تهران، دانشگاه صنعتی شریف، پارک علم و فناوری ساختمان امید

آب؛ مایع زندگی، سرمایه زمین

آب خالص یک ترکیب شفاف، بی‌مزه، بدون بو و بی‌رنگ است. آب (H₂O)  که از دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن با پیوندهای کووالانسی  تشکیل شده است. این مولکول قطبی است که به دلیل اختلاف الکترونگاتیوی بین هیدروژن و اکسیژن، باعث می‌شود یک سمت آن کمی مثبت و سمت دیگر آن کمی منفی باشد. این قطبیت به آب امکان می‌دهد پیوندهای هیدروژنی تشکیل دهد که باعث می‌شود خواصی مانند نقطه جوش بالا، کشش سطحی زیاد و قابلیت حل‌کنندگی داشته باشد.

Close-up view of clear water splashing, with droplets suspended in mid-air against a blurred blue background.

آب در سه حالت اصلی وجود دارد: جامد (یخ)، مایع (آب)، و گاز (بخار). این ماده حدود 71 درصد سطح زمین را پوشش می‌دهد و برای همه موجودات زنده ضروری است و در واقع تنها نوع حیات که میدانیم وابسته به آب است. آب همچنین به دلیل قطبیت خود، یک حلال بسیار قوی محسوب می‌شود و در بسیاری از واکنش‌ها  نقش کلیدی دارد.

آب دارای ویژگی‌ها و خواص منحصربه‌فردی است، این ویژگی‌ها عمدتاً به دلیل ساختار مولکولی آب و پیوندهای هیدروژنی بین مولکول‌های آب پدیدار می‌شوند.

  • قطبیت: آب یک مولکول قطبی است به دلیل تفاوت در الکترونگاتیوی بین اکسیژن و هیدروژن، اتم اکسیژن الکترون‌های بیشتری جذب می‌کند و بار منفی نسبی ایجاد می‌کند، در حالی که اتم‌های هیدروژن بار مثبت نسبی دارند. این قطبیت به آب امکان می‌دهد که با دیگر مواد قطبی واکنش دهد و بسیاری از ترکیبات یونی را حل کند، که آن را به یک حلال بسیار قدرتمند تبدیل می‌کند.
  • چسبندگی: مولکول‌های آب به دلیل پیوندهای هیدروژنی به یکدیگر می‌چسبند. این خاصیت چسبندگی مسئول پدیده‌هایی مانند کشش سطحی است که به اجسام کوچک (مانند حشرات) اجازه می‌دهد روی آب شناور بمانند.
  • مویینگی (چسبیدن به دیگر مواد):  آب به سطوح قطبی دیگر نیز می‌چسبد. این خاصیت به آب اجازه می‌دهد که از فضاهای ریز در مواد عبور کند یا در آوندهای گیاهان به سمت بالا (پدید اسمز) حرکت کند.
  • چگالی و رفتار یخ:  آب در دمای 4 درجه سانتی‌گراد حداکثر چگالی را دارد و برخلاف بیشتر مواد، حالت جامد آن (یخ) چگالی کمتری نسبت به حالت مایع دارد. به همین دلیل، یخ روی آب شناور می‌شود و زندگی آبزیان را در محیط‌های سرد ممکن می‌کند.
  • ظرفیت حرارتی و گرما ویژه بالا: آب می تواند مقدار زیادی گرما را بدون افزایش قابل توجه دما جذب و حفظ کند. این ویژگی به تنظیم دما در موجودات و محیط ها کمک می کند و در برابر تغییرات شدید دما بافر می شود. از این ویژگی آب به باعث شده در صنعت به عنوان خنک کننده از آن استفاده شود. آب برای تبدیل شدن از مایع به گاز به انرژی زیادی نیاز دارد.  این خاصیت به فرآیندهای خنک کننده مانند تعریق در انسان کمک می کند، جایی که گرما برای تبخیر آب از پوست جذب می شود و به تنظیم دمای بدن کمک می کند.
  • pH  و خنثی بودن:  آب خالص دارای pH خنثی 7 است. آب میتواند به تنظیم تعادل pH در موجودات زنده و اکوسیستم‌ها کمک کند.
water molecule (H2O) with two smaller hydrogen atoms connected to a larger oxygen atom

وایوتک با اشراف بر اهمیت روزافزون آب، به دنبال حفظ هر قطره قطره آب برای آیندگان با بهینه سازی سیستمهای تصفیه و جلوگیری از آلودگی منابع آب است.

نظر ها

2 پاسخ

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

مقالات مرتبط