Apă | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Identificare | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Numele IUPAC | apă | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Sinonime |
monoxid de dihidrogen, oxid de hidrogen, hidrogenol, hidroxid de hidrogen, oxid de dihidrogen, oxidan |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o CAS | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o ECHA | 100.028.902 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
N o EC | 231-791-2 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PubChem | 962 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ChEBI | 15377 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ZÂMBETE |
O , |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
InChI |
InChI: InChI = 1 / H2O / h1H2 InChIKey: XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Aspect | lichid incolor, inodor și fără gust | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietăți chimice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Formulă |
H 2 O [izomeri] |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masă molară | 18,0153 ± 0,0004 g / mol H 11,19%, O 88,81%, 18,015 28 g mol −1 |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
pKa | pK e = 14,0 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Momentul dipolar | 1,8546 D | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Numărul de iod | g I2 100g −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indicele acid | mg KOH g -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indicele de saponificare | mg KOH g -1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietăți fizice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fuziune | 0 ° C până la 1,013 25 bari | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
T ° fierbere | 100 ° C la 1,013 25 bari, 100,02 ° C ± 0,04 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Solubilitate | g l −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Masa volumică |
1000,00 kg m −3 la 4 ° C 998,30 kg m −3 la 20 ° C 958,13 kg m −3 la 100 ° C (lichid) 726,69 kg m −3 la 300 ° C - 15, 5 MPa |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Presiunea saturată a vaporilor |
6.112 mbar (gheață, 0 ° C ) 12,4 mbar ( 10 ° C ) ecuaţie:
ecuaţie:
|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Vascozitate dinamica | 1,002 × 10 −3 Pa s la 20 ° C 0,547 × 10 −3 Pa s la 50 ° C 0,281 8 × 10 −3 Pa s la 100 ° C (lichid) 0,080 4 × 10 −3 Pa s la 300 ° C - 15 MPa |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punct critic | 374,15 ° C , 22,12 MPa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Punct triplu | 0,01 ° C , 611,2 Pa | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Conductivitate termică | 0,604 W m −1 K −1 la 20 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Viteza sunetului | 1497 m s −1 la 25 ° C | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Termochimie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S 0 gaz, 1 bar | 188,7 J K −1 mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S 0 lichid, 1 bar | 69,9 J K −1 mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
S 0 solid | J K −1 mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 gaz | −241.818 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 lichid | −285,83 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ f H 0 solid | −291,84 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ fus H ° | 6,01 kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Δ vap H ° |
44,2 kJ mol -1 la 20 ° C , 43,990 kJ mol -1 la 25 ° C , 40,657 kJ mol -1 la 100 ° C , 2,26 MJ kg -1 la 100 ° C |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
C p | 4 185,5 J kg −1 K −1 la 15 ° C și 101,325 kPa , 75,403 J mol −1 K −1 la 15 ° C și 101,325 kPa , 75,366 J mol −1 K −1 la 20 ° C și 101,325 kPa , 75,291 J mol −1 K −1 la 25 ° C și 101,325 kPa |
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCS | kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
PCI | kJ mol −1 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Proprietati optice | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Indicele de refracție | 1,33 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Constanta de verdet | 4,10 rad T −1 m −1 la 480 nm | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Ecotoxicologie | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DL 50 | > 90 ml kg −1 (șobolan, oral ) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Unități de SI și STP dacă nu se specifică altfel. | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Apa este o substanță chimică care constă din molecule H 2 O. Acest compus este foarte stabil și totuși foarte reactiv , iar apa lichidă este, de asemenea, un solvent excelent . În multe contexte, termenul apa este folosit în sensul restrâns de apă în stare lichidă , sau pentru a desemna o soluție apoasă diluată ( apă proaspătă , apa potabilă , apa de mare , apa de var , etc. ).
Apa este omniprezentă pe Pământ și în atmosferă , în cele trei stări ale sale , solid ( gheață ), lichid și gaz ( vapori de apă ). Apa extraterestră este, de asemenea, abundentă, sub formă de vapori de apă în spațiu și sub formă condensată (solidă sau lichidă) la suprafață, în apropierea suprafeței sau într-un număr mare de obiecte cerești .
Apa este un component biologic important, esențial în forma sa lichidă pentru toate organismele vii cunoscute. Având în vedere caracterul său vital, importanța sa în economie și distribuția inegală pe Pământ , apa este o resursă naturală a cărei gestionare face obiectul unor mize geopolitice puternice .
Formula chimică a apei pure este H 2 O. Apa de pe Pământ este rareori un compus chimic pur , deoarece apa curentă este o soluție de apă, săruri minerale și alte impurități. Cei Chimiștii folosesc de apă distilată pentru soluțiile lor, dar apa nu este pur la 99%: Aceasta este încă o soluție apoasă .
