Gli stati dell'acqua sono presenti nella crosta terrestre e nell'atmosfera. L'idrosfera è costituita da masse esorbitanti di acqua liquida, per lo più salata, che conferiscono alla Terra la sua caratteristica superficie bluastra; e ai suoi poli bianchi, due regioni ghiacciate dove il ghiaccio prolifera sotto forma di calotte polari.
Per quanto riguarda i suoi vapori, vediamo il loro sviluppo finale nella condensa delle nuvole, quando sono già abbastanza raggruppati per riflettere la luce solare nei loro tipici colori biancastri. Le nuvole, colloidi gassosi, rilasciano il loro contenuto d'acqua provocando pioggia o precipitazioni, oppure si congelano in minuscoli cristalli che cadono come neve.
L'acqua, sebbene sembri un semplice composto, nasconde nelle sue gocce cristalline un torrente di incredibili proprietà che si estendono in tutti i suoi stati fisici. Fonte: Pxhere.
Quando i vapori d'acqua si raffreddano a basse altitudini, ricoprono oggetti o superfici di brina, che sembra neve ma più luminosa e cristallina. D'altra parte, nella nebbia o nella nebbia, le particelle d'acqua sono combinate in più di uno stato, poiché sono costituite da colloidi meno densi che offuscano e sbiancano la vista degli spettatori.
Di tutti i suoi stati fisici, il più importante è il liquido, poiché costituisce gran parte del nostro corpo e di tutti gli organismi viventi.
Vediamo quali sono i tre stati dell'acqua:
Solido
Come solido, l'acqua può essere trovata come ghiaccio, neve o brina.
Ghiaccio
Una galleria di ghiacciai blu. Fonte: Pxhere.
La formula chimica dell'acqua è H 2 O, e la sua molecola può essere scritta come HOH, la cui geometria è angolare (tipo boomerang), in grado di formare tre legami idrogeno allo stato liquido.
Nel frattempo, quando la temperatura scende e l'acqua si raffredda, le sue molecole adottano quattro ponti di questo tipo, che creano una disposizione spaziale specifica e ripetitiva: un cristallo d'acqua. Questo cristallo è popolarmente noto come ghiaccio. Il ghiaccio è quindi lo stato solido dell'acqua.
Esempi di ghiaccio si trovano nei cubetti di bevande, nelle bottiglie d'acqua che si congelano nel frigorifero, sulle superfici di piscine o fontane esposte all'inverno, o nelle masse dei ghiacciai.
Il ghiaccio può apparire come blocchi incolori, ma può diventare biancastro a seconda delle sue impurità o del contenuto di aria occlusa. Può anche visualizzare tonalità bluastre pallide (immagine in alto), che rappresentano il modo più naturale in cui la luce interagisce con i cristalli.
L'acqua, quindi, non è del tutto incolore o cristallina: ha un colore blu quasi impercettibile. Questo colore si intensifica in base alla concentrazione e alla compattazione delle molecole d'acqua irradiate dalla luce.
Neve
I campi innevati assomigliano a superfici sabbiose. Fonte: Matthias MeyerPexels.
Anche la neve è ghiaccio, ma i cui cristalli sono più piccoli poiché si sono formati da microscopiche gocce d'acqua, congelate e sospese nelle nuvole. Questi cristalli o fiocchi di neve si agglomerano, cadono nel vuoto e finiscono per depositare un solido bianco polveroso sulle superfici.
Tuttavia, la morfologia della neve e dei suoi tipi sfugge al campo meteorologico.
brina
Frost è riconoscibile dai suoi cristalli più luminosi e prominenti. Fonte: Pixabay.
Frost è anche un'altra delle manifestazioni di ghiaccio più conosciute e ammirate. A differenza della neve, i suoi cristalli si originano a basse quote, a seguito della deposizione di vapori d'acqua su superfici fredde; i primi cristalli fungono da nuclei per il secondo, e così via fino a quando si formano modelli squamosi o ispidi (immagine in alto).
