Apa ca sursa a vietii

Apa ca sursa a vietii
Compoziţia a fost stabilită în perioada 1871—1905 prin experienţele lui Macquer, Cavendish, Lavoisier, Laplace şi alţii.
Hidrogenul şi oxigenul având mai mulţi izotopi, apa obişnuită conţine în proporţie mică şi combinaţiile reciproce ale acestora : H216O ; H217O ; H218O ; HD16O ; HD17O ; HD18O; D216O ; D217O ; D218O şi T2O. Prezintă un pronunţat moment electric de dipol µ 1,84, fiind un bun solvent, capabil să funcţioneze ca donor de electroni. Dacă în stare de vapori apa este formată din molecule neasociate, în stare lichidă şi în gheaţă, ele sunt asociate prin legătura de hidrogen. Gheaţa cristalină are o structură afinată, cu simetrie hexagonală, analogă cu a β-tridimitului, în care orice moleculă de apa este coordinată de alte patru molecule de apa, respectiv fiecare atom de oxigen este înconjurat tetraedric de alţi patru atomi de oxigen întocmai ca atomii de carbon în diamant.

Apa ca sursa a vietii
Structura cristalină cu simetrie hexagonală a gheţii (a) şi coordinarea tetraedrică a atomilor de oxigen în gheaţă (b).Totodată, fiecare atom de oxigen al unei molecule de apă este legat covalent de doi atomi de hidrogen ai moleculei proprii şi de alţi atomi de hidrogen proveniţi din două molecule diferite, prin legături de hidrogen. Apa prezintă o serie de proprietăţi anormale datorită asocierii moleculelor prin legături de hidrogen.

Apa ca sursa a vietii
Astfel, densitatea apei în loc să scadă continuu cu temperatura, aşa cum se întâmplă la celelalte lichide, are valoarea maximă la 4°C şi anume egală cu unu. La 0° C, apa se solidifică mărindu-şi volumul (d.0,9168) cu 9% fiind mai uşoară decât apa lichidă, pe care pluteşte. Valoarea mică a densităţii gheţii este atribuită structurii afinate a reţelei cristaline. Drept consecinţă, sub 4°C, apa răcită îngheaţă, se ridică la suprafaţă sub forma unui strat protector faţă de temperatura exterioară, făcând posibilă viaţa acvatică. Apa trece în stare de vapori la 100°C mărindu-şi volumul de ~1700 ori.

Apa ca sursa a vietii
Intervalul de temperatură anormal de mare în care apa se află în fază lichidă (0°C — 100°C) este atribuit, de asemenea, asocierii moleculelor de apa, respectiv legăturilor de hidrogen. Cele două puncte extreme ale apei, de solidificare, respectiv de fierbere la presiune normală, constituie temperaturile 0°C şi 100°C în scara termometrică în grade Celsius. Căldura specifică mare a apa (4,18 J-g-1) are un rol regulator asupra temperaturii apa, deoarece temperatura lacurilor şi mărilor se schimbă mai lent decât a solului. Căldura latentă de vaporizare este anormal de mare : 40,7 kj/mol. Apa se dovedeşte un lichid puţin compresibil, prezentând un minim la presiuni joase. În stare pură, ca urmare a unei ionizări proprii extrem de reduse, apa are o conductibilitate electrică mică :H20 H+ + OH- ; K = 1,04-10-11 la 25°C