Observabil în principal pe Pământ în stare lichidă, are proprietățile unui solvent puternic : se dizolvă ușor și solubilizează rapid multe corpuri sub formă de ioni , precum și multe alte molecule gazoase, și de exemplu componentele aerului , în special oxigenul sau dioxidul de carbon . Expresia „solvent universal” este totuși supusă multor precauții, multe materiale naturale ( roci , metale etc. ) fiind insolubile în apă (în majoritatea cazurilor sau într-o mică măsură).
71% din suprafața Pământului este acoperită cu apă (97% apă sărată și 3% apă dulce în diferite rezervoare) sub diferite forme:
Circulația apei în diferite compartimente terestre este descrisă de ciclul apei . Ca un compus esențial pentru viață, apa are o mare importanță pentru oameni, dar și pentru toate speciile de plante și animale. Sursa vieții și obiectul de închinare de la originile omului, apa este împreună, în societățile bogate precum Franța, un produs al economiei și un element major al mediului.
Corpul uman este 65% apă pentru un adult, 75% pentru sugari și 94% pentru embrionii de trei zile. Celulele, pe de altă parte, sunt alcătuite din 70% până la 95% apă. Animalele sunt formate dintr-o medie de 60% apă și plante 75%. Există, însă, extreme: meduze (98%) și semințe (10%). . Apa potabilă traversează bariera intestinală și este distribuită prin sistemele sanguine și limfatice. În membranele celulare, porii speciali numiți aquaporine permit trecerea apei de ambele părți ale membranei, împiedicând în același timp ionii să pătrundă în celulă . În 2009 , aproximativ 500 de acvaporine au fost identificate la plante și animale, inclusiv 13 la oameni . Acești pori proteici complexi „sortează” molecule care au aceeași dimensiune ca și molecula de apă și permit doar trecerea apei.
Apa are proprietatea specială de a prezenta o anomalie dilatometrică : faza sa solidă este mai puțin densă decât faza sa lichidă, ceea ce face ca gheața să plutească.
Termenul apă este un derivat foarte simplificat al latinului aqua prin limbile petrolului . Termenul aqua a fost apoi preluat pentru a forma câteva cuvinte precum acvariu . Un amestec apos este un amestec în care solventul este apă. Prefixul hidro derivă din greaca veche ὕδωρ (hudôr) și nu din ὕδρος (hudros) care înseamnă „șarpe de apă” (de aici și hidra ).
Termenul „apă” este adesea înțeles să însemne un lichid incolor format în principal din apă, dar nu numai apă pură . În funcție de compoziția sa chimică care îi induce originea sau utilizarea, se specifică:
Apa a fost găsită în nori interstelari din galaxia noastră , Calea Lactee . Se crede că apa există din abundență și în alte galaxii, deoarece componentele sale, hidrogenul și oxigenul , sunt printre cele mai abundente din Univers .
Norii interstelari se concentrează în cele din urmă în nebuloasele solare și în sistemele stelare precum ale noastre. Apa inițială poate fi apoi găsită în comete , planete , planete pitice și sateliții lor .
Forma lichidă a apei este cunoscută doar pe Pământ, deși există semne că este (sau a fost) prezentă sub suprafața Enceladus , unul dintre sateliții naturali ai lui Saturn , pe Europa și la suprafață . Se pare că pe Lună există apă sub formă de gheață în unele locuri, dar acest lucru rămâne de confirmat. Motivul logic al acestei afirmații este că multe comete au căzut acolo și că conțin gheață, de unde și coada pe care o vedem (când vânturile solare le lovesc, lăsând o urmă de vapori). Dacă apa pe fază lichidă este descoperită pe altă planetă, atunci Pământul ar putea să nu fie singura planetă pe care o știm care adăpostește viață.
Opiniile diferă cu privire la originea apei pe Pământ.
Ciclul apei (cunoscut stiintific ca ciclul hidrologic ) se referă la schimbul continuu de apă între hidrosferă , atmosferă , sol apă, ape de suprafață, a apelor subterane , a apelor subterane și plante .
Apa lichidă se găsește în tot felul de corpuri de apă , cum ar fi oceanele , mările , lacurile și cursurile de apă, cum ar fi râurile , cursurile de apă , cursurile de apă , canalele sau iazurile . Cea mai mare parte a apei de pe Pământ este apă de mare. Apa este prezentă și în atmosferă în fază lichidă și de vapori. Există și în apele subterane ( acvifere ).
