ลักษณะทางเคมีของน้ำ

น้ำเป็นสารประกอบทางเคมีที่รู้จักกันดีที่สุดตั้งแต่สมัยโบราณ และถือว่าเป็นองค์ประกอบมาเป็นเวลานาน จนกระทั่งถึงปี พ.ศ. 2326 ได้มีการแสดงให้เห็นว่าน้ำเป็นผลผลิตจากการรวมกันของไฮโดรเจนและออกซิเจน

ลักษณะทางเคมีของน้ำมีดังนี้:

• เป็นกลางทางเคมี pH ของมันคือ 7
• ประกอบด้วยอะตอมไฮโดรเจนสองอะตอมและอะตอมออกซิเจนหนึ่งอะตอม
• ภายใต้สภาวะปกติของความดันและอุณหภูมิ จะมีสถานะของเหลว
• จุดหลอมเหลวของมันคือ 0 ° C
• จุดเดือดของมันคือ 100 ° C
• น้ำหนักอะตอมของมันคือ 18
• ความหนาแน่น: 1
• น้ำหนัก: 1g / cm³
• มันละลายสารส่วนใหญ่ ดังนั้นจึงเรียกว่าตัวทำละลายสากล
• ไม่มีกลิ่น
• ไม่มีสี
• รสจืด

ลักษณะของน้ำเป็นจุดเริ่มต้นในการกำหนดคุณลักษณะบางอย่างขององค์ประกอบอื่นๆ ดังนั้นน้ำจึงมีความหนาแน่นสูงสุดที่ 4 ° C นี่คือจุดอ้างอิงสำหรับกำหนดความหนาแน่นของสารและองค์ประกอบที่เหลือ ภายใต้เงื่อนไขเหล่านี้ น้ำมีความหนาแน่น 1 นอกจากนี้ น้ำหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรที่อุณหภูมิ 4 ° C ก็เป็นจุดอ้างอิงในการสร้างหน่วยน้ำหนักของระบบเมตริกทศนิยม น้ำหนึ่งลูกบาศก์เซนติเมตรมีน้ำหนักหนึ่งกรัม

อีกจุดอ้างอิงที่กำหนดขึ้นจากลักษณะของน้ำคือจุดเดือดและจุดเยือกแข็งที่ก่อให้เกิดมาตราส่วน อุณหภูมิเป็นองศาเซนติเกรด: อยู่ที่ระดับน้ำทะเลจุดเดือดของน้ำคือการอ้างอิงเพื่อสร้าง 100 องศาของมาตราส่วน เซนติเกรด; ในขณะที่จุดหลอมเหลวนั่นคือเมื่อผ่านสถานะของแข็งคือ 0 ° C

จากมุมมองทางเคมี น้ำเป็นหนึ่งในสารประกอบที่สำคัญที่สุด ในรูปแบบธรรมชาติ พบได้ในสถานะของเหลว ของแข็ง และก๊าซ ขึ้นอยู่กับสภาพบรรยากาศและอุณหภูมิที่พบ 70% ของพื้นผิวโลกเป็นน้ำ

ในฐานะที่เป็นสารประกอบทางเคมี สารประกอบนี้มีความเสถียรมากที่สุดตัวหนึ่ง เนื่องจากเหนือจุดเดือดจะคงตัว โมเลกุลที่สมบูรณ์ที่อุณหภูมิสูงถึง 1600 ° C เช่นเดียวกับอุณหภูมิที่ต่ำมากซึ่งใกล้เคียงกับศูนย์ แน่นอน

ประกอบด้วยไฮโดรเจนสองอะตอมและออกซิเจนหนึ่งอะตอม น้ำมีลักษณะเป็นกรด (+ H) และเบส (-OH) ดังนั้นในสภาวะที่มีความบริสุทธิ์ น้ำจึงเป็นกลาง กล่าวคือ ไม่เป็นกรดหรือด่าง เนื่องจากยังคงสมดุล สิ่งนี้ใช้ในการสร้างจุดกึ่งกลางหรือจุดสมดุลในระดับความเป็นกรดหรือระดับ pH ซึ่งน้ำบริสุทธิ์มีค่า pH เท่ากับ 7 นั่นคือเป็นกลางทางเคมี