Liquido
L'acqua liquida è il suo stato più importante e vitale, sebbene non il più abbondante nell'universo. Fonte: Pixabay.
L'acqua liquida è la più comune sulla Terra, anche se lo stesso non si può dire per altri pianeti. Lo vediamo sulle rive nelle sue onde effervescenti, e oltre nell'orizzonte azzurro con le sue creste ondeggianti.
I volumi esorbitanti degli oceani consentono loro di visualizzare colori blu sempre più scuri man mano che si scende a profondità maggiori dove la luce è completamente diffusa ei suoi raggi non illuminano nulla.
L'acqua dolce è il liquido che sostiene tutte le forme (cioè conosciute) di vita, poiché le sue molecole sono contenute all'interno e all'esterno delle cellule.
Gli stati energetici delle molecole d'acqua nel liquido sono più casuali ed eterogenei di quelli che si trovano nel ghiaccio: i legami idrogeno vengono costantemente creati e rotti mentre le molecole dell'acqua liquida si muovono da una parte all'altra.
Dall'acqua liquida si studia l'esistenza di regioni di bassa e alta densità; cioè, aree del liquido in cui le molecole sono più raggruppate che in altre. L'acqua vetrosa e super viscosa è anche indicata come transizioni di fase liquida ad alta pressione.
Gassoso
Nelle sorgenti calde o nei geyser puoi vedere i vapori dell'acqua. Fonte: Pixabay.
Quando l'acqua evapora, suoi H 2 O molecole passano allo stato gassoso o in fase vapore: vapore acqueo. Questi vapori sono incolori, ma se la loro concentrazione è elevata possono essere visti come un fumo bianco, caratteristico quando si fanno bollire calderoni d'acqua, nelle sorgenti calde o nei getti bollenti dei geyser.
Quando i vapori d'acqua salgono al cielo, iniziano a raffreddarsi, iniziando a formare microscopiche gocce d'acqua che rimangono sospese nell'aria; tutte sono note come nuvole, abbastanza grandi da riflettere tutti i colori della luce solare e mescolate con altre particelle presenti nell'atmosfera.
Altri
Se un ghiaccio viene riscaldato, si formerà acqua liquida e questa a sua volta vapore acqueo. Questo è così alla pressione atmosferica; Tuttavia, questa pressione può essere manipolata così come la temperatura per sottoporre l'acqua a condizioni ostili, come quelle che si trovano nel Cosmo, specialmente all'interno dei pianeti ghiacciati come Urano e Nettuno.
L'acqua sotto pressione (nell'ordine di centinaia di GPa) e con temperature travolgenti (migliaia di gradi Celsius), acquisisce stati fisici le cui caratteristiche non coincidono più con il ghiaccio convenzionale e con i suoi polimorfi, così come con il liquido ei suoi vapori.
Ad esempio, uno di questi stati è il ghiaccio XVIII, che più del ghiaccio è un solido superionico con caratteristiche metalliche; trasporta protoni al suo interno invece di elettroni. Si ritiene che se potesse essere ottenuto in quantità apprezzabili, apparirebbe come cristalli neri caldi - ghiaccio nero.
Riferimenti
- Whitten, Davis, Peck e Stanley. (2008). Chimica (8 ° ed.). CENGAGE Apprendimento.
- Steven S. Zumdahl. (15 agosto 2019). Gabinetto. Encyclopædia Britannica. Estratto da: britannica.com
- Wikipedia. (2019). Proprietà dell'acqua. Estratto da: en.wikipedia.org
- Rodrigo Ledesma. (23 dicembre 2016). Gli scienziati hanno scoperto un nuovo stato della materia per l'acqua. Quarzo. Estratto da: qz.com
- Martin Chaplin. (9 settembre 2019). Diagramma delle fasi dell'acqua. Estratto da: 1.lsbu.ac.uk
- Sheila M. Estacio. (Sf). Stati dell'acqua. Recupero da: nyu.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (19 novembre 2018). Qual è la differenza tra ghiaccio e neve? Estratto da: thoughtco.com