Rezervoare | Volum (10 6 km 3 ) |
Procent din total |
---|---|---|
Oceanele | 1320 | 97,25 |
Calote de gheață și ghețari | 29 | 2,05 |
Apă subterană | 9.5 | 0,68 |
Lacuri | 0,125 | 0,01 |
Umiditatea solului | 0,065 | 0,005 |
Atmosfera | 0,013 | 0,001 |
Râuri și râuri | 0,0017 | 0,000 1 |
Biosferă | 0,000 6 | 0,000 04 |
Volumul aproximativ de apă pe Pământ (toate rezervele de apă din lume) este de 1.360.000.000 km 3 . În acest volum:
Dacă fracțiunea de apă sub formă gazoasă este marginală, Pământul a pierdut în istoria sa un sfert din apa sa din spațiu.
Se știe din 2014 că o parte semnificativă a mantei Pământului, formată în principal din ringwoodit , cu o adâncime cuprinsă între 525 și 660 km , ar putea conține de până la trei ori volumul de apă din oceanele actuale (și ar fi sursa principală). Cuantificarea nu este încă definitivă, dar ar putea face ca volumul de apă disponibil pe Pământ să varieze enorm, chiar dacă utilizabilitatea și disponibilitatea sa spontane sunt îndoielnice.
Apa lichidă pare să fi jucat și continuă să joace un rol primordial în apariția și persistența vieții pe Pământ . Forma lichidă, spre deosebire de stările gazoase sau solide, maximizează contactele dintre atomi și molecule, crescând astfel interacțiunile acestora. Apa este o moleculă polară și un bun solvent , capabil să dizolve multe molecule. Ciclul apei joacă un rol important, în special , prin erodarea continentelor, care aduce mari cantități de minerale necesare pentru viață în râuri, lacuri și oceane. Congelarea apei permite spargerea rocilor și crește disponibilitatea acestor minerale.
În timpul „ Antropocenului ”, omenirea a supărat ciclul apei, supraexploatarea anumitor tabele , defrișările asupra schimbărilor climatice , canalizarea râurilor mari , baraje mari , irigarea la scară largă. A făcut-o cu o viteză și la o scară care nu este comparabilă cu evenimentele istorice din trecut și cu efecte care depășesc cele ale marilor forțe geologice.
Temperatura de vaporizare a apei depinde direct de presiunea atmosferică , așa cum arată aceste formule empirice:
Punctul său de fierbere este ridicat în comparație cu un lichid cu greutate moleculară egală. Acest lucru se datorează faptului că până la trei legături de hidrogen trebuie rupte înainte ca molecula de apă să se poată evapora. De exemplu, în vârful Everestului , apa fierbe la aproximativ 68 ° C , comparativ cu 100 ° C la nivelul mării . În schimb, apele adânci ale oceanului în apropierea curenților geotermali ( vulcanii submarini, de exemplu) pot atinge temperaturi de sute de grade și să rămână lichide.
Apa este sensibilă la diferențe puternice de potențial electric . Este astfel posibil să se creeze o punte de apă lichidă de câțiva centimetri între două pahare de apă distilată supuse unei puternice diferențe de potențial.
O nouă „ stare cuantică ” a apei a fost observată atunci când moleculele de apă sunt aliniate într-un nanotub de carbon cu 1,6 nanometri în diametru și expuse la dispersia neutronilor . Protonii atomilor de hidrogen și oxigen au atunci o energie mai mare decât cea a apei libere, datorită unei stări cuantice singulare. Acest lucru ar putea explica natura excepțional de conductivă a apei prin membranele celulare biologice.
Radioactivitate: depinde de metale și minerale și de izotopii acestora prezenți în apă și poate avea o origine naturală sau artificială (consecințe din testele nucleare , poluare radioactivă , scurgeri etc. ). În Franța, acesta este monitorizat de Institutul pentru Protecția împotriva Radiologiei și Siguranței Nucleare (IRSN), inclusiv pentru apa de la robinet .
Apa ca fluid termodinamicApa este un fluid termodinamic de uz comun, eficient și economic:
Radioliza apei este disocierea , prin descompunerea chimică a apei (H 2 O) (lichid sau vapori de apă) în hidrogen și respectiv hidroxil sub formă de radicali H · și HO ·, sub efectul unei radiații energetice intense ( radiații ionizante ). A fost demonstrat experimental acum aproximativ un secol. Se efectuează prin trecerea prin mai multe etape fizico-chimice și în condiții specifice de temperatură și presiune, concentrația solutului , pH-ul, rata dozei , tipul și energia radiației , prezența oxigenului, natura fazei apei (lichid, vapori , gheață). Este un fenomen care încă nu este pe deplin înțeles și descris, care ar putea, în domeniul nuclear , în călătoriile spațiale sau pentru alte domenii, să aibă noi aplicații tehnice în viitor, printre altele pentru producția de hidrogen .
