آب مایعی بی بو ، بی مزه و قابل حمل است که از دو عنصر هیدروژنو اکسیژن تشکیل شده اشت. آب یک حلال جهانی است به این معنی که بسیاری از عناصر می توانند به راحتی در آن حل شوند. آب شیرین نسبت به آب اقیانوس ذرات حل شده کمتری در آب دارد زیرا آب اقیانوس شامل مقدار زیادی نمک حل شده است.
آب در زندگی انسان اهمیت بسیاری دارد بطوریکه بدون آن زندگی امکان پذیر نخواهد بود. در حقیقت هیچ موجود زنده ای وجود ندارد که بتواند بدون آب به حیاتش ادامه دهد.بیشتر آب روی زمین از خروج گازهای آتشفشانی سرچشمه می گیرد.جو یا اتمسفر زمین این آب را حفظ می کند و به مرور زمان آن را به چرخش در می آورد همان چیزی که از آن به عنوان چرخه ابنام میبریم . آب تبخیر می شود و ابر را تشکیل می دهد و ابرها نیز باران و برف را تولید می کنند که در رودخانه ها، دریاچه ها،مخازن زیرزمینی و اقیانوس ها جمع می شوند که این ها به عنوان منابعی برای تبخیرهای بعدی هستند. آب ماده کاملی برای چرخه آب است. زیرا دارای نقطه جوش بالا و نقطه انجماد ایین است.
ساختار مولکولی آب بسیار شبیه به ساختار یک خرس عروسکی است . اتم های هیدروژن و اکسیزن دارای یک پیوند کووالانسی بسیار محکم هستند.پیوند میان مولکول های آب ،پیوند هیدروژنی نام دارد که د ارای جاذبه ضعیفتری است .اتم های هیدوزن یک مولکول آب به اتم های اکسیژن سایر مولکول های مجاور آب چسبیده است. اینپیوندهای شیمیایی برای فعالیت های شیمیایی بسیار مهم هستند . مولکول هایی که جذب آب می شوند مانند الکل و شکر ،"ابگرا" یا آبدوست نامیده می شوند همه مولکول ها این خاصیت را ندارند که از نظر علمی آنها را "آب ترس" یا "فراری از اب " می نامند مانند روغن و چربی و نفت.
آب دارای نیروی کشش سطحی است . کشش آب باعث شده است که به راحتی بتواند مواد سنگین را نیروی سطح خود به حالت شناور نگه دارد. مولکول های اب سطح یک حوض آرام و ساکن تمایل به فرو رفتن در مایع را دارند به همین جهت سطح مایع بسیار محکم و سفت است . علت سفت و محکم بودن سطح مایع کشش سطحی است.
کشش سطحی در شکل گیری قطره های مایع نقش اساسی دارد این قطره ها به راحتی تغییر شکل می دهند و تمایل زیادی دارند تا به واسطه نیروهای چسبندگی سطح لایه به شکل کروی در ایند. بهر حال کشش سطحی همچنین این توانایی را داردکه حشرات در حال پرواز را که بطور تصادفی در اب می افتند را به دام اندازد و به انها این اجازه را ندهد که از آب خارج شوند.
صابون ها و پاک کننده ها با کاهش کشش سطحی آب موجب تمیزی پارچه ها می شوند. این ویژگی باعث می شود آب به نقاط کثیف نفوذ پیدا میکنند. بعضی از حشرات کوچک می توانندروی سطح اب حرکت کنند به این دلیل که وزن آنها به اندازه ای نیست که بتواند بر نیروی کشش سطحی غلبه کند و در اب فرو رود. چادرهای معمولی عایق باران هستند در حالیکه پارچه های نازک ، آب را از خود عبور می دهند و اب به راحتی می تواند در آنها نفوذ کند . اما خنگامی که انگشتان روی چادر مکشید در واقع نیروی کشش سطح آنرا مشکنید و ممکن است باران در آن نفوذ کند. اب می تواند بر نیروی گرانش غلبه کند و از کناره های یک لوله باریک بالا رود. در واقع مولکول ها خود را به دیواره لوله نزدیک می کنند و خود را به بالا می کشند. ممکن است زمان زیادی طول بکشد تا اب به بالای لوله مویین برسد.
چرخه آب
چرخه آب(چرخه هیدرولوژی هم نامیده می شود) مسافرتی است که آب در حین چرخش و انتقال از زمین به آسمان و بازگشت مجدد به زمین انجام می دهد.