ความเกี่ยวข้องหลักของน้ำในวิชาเคมีคือการละลายสารส่วนใหญ่ ด้วยเหตุนี้จึงเรียกว่าตัวทำละลายสากล ในน้ำจะละลายในของแข็ง เช่น เกลือ ออกไซด์บางชนิด และสารอินทรีย์ ของเหลว เช่น แอลกอฮอล์และก๊าซ เช่น คาร์บอนไดออกไซด์ กรดไฮโดรคลอริก หรือแอมโมเนีย ในสารละลายที่เป็นน้ำหลายชนิด สภาวะที่ส่งผลต่อความสามารถในการละลายของสารคืออุณหภูมิ โดยการเพิ่มอุณหภูมิจะช่วยให้การละลายของของแข็งและของเหลวดีขึ้น ในขณะที่อุณหภูมิลดลง ชอบการละลายของก๊าซ

ในสภาพที่บริสุทธิ์ น้ำไม่มีกลิ่น รส หรือสี นั่นคือไม่มีกลิ่น ไม่มีสี และรสจืด น้ำบริสุทธิ์เป็นตัวนำไฟฟ้าที่ไม่ดีและมีลักษณะเป็นฉนวน อย่างไรก็ตาม ภายใต้สภาวะธรรมชาติ น้ำไม่บริสุทธิ์อย่างแท้จริง ประกอบด้วยก๊าซ แร่ธาตุ และสารอื่น ๆ ที่ละลายน้ำได้จำนวนหนึ่งเสมอ ซึ่งปรับเปลี่ยนคุณลักษณะของการนำไฟฟ้าและความเป็นกรดไปสู่ระดับที่มากหรือน้อย ลักษณะทั้งสองนี้สัมพันธ์กัน โดยประกอบด้วยโลหะละลาย เกลือ หรือก๊าซ สิ่งเหล่านี้แยกตัวเป็นไอออนที่ปรับเปลี่ยนการนำไฟฟ้าของน้ำ ทำให้เป็นอิเล็กโทรไลต์ สภาวะอิเล็กโทรไลต์ของน้ำมีความจำเป็นต่อชีวิต เนื่องจากสารหลายชนิดที่สิ่งมีชีวิตต้องการ จะต้องผ่านเยื่อหุ้มเซลล์เมื่อถูกทำให้เป็นไอออนในตัวกลางที่เป็นของเหลว

เพื่อให้ได้น้ำบริสุทธิ์ น้ำจะถูกต้มและไอที่เกิดขึ้นจะไหลผ่านระบบทำความเย็นที่เกิดการควบแน่น ของเหลวจะตกลงไปในภาชนะอื่น กระบวนการนี้เรียกว่าการกลั่น ผ่านการกลั่น ตราบใดที่อุณหภูมิเดือดถูกควบคุม ไอน้ำจะออกจากภาชนะในขณะที่องค์ประกอบที่ละลายอื่น ๆ คือ หนักกว่าและมีจุดเดือดหรือระเหยสูงขึ้น ยังคงอยู่ที่ด้านล่างของภาชนะ ดังนั้นน้ำที่ได้จึงปราศจากสารที่มีอยู่ ละลาย อย่างไรก็ตาม บางครั้งก็มีสารบางอย่างหลงเหลืออยู่หลังจากการกลั่น ดังนั้นจึงต้องทำกระบวนการกลั่นครั้งที่สอง น้ำที่ผลิตโดยกระบวนการนี้เรียกอีกอย่างว่าน้ำกลั่นสองครั้ง