La origine , un cub decimetric ( litru ) de apă a definit o masă de un kilogram (kg). Apa a fost aleasă pentru că este ușor de găsit și distilat. În sistemul nostru actual de măsurare - Sistemul Internațional de Unități (SI) - această definiție a masei nu a fost valabilă din 1889 , când prima Conferință generală privind greutățile și măsurile a definit kilogramul ca masa unui prototip de iridiu de platină păstrat în Sèvres . Astăzi , la 4 ° C , densitatea este de 0.999 de 95 kg / l . Prin urmare, această corespondență rămâne o aproximare excelentă pentru toate nevoile vieții de zi cu zi.
Temperatura de referințăMolecula de apă are o formă îndoită datorită prezenței a două dublete care nu se leagă : cei doi orbitali fără legătură și cei doi orbitali de legare (legături O - H) se resping reciproc și se apropie de simetria tetraedrică ( fr ) realizată de cei patru orbitali de legare ai moleculei CH 4. Prin urmare, are o structură tetraedrică (tip AX2E2 în metoda VSEPR ); unghiul HOH este de 104,5 ° și distanța interatomică d O-H este de 95,7 pm sau 9,57 × 10 −11 m .
PolaritateDeoarece apa este o moleculă îndoită, forma ei joacă un rol important în polaritatea sa. Într-adevăr, datorită formei sale îndoite, baricentrele sarcinilor parțiale pozitive și negative nu sunt suprapuse. Acest lucru are ca rezultat o distribuție inegală a sarcinilor, care conferă apei proprietățile moleculelor polare.
De aici rezultă că:
Aceasta explică, de exemplu, forma deosebit de ordonată a cristalelor de gheață. În cantități egale, gheața plutește pe apă (densitatea sa solidă este mai mică decât cea a lichidului).
SolventApa este un compus amfoteric , adică poate fi o bază sau un acid . Apa poate fi protonată, adică captează un ion H + (cu alte cuvinte un proton, de unde și termenul protonat ) și devine un ion H 3 O + (vezi Protonație ). Pe de altă parte , poate fi deprotonat, adică o altă moleculă de apă poate capta un H + ion și transformarea acesteia într - o OH - ion . Cu toate acestea, aceste reacții apar foarte repede și sunt minime.
2H 2 O → H 3 O + + HO -De Solvenții protici sau în interiorul său polare sunt solubile (prin legături de hidrogen) și solventul aprotic sau nepolar , nu sunt.
Apa este principalul constituent al corpului uman . Cantitatea medie de apă conținută într-un corp adult este de aproximativ 65%, ceea ce corespunde la aproximativ 45 de litri de apă pentru o persoană care cântărește 70 de kilograme . Acest procent poate varia, cu toate acestea, cu cât o persoană este mai slabă, cu atât este mai mare proporția de apă din corpul său. Apa depinde și de vârstă: scade de-a lungul anilor, deoarece cu cât mai multe țesuturi îmbătrânesc, cu atât acestea se deshidratează , apa fiind înlocuită cu grăsimi .
În organism, concentrația de apă variază de la un organ la altul și în funcție de celule:
Organismul uman are nevoie de aproximativ 2,5 litri de apă pe zi ( 1,5 litri sub formă lichidă și 1 litru dobândit în alimentele absorbite), mai mult în caz de exercițiu fizic sau căldură ridicată; nu este necesar să așteptați să aveți sete pentru a-l absorbi, mai ales pentru femeile însărcinate și pentru persoanele în vârstă la care senzația de sete este întârziată. Fără apă, moartea survine după 2 până la 5 zile, fără a face niciun efort (40 de zile fără hrană în timp ce sunt în repaus).
În fiecare zi, corpul absoarbe în medie:
În fiecare zi, corpul respinge:
Există opt tipuri:
Controalele de calitate caută orice poluanți și substanțe nedorite, inclusiv medicamente recent, reziduuri de medicamente sau perturbatori endocrini pentru a limita riscurile de mediu și de sănătate ale reziduurilor de medicamente în mediile acvatice .
Apa relativ pură sau potabilă este necesară pentru multe aplicații industriale și pentru consumul uman.
Comunicarea din partea actorilor din lanțul de apă din Franța abordează adesea opoziția dintre consumul de apă îmbuteliată sau de la robinet, care este sursa unor controverse:
În Franța, ambele tipuri de apă conțin poluanți.