گرمای خورشید، انرژی لازم برای تبخیر آب از سطح زمین(اقیانوسها، دریاچه ها و غیره) را فراهم می کند. گیاهان هم آب را به هوا پس می دهند(این فرآیند تعریق نامیده می شود). بخار آب متراکم شده و قطرات ریزی را در ابرها به وجود می آورد. هنگامی که ابرها با هوای سرد بالای سطح زمین برخورد می کنند بارندگی(باران، تگرگ یا برف) آغاز شده و آب به خشکی(یا دریا) برمی گردد. قسمتی از بارش، بر روی خشکیها می بارد. بخشی از آب، بین لایه های سنگ ورس محصور می شود که این آب محصور شده، آب زیرزمینی نامیده می شود. اما قسمت عمده آب، به صورت روان آب جریان می یابد(روی سطح زمین یا زیرزمین) تا در نهایت به صورت آب شور به دریا برگردد.
چرا دریاها شورند؟
آبی که در رودخانه ها جریان دارد، مقادیر اندکی از نمکهای معدنی را از سنگ و خاک بستر رود می کند. این آب که دارای اندکی نمک است، به سمت دریاها و اقیانوسها جریان می یابد. به هنگام تبخیر(وانجماد یخهای قطبی) تنها آب اقیانوسها تبخیر می شود و نمک به صورت محلول در اقیانوس باقی مانده و تبخیر نمی شود. بنابراین با گذشت زمان، آب باقیمانده شورتر و شورتر می شود.
آب ماده ای فراوان در کره زمین است. به شکل های مختلفی همچون دریا، باران، رودخانه و... دیده می شود. آب در چرخه ی خود، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود؛ اما از بین نمی رود. هر گونه حیات محتاج آب می باشد.
انسان ها از آب آشامیدنی استفاده می کنند؛ یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد. با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله، سبب نگرانی بسیاری از دولت ها در سراسر دنیا شده است. گاهی به دلیل مشکلات کمبود آب، این ماده را جیره بندی می کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.
فرمول شیمیایی آب
آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط ها طبقه بندی نمی کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب به وجود می آید. یک قطره آب دارای تعداد بی شماری مولکول آب می باشد. معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:
2H2 + O2 = 2H2O
هر مولکول آب دارای یک ناحیه ی مثبت و یک ناحیه ی منفی است که این دو ناحیه در دو طرف مولکول آب واقع شده اند. شیمی دان ها با کمک شواهد به این نتیجه رسیده اند که مولکول آب شکل خطی ندارد، یعنی به این صورت نیست که دو اتم هیدروژن به صورت خطی در دو طرف یک اتم اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH). بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب تجمع پیدا نموده اند.
اشکال متغیر
آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می شود. تنها ماده ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده های یخی در دل کوه ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می نامند.
از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام های به خصوصی اطلاق می شود. بارندگی معمولاً به صورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ، برف، مه و شبنم می باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین کمان پدید می آید.
آب های روی سطح زمین، نقش های مهمی ایفا می کنند؛ رودخانه ها آب مورد نیاز کشاورزی را فراهم می کنند و دریاها هم وسیله ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می شوند. توده های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می کند.
به علاوه، دره ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می کند و آب های زیرزمینی را ایجاد می کند. آب های زیرزمینی را می توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می آیند.
آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه اش بسیار تفاوت می کند. البته ما انسان ها خود، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب های بدبوی باتلاق ها استفاده نمی کنیم. بلکه آبی می نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.
اهمیت آب در زندگی
آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزشند. از جمله:
• حلال بسیار خوبی است.
• چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می زند یا حرارت می بیند، چگالی آن کاهش می یابد.
• گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می باشد؛ گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق کاسته می شود.
نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می رود؛ اما پاره نمی شود.
• آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را به راحتی در خود حل می کند. بسیاری از واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می شوند. البته پاره ای مواد با آب مخلوط نمی شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را به دقت تحت کنترل دارد.
• یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می شود، انبساط می یابد؛ بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می کند.
نابراین، حجمی از یخ که هم حجم آب اولیه است جرم کمتری دارد. به این علت می گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است. این ویژگی آب سبب می شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می شود که این لایه، از یخ زدن لایه های زیرین خود جلوگیری می نماید. در این شرایط، ماهی ها و دیگر آبزیان می توانند در مناطق گرم تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.
• دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است.
آب در زندگی روزانه
وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرایندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می گیرد.
تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می دهد. برای عملکرد درست، بدن روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن، دمای هوا، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار، مدفوع، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می شود.
بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می کنند. در هر حال، آبی که مناسب نوشیدن باشد، به آب آشامیدنی معروف است.
امروزه، با توجه به رشد روز افزون جمعیت، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.
راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می باشد.
فرمت این مقاله به صورت Word و با قابلیت ویرایش میباشد
تعداد صفحات این مقاله 14 صفحه
پس از پرداخت ، میتوانید مقاله را به صورت انلاین دانلود کنید
دانلود مقاله خواص آب