerisipirea resurselor deja existente. Din acest motiv, apa este o resurs strategic pentru multe ri. Au existat de-a lungul timpului mai multe conflicte pentru accesul la ap i controlul acesteia. Experii prevd mai multe conflicte viitoare din cauza creterii populaiei mondiale i creterii contaminrii prin poluare i nclzire global.

Raportul UNESCO despre dezvoltarea apei (WWDR, 2003) din cadrul Programului de Evaluare a Apei pe Plan Mondial arat c, n urmtorii 20 de ani, cantitatea de ap potabil disponibil va scdea cu 30%. 40% dintre locuitorii lumii nu au ap curat suficient pentru o igien minimal. Peste 2,2 milioane de oameni au murit n 2000 de boli legate de consumul de ap contaminat sau din cauza secetei. n 2004, o organizaie englez, WaterAid, a raportat c un copil moare la fiecare 15 secunde din cauza bolilor legate de ap ce ar putea fi uor prevenite.

Se prevede c apa ar putea deveni preioas precum petrolul, lucru care ar face din Canada, ce are aceast resurs din abunden, cea mai bogat ar din lume.

n 2005 n SUA preurile mari ale benzinei au provocat ngrijorare i au existat temeri pentru o criz global, ns consumatorii nu ezitau s plteasc preuri duble pentru aceeai cantitate, dar de ap mbuteliat.

Apa potabil este mai valoroas dect oricnd n istoria noastr, fiind folosit extensiv n agricultur i industrie, i primete din ce n ce mai mult atenie pentru a fi folosit judicios pentru generaiile viitoare.

Un om consum n medie 3 l ap/zi, iar corpul su are un coninut de 60-70( ap. Un pom evapor aproximativ 200 l ap/zi.

n organismele vii, apa este coninut n form: intracelular (50(), interstiial (15() i circulant (5().

esutul adipos i oasele conin 33( ap, muchii 77(, plmnii i rinichii 80(, substana cenuie 85(, iar lichidele biologice: plasma 90(, saliva 99,5(.

Un om, cntrind 70 kg conine ap 65-70( din greutatea sa, adic pn la 50 kg ap.

Un adult normal trebuie s absoarb aproximativ 2,5-3 l ap/zi, preluai fie sub form de buturi sau ap coninut n alimente precum i ap de combustie a alimentelor i esuturilor (aport endogen).

Dac ne raportm la regnul vegetal, apa este coninut n: salate, castravei, andive (95() sau n roii i morcovi (90(). Merele conin 85( ap, cartofii 80(, sporii bacteriilor doar 50( ap, fosolea i mazrea 10(.

Care este rezistena organismelor n condiiile lipsei apei?

Cmilele traversnd deertul i pot produce aproximativ 40 l ap prin oxidarea grsimilor ce se gsesc n cocoa. n condiii normale, cmila se hrnete ns cu plante verzi, ce conin mult ap.

Se cunosc insecte ce iau apa de la vegetale uscate dar higroscopice (absorb umiditatea din aer).

Roztoarele din deert pot tri n absena apei consumnd doar ierburi, scoar de copaci, frunze uscate. n captivitate apa este procurat pe cale endogen adic prin oxidri celulare, reuind s triasc fr s bea chiar 6 luni.

Carnivorele care au nevoie imediat de ap, pentru a-i elibera rezidurile azotoase se hrnesc cu erbivore ale cror esuturi conin mult ap.

Omul s-a adaptat la condiiile mediului nconjurtor- populaia nomad a deerturilor consum o cantitate mai mic de ap dect populaia sedentar.

Se cunosc i plante care au o rezisten mare la deshidratare- cacteele conin esuturi mbibate cu ap, aa-zis ,,suculente''.

Toate animalele de pe glob, ca i omul, posed modaliti de procurare a apei.

n timpul activitilor zilnice, n organismul uman sunt ,,arse'' zaharuri i grsimi. Prin arderea lor se formeaz CO2 i H2O; CO2, toxic, este nlturat iar H2O se poate utiliza pentru diferite necesiti ale organismului.

Din 1g zaharuri rezult 0,56 g H2O, iar din 1g grsimi se formeaz 1,07 g ap. Zilnic, un adult sintetizeaz 300 g ap.

Animalele din stepele uscate i deerturi, erpi, oprle, girafe, zebre, strui au capacitatea de a acumula mari cantiti de lipide (grsimi) prin oxidarea crora rezult ap (la o cmil rezerva de grsimi din cocoa este de 110-120 kg).

Viaa nu ar fi fost posibil n zonele de deert dac animalele din aceste zone nu ar fi nvat s se ascund ziua de cldur i dac nu ar fi avut posibilitatea de a mpiedica evaporarea apei din organism.

Extrem de interesant este experimentul realizat cu 300 de ani n urm de savantul Sanctorius care a observat c greutatea organismului uman se modific nencetat. El a construit un cntar mare i aezat ore n ir pe acest cntar i urmrea propria greutate. Peste noapte, Sanctorius pierdea aproape un kg. Cauzele sunt multiple: prin ndeprtarea CO2 din organism, greutatea omului scade cu 75-85 g n 24 ore. Pe cale pulmonar se evapor 150-500 g ap zilnic, iar prin piele i mai mult.

Prin transpiraie, pe vreme rece, se evapor 250-1700 g ap. n cazul unei munci fizice dificile, prestat pe vreme uscat i cald, cantitatea de transpiraie poate atinge chiar 10-15 l n 24 ore. Pe aceast cale, organismul combate de fapt supranclzirea. Pentru evaporare se consum o cantitate de cldur de 600 calorii pentru 1 l sudoare. Dac aceast cldur ar fi toat furnizat de corpul omenesc, temperatura lui ar cobor cu aproximativ 10(C.

Corpul omenesc furnizeaz pentru evaporare doar o cantitate mic de cldur; astfel transpiraia nu poate asigura rcirea corpului, dar permite evitarea supranclzirii. Numai datorit evaporrii apei la nivelul plmnilor i pielii, temperatura corpului uman se menine la valori n jurul a 37(C, chiar dac temperatura ambiental este de 40-50(C.

Se tie c aria din zonele de deert este mai suportabil dect cea din pdurile tropicale umede. Aceasta se explic prin faptul c n atmosfera umed sudoarea se evapor lent, se adun n picturi ce se preling pe corp i nu apare senzaia de uurare.

Circuitul apei n natur (denumit uneori i ciclul hidrologic sau ciclul apei) este procesul de circulaie continu a apei n cadrul hidrosferei Pmntului. Acest proces este pus n micare de radiaia solar i de gravitaie. n cursul parcurgerii acestui circuit, apa i schimb starea de agregare fiind succesiv n stare solid, lichid sau gazoas. Apa se mic dintr-un element component al circuitului n altul, de exemplu dintr-un ru ntr-un ocean, prin diferite procese fizice, dintre care cele mai nsemnate sunt evaporaia, transpiraia, infiltraia i scurgerea. tiinele care se ocup cu studiul micrii apei n cadrul acestui circuit sunt hidrologia i meteorologia.