În plus, apa este folosită și pentru curățarea alimentelor și a hainelor, pentru spălare, dar și pentru umplerea piscinelor (și este nevoie de 60 m 3 de apă pentru a umple o piscină privată medie ).
În Franța, din 2008 până în 2015, distribuitorii de apă din Franța continentală au furnizat aproximativ 5,5 miliarde de metri cubi de apă potabilă pe an, adică, în medie, 85 m 3 pe locuitor pe an sau 234 litri de apă pe persoană pe zi, o treime din care provine din apa de suprafață (20% din această apă se pierde prin scurgeri din rețeaua de distribuție); și în total „câteva zeci de miliarde de m 3 de apă sunt retrase în fiecare an” și utilizate ca apă potabilă (îmbuteliată sau nu), dar și pentru irigații, industrie, energie, agrement, hidroterapie, canale, întreținerea drumurilor, producția de zăpadă artificială sau multe alte activități, dar producția de energie este cea care folosește cel mai mult (59% din consumul total) înaintea consumului uman (18%), agriculturii (irigațiilor) (12%) și industriei (10%). O bancă națională de retrageri de apă (BNPE) a fost disponibilă online pentru publicul larg, precum și pentru experți din 2015. Ar trebui să permită monitorizarea retragerilor cantitative (cu aproximativ 85.000 de lucrări cunoscute în 2015) și să evalueze presiunea asupra resurselor de apă ( Franța metropolitană și Franța de peste mări ), cu date detaliate sau sumare care pot fi descărcate (dar „încă de consolidat” în 2015)).
Din punct de vedere economic, sectorul apei este în general considerat a face parte din sectorul primar, deoarece exploatează o resursă naturală ; uneori este chiar agregat cu sectorul agricol .
Agricultura este primul sector a consumului de apă, în special pentru irigare .
În Franța , agricultura absoarbe mai mult de 70% din apa consumată, ceea ce poate fi explicat prin diferite motive:
Drept urmare, la începutul anilor 1960, fermierii, pentru a-și crește semnificativ randamentele, au recurs la agricultura intensivă (utilizarea îngrășămintelor chimice , a pesticidelor și a produselor fitosanitare ). Această agricultură intensivă a dus la poluarea apei din sol cu concentrații mari de azot, fosfor și molecule din produsele fitosanitare. Astăzi, tratamentele pentru îndepărtarea acestor poluanți sunt complexe, costisitoare și adesea dificil de aplicat. În consecință, ne îndreptăm spre alte practici agricole care respectă mai mult omul și mediul, cum ar fi agricultura „integrată” sau „ organică ”. Agroforesteria și gardurile vii sunt soluții pentru construirea microclimatelor și pentru a permite apei să circule către interiorul terenului datorită fenomenelor de evapotranspirație din plante. De exemplu, un hectar de pădure de fag, care consumă 2.000 până la 5.000 de tone de apă pe an, eliberează 2.000 prin evaporare.
Apa este, de asemenea, utilizată în multe procese și mașini industriale, cum ar fi turbina cu abur sau schimbătorul de căldură . În industria chimică , este utilizat ca solvent sau ca materie primă în procese, de exemplu sub formă de vapori pentru producerea acidului acrilic . În industrie, deversările de ape uzate netratate provoacă poluare, care include deversări de soluții ( poluare chimică ) și deversări de apă de răcire ( poluare termică ). Industria are nevoie de apă pură pentru multe aplicații, folosește o mare varietate de tehnici de purificare atât pentru furnizarea cât și pentru evacuarea apei.
Prin urmare, industria este un mare consumator de apă:
Din cauza faptului că combustibilii se combină cu oxigenul din aer, acestea ard și degajă căldură. Apa nu poate arde, deoarece este deja rezultatul reacției hidrogenului cu oxigenul .
Ajută la stingerea focului din două motive:
Crăparea apei având loc la 850 ° C , o evită folosind apă , fără aditiv , dacă temperatura depășește jăratic această temperatură.
Salubritate și canalizare sunt colectarea și epurarea apelor uzate (industriale, menajere sau în alt mod) , înainte de evacuare în naturale , pentru a evita poluarea și poluarea asupra mediului înconjurător . Apa după un prim tratament este deseori dezinfectată prin ozonare, clorurare sau tratament UV sau prin microfiltrare (fără a adăuga niciun produs chimic în ultimele cazuri).
Protejarea acestui bun comun, care este resursa de apă, a motivat crearea unui program ONU ( ONU-Apă ) și a unei evaluări anuale globale anuale a apei potabile și de salubritate (GLAAS), coordonată de OMS .
Multiplicitatea utilizărilor sale face din apă o resursă fundamentală pentru activitățile umane. Gestionarea sa este monitorizată constant și afectează relațiile dintre state.
Pentru a aborda aceste probleme, în 1996 a fost înființat un Consiliu Mondial al Apei , cu sediul la Marsilia , care reunea ONG-uri , guverne și organizații internaționale. În mod regulat, se organizează un forum mondial pentru apă pentru a discuta aceste subiecte, dar nu întotdeauna în același oraș. În paralel cu forumul mondial al apei, un for alternativ mondial al apei este organizat de mișcări alternative.
În Franța , numeroasele părți interesate din domeniul apei și misiunile lor diferă în funcție de departamente și teritorii. Astăzi erau cinci forțe de poliție de apă coordonate de Missions interservice de l'eau (MISE). Agențiile de apă sunt unități publice care colectează taxe care finanțează acțiuni ale autorităților publice, producătorilor, fermierilor sau altor actori pentru purificarea sau protejarea resurselor de apă. Distribuția apei potabile este un serviciu public administrat la nivel municipal sau EPCI , fie direct în gestiune, fie delegat unei companii private ( leasing , concesiune ). ONEMA înlocuiește pescuit Consiliul Superior , cu misiuni extinse.
Noua „ lege a apei și a mediilor acvatice ” (LEMA) din 2007 modifică profund legea anterioară și traduce „directiva-cadru” europeană (DCA) în legislația franceză.
Gestionarea apei acoperă numeroase activități:
Franța este țara de companii mari de apă ( Suez , Veolia , etc. ). Acestea au luat o importanță globală încă din anii 1990. Dar cu Grenelle de l'Environnement și Grenelle de la Mer și sub egida unor personalități precum Riccardo Petrella , problema apei ca bun public rămâne fără răspuns.
În 2009, o conferință s-a axat pe reglementarea și o mai mare transparență a serviciilor de apă în Franța.
Munții acoperă o mare parte a Pământului. În Europa (35,5% din teritoriu în Europa, 90% în Elveția și Norvegia) și peste 95 de milioane de europeni locuiau acolo în 2006. Sunt adevărate turnuri de apă și joacă un rol capital în gestionarea resurselor acvifere, deoarece acestea concentrează o cantitate semnificativă o parte a precipitațiilor și toate râurile majore și afluenții lor principali își au izvorul acolo.
La munte, apa este o bogăție ecologică, dar și o sursă de hidroelectricitate și comerț (îmbutelierea apei minerale), precum și susținerea sportului și agrementului în apa albă. În Europa, 37 de centrale hidraulice mari sunt situate în munți (din 50, sau 74%), la care se adaugă alte 59 de centrale mari din 312 (18,9%).
Munții prezintă situații speciale, deoarece sunt în primul rând zone de risc:
Dar apa din munți este mai presus de toate o sursă de bogăție și dezvoltare. O mai bună dezvoltare a acestui potențial prin planificarea regională poate fi sursa unei noi bogății pentru economia zonelor montane, dar în cadrul unui comportament economic și responsabil. Odată cu încălzirea globală, situațiile de evenimente extreme, cum ar fi seceta, inundațiile și eroziunea accelerată, sunt susceptibile să se înmulțească și să fie, cu poluare și deșeuri, în cadrul unei generații unul dintre principalii factori care limitează dezvoltarea economică și socială în majoritatea țărilor din lume.
Potrivit experților reuniți la Megève înMartie 2007în cadrul „Anului Internațional al Munților”, cu participarea FAO , UNESCO , Parteneriatul Global pentru Apă și Rețeaua Internațională a Organizațiilor Bazinale , pentru a face un diagnostic și a formula propuneri prezentate la Forumul Mondial al Apei de la Kyoto (Martie 2003): „Solidaritatea amonte-aval” rămâne prea slabă: este mai bine să ajutăm munții în cadrul politicilor bazinului integrat, astfel încât să asigure gestionarea și echipamentul necesar al bazinelor hidrografice superioare. […] Este de fapt imperativ să se desfășoare acțiuni specifice la munte, consolidate cu dezvoltare și gestionare pentru a se proteja mai bine împotriva inundațiilor și eroziunii, a lupta împotriva poluării și a optimiza resursele de apă disponibile pentru a le împărtăși între comunități. în amonte și în câmpiile din aval. „
Unele zone se confruntă cu o dezvoltare semnificativă cauzată de punerea în funcțiune a unor noi infrastructuri rutiere și de dinamismul economic. În Franța, documentele de urbanism sunt frecvent revizuite pentru a permite construirea de noi spații . Cu toate acestea, extinderea teritoriilor urbanizate generează impacturi asupra mediului: creșterea extragerilor pentru alimentarea populațiilor cu apă potabilă, creșterea deversărilor (apă de ploaie și ape uzate), fragmentarea mediilor naturale etc. Acestea nu sunt întotdeauna corect înțelese la nivelul documentelor de urbanism, care structurează și planifică spațiul . Aceste reflecții au fost în centrul Grenelle de l'Environnement în 2007.
Aceste impacturi trebuie luate în considerare în amonte, din definiția proiectelor de structurare la scara unui teritoriu. Prin urmare, se recomandă integrarea acestora în pregătirea documentelor de urbanism ( planuri de urbanism local , hărți municipale etc. ).
Pământul este acoperit cu 71% de apă. 97% din această apă este sărată și 2% prinsă în gheață. Doar un procent mic rămâne pentru irigarea culturilor și potolirea setii întregii omeniri. Apa și apa potabilă sunt distribuite inegal în întreaga planetă, iar barajele și pomparea apei destinate nevoilor umane pot intra în conflict local cu nevoile agricole și ale ecosistemelor.
În 2017, din 6,4 miliarde de oameni, 3,5 miliarde de oameni beau apă nesigură sau discutabilă în fiecare zi. În plus, 2,4 miliarde nu au un sistem de salubrizare a apei. În 2018, 2 miliarde de ființe umane depind de accesul la o fântână. Ar trebui să mobilizăm 37,6 miliarde de dolari pe an pentru a face față provocării apei potabile pentru toți, când ajutorul internațional este de doar trei miliarde.
Potrivit ONG-ului Transparency International , corupția este în contractele de apă din multe țări, provocând risipă și costuri excesive pentru cei mai săraci .
Apa, ca resursă vitală , este o sursă de conflicte, de exacerbare a conflictelor și este uneori folosită în acest context.
În 2025, potrivit ONU, din cauza supraexploatarea tabelelor de apă și creșterea nevoilor, 25 de țări africane vor fi într - o stare de lipsă de apă (mai puțin de 1000 m 3 / locuitor / an ) sau de stres de apă. (1.000 la 1.700 m 3 / locuitor / an ).
Ponderea populației cu acces la apă potabilă în 2005.
Estimarea ONU a deficitului de apă sau a stresului de apă în Africa în 2025.
Imposibilitatea accesului la apă potabilă pentru o mare parte a populației lumii are consecințe grave asupra sănătății. Astfel, un copil moare la fiecare cinci secunde de boli legate de apă și de un mediu nesanitar; milioane de femei sunt epuizate în căutarea apei; între 40 și 80 de milioane de oameni au fost strămutați de cele 47.455 de baraje construite în întreaga lume, inclusiv 22.000 în China . Potrivit ONG - ului Solidarités International , 361.000 de copii sub cinci ani mor în fiecare an din cauza diareei cauzate de accesul inadecvat la apă, igienă și canalizare (WASH). Toate cauzele combinate (diaree, holeră , gastroenterită acută infecțioasă și alte infecții), potrivit Unicef , aceste boli transmise de apă reprezintă 1,8 milioane de victime în rândul copiilor sub cinci ani. În fiecare an, 272 de milioane de zile școlare se pierd din cauza infecțiilor transmise de apă nesigură.
Inegalitatea consumului de apă în lumeConsumul de apă este foarte inegal în funcție de nivelul de dezvoltare al țărilor:
Asociațiile umanitare indică cu degetul aceste disparități. „În timp ce un fermier malgaș consumă în medie zece litri de apă pe zi, un parizian are nevoie de 240 de litri de apă pentru uz personal, comerț și meșteșuguri urbane și întreținerea străzii. În ceea ce privește locuitorul orașului american, el consumă mai mult de 600 de litri. "
La nivel global, patru miliarde de oameni se confruntă cu deficiențe severe de apă cel puțin o lună pe an. Până în 2025, 63% din populația lumii va fi sub stres hidric .
Apa și genul în lumeÎn întreaga lume, există o inegalitate puternică între bărbați și femei în ceea ce privește accesul la apă, igienă și canalizare. În Africa, de exemplu, 90% din sarcinile de colectare a apei și a lemnului sunt realizate de femei. În total, femeile și fetele petrec în medie șase ore pe zi colectând apă.
Consumul de apă de către agriculturăAgricultura țărilor dezvoltate este acuzat de consumul de apă intensivă:
Soluțiile luate în considerare sunt cantitative (economii, recuperarea apei, reutilizarea apelor gri sau reziduale) și calitative (o mai bună purificare) .
Unii autori au imaginat deja în anii 1970 un tratament complet, recuperarea și tratarea tuturor apelor uzate, astfel încât numai apa curată să fie deversată în râuri, în mare sau folosită pentru irigații agricole.
Există soluții individuale și colective pentru a economisi apă, chiar și pentru a conduce stilul de viață al unui locuitor al unei țări dezvoltate.
Apa a preluat mult timp multe aspecte în credințele și religiile popoarelor. Astfel, de la mitologia greco-romană până la religiile actuale, apa este întotdeauna prezentă în diferite aspecte: distructive, purificatoare, sursă de viață, vindecătoare, protectoare sau regeneratoare.
Știința sugerează că apa este esențială pentru viață. Mitologia și unele religii au legat apa de naștere, fertilitate, puritate sau purificare.
Apa preia acest aspect distructiv, mai ales când vine vorba de sfârșitul lumii sau de geneză . Dar acest lucru nu se limitează la religiile monoteiste. Astfel, în epopeea lui Ghilgameș , o furtună care a durat șase zile și șapte nopți a fost sursa inundațiilor și a distrugerii omenirii. Aztecii au , de asemenea , această reprezentare a apei , deoarece lumea a Soarelui de apă plasat sub semnul soția lui Tlaloc este distrus de un potop care va darame chiar și la munte. „Și Domnul a spus: Voi nimici pe omul pe care l-am creat de pe fața pământului, atât pe om, cât și pe fiară, și pe târâtoare și pe păsările cerului; pentru că regret că le-am făcut. " : Prin aceasta este desemnat sfârșitul lumii în geneza iudeo-creștină și pentru a adăuga: " Apele s-au umflat din ce în ce mai mult și toți munții înalți care sunt sub cerul întreg au fost acoperiți. " . Mitul aborigenilor australieni este, la rândul său, atașat ideii de pedeapsă și nu de distrugere, deoarece o broască uriașă ar fi absorbit toată apa și ar fi uscat pământul, dar ar fi scuipat totul râzând de contorsiunile 'o anghilă . De mareele contribuie încet la fenomenele de eroziune și îngrășare pe coastele , dar este marile inundații și tsunami - ul care marchează periodic spiritele. Începând cu era industrială, multe fabrici și alți factori de risc s-au concentrat în văi și pe litoral, astfel încât riscul tehnologic poate fi combinat cu riscurile legate de lipsa sau excesul de apă. În Japonia, de exemplu, Genpatsu shinsai este asocierea riscului nuclear cu riscul unui tsunami, apariția simultană a două evenimente de acest tip agravând considerabil consecințele lor.
Apa purificatoareAcest aspect conferă apei un caracter aproape sacru în anumite credințe. De fapt, pe lângă purificarea externă conferită de apă, există și această facultate de a șterge dificultățile și păcatele credincioșilor în contact cu ea și de a-l spăla pe credincios de orice murdărie. Exemplele sunt numeroase, variind de la purificarea în Gange în hinduism (unde se fac multe ritualuri la marginea apei, cum ar fi înmormântări) sau ablația cu apă în Islam până la botezul în creștinism sau inițierea preoților shintoisti.
Apa de vindecare și de protecțiePe lângă aspectul purificator, apa a crescut de-a lungul secolelor și credințele unei facultăți de vindecare. Mai multe semne de închinare și închinare datând din neolitic au fost găsite în apropierea surselor de apă din Europa. Multă vreme, amuletele cu apă sfințită au fost agățate la intrarea caselor pentru a-și proteja ocupanții de Rău. Se consideră că contactul cu anumite ape poate merge până la vindecarea anumitor boli. Cel mai apropiat exemplu este cel al pelerinajului la Lourdes, în Franța, unde în fiecare an mii de oameni merg să se scalde în sursa sa. Printre cazurile de vindecare de către apa din Lourdes, 67 au fost recunoscute de Biserica Catolică. O altă ilustrare a acestui lucru este ritualurile terapeutice creștinizate ale fântânilor bune . Din punct de vedere al științei, proprietățile vindecătoare au fost demonstrate deoarece astăzi hidroterapia este obișnuită în tratamentul anumitor boli.
Hoax cu monoxid de dihidrogen (DHMO)Falsul de monoxid de dihidrogen, conceput de Eric Lechner, Lars Norpchen și Matthew Kaufman, implică acordarea apei de denumirea științifică de monoxid de dihidrogen (DHMO), necunoscut celor neinițiați, și susținerea unui discurs despre acesta solemn științific, în așa fel încât să creeze nejustificat anxietate la ascultător.
În Wikibook of Tribology , se pot găsi date privind fricțiunea pe gheață .
Utilizări Management și reglementare