Vízmolekula

Víz
A vízmolekula geometriája és 3D-s ábrázolása
Azonosítás
N o CAS	7732-18-5
N o EC	231-791-2
Mosolyok	O PubChem , 3D nézet
InChI	InChI: 3D nézet InChI = 1 / H2O / h1H2
Megjelenés	átlátszó folyadék. Kék a fagylalt szélén ( pl .: gleccser)
Kémiai tulajdonságok
Brute formula	H 2 O   [izomerek]
Moláris tömeg	18,0153 ± 0,0004  g / mol H 11,19%, O 88,81%,
Dipoláris pillanat	1,854 6  ±  0,004 0  D
Molekuláris átmérő	0,343  nm
Fizikai tulajdonságok
T ° fúzió	0  ° C
T ° forráspontú	100  ° C
Oldhatósági paraméter δ	47,9  MPa 1/2 ( 25  ° C )
Térfogat	1.000 0  g cm −3 ( 3.98  ° C ) 0,997 05  g cm −3 ( 25  ° C ) egyenlet: ρ=5.4590/0,30542(1+(1-T/647.13)0,081){\ displaystyle \ rho = 5.4590 / 0.30542 ^ {(1+ (1-T / 647.13) ^ {0.081})}} A folyadék sűrűsége kmol · m -3-ban és a hőmérséklet Kelvinben, 273,16 és 333,15 K között. Számított értékek: 0,99501 g · cm -3 25 ° C-on. T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 273.16 0.010000000000048 55,583 1.00134 277.16 4.01 55.52775 1,00035 279.16 6.01 55.50013 0,99985 281.16 8.01 55.47238 0,99935 283.16 10.01 55.44452 0,99885 285.16 12.01 55.41652 0,99835 287.16 14.01 55.3884 0,99784 289.16 16.01 55.36014 0,99733 291.16 18.01 55.33176 0,99682 293.16 20.01 55.30324 0,9963 295.16 22.01 55.27459 0,99579 297.16 24.01 55.24581 0,99527 299.16 26.01 55.21689 0,99475 301.16 28.01 55.18783 0,99423 303.16 30.01 55.15863 0,9937 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 305.15 32 55.12929 0,99317 307.15 34 55.09981 0,99264 309.15 36 55.07018 0,99211 311.15 38 55.04041 0,99157 313.15 40 55.01049 0,99103 315.15 42 54,98042 0,99049 317.15 44. 54,95021 0,98994 319.15 46 54,91984 0,9894 321.15 48 54.88931 0,98885 323.15 50 54,85864 0,98829 325.15 52 54,8278 0,98774 327.15 54. 54,7968 0,98718 329.15 56 54,76565 0,98662 331.15 58 54,73433 0,98606 333.15 60 54,703 0,98549 egyenlet: ρ=4.9669/0.27788(1+(1-T/647.13)0,188740){\ displaystyle \ rho = 4.9669 / 0.27788 ^ {(1+ (1-T / 647.13) ^ {0.18740})}} A folyadék sűrűsége kmol m -3-ban és hőmérséklet Kelvinben, 333,15 és 403,15 K között. Számított értékek: T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 333.15 60 54.6866 0,9852 337,82 64.67 54,51549 0,98211 340.15 67 54,42936 0,98056 342,48 69.33 54,34283 0,979 344.82 71,67 54.25589 0,97744 347.15 74. 54.16855 0,97586 349,48 76.33 54.0808 0,97428 351,82 78,67 53.99263 0,97269 354.15 81. 53.90404 0,9711 356,48 83.33 53.81502 0,96949 358,82 85,67 53.72557 0,96788 361.15 88 53.63567 0,96626 363,48 90.33 53.54533 0,96464 365,82 92,67 53.45454 0,963 368.15 95 53.36329 0,96136 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 370,48 97.33 53.27157 0,9597 372,82 99,67 53.17938 0,95804 375.15 102 53.08672 0,95637 377,48 104.33 52.99357 0,9547 379,82 106,67 52.89992 0,95301 382.15 109. 52.80578 0,95131 384.48 111,33 52.71113 0,94961 386,82 113,67 52.61597 0,94789 389.15 116 52.52028 0,94617 391.48 118.33 52.42407 0,94444 393,82 120,67 52.32732 0,94269 396.15 123. 52.23002 0,94094 398,48 125,33 52.13216 0,93918 400,82 127,67 52.03374 0,9374 403.15 130 51.93475 0,93562 egyenlet: ρ=4.3910/0.24870(1+(1-T/647.13)0,25340){\ displaystyle \ rho = 4.3910 / 0.24870 ^ {(1+ (1-T / 647.13) ^ {0.25340})}} A folyadék sűrűsége kmol m -3-ban és hőmérséklet Kelvinben, 403,15 és 647,13 K között. Számított értékek: T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 403.15 130 52.34366 0,94299 419,42 146,27 51.36701 0,92539 427,55 154.4 50.86626 0,91637 435,68 162,53 50,35655 0,90719 443,81 170,66 49.83732 0,89783 451.95 178.8 49.30794 0.8883 460.08 186.93 48.76772 0.87857 468.21 195.06 48.21588 0.86862 476,34 203.19 47.65156 0,85846 484.48 211,33 47.07377 0.84805 492,61 219,46 46.4814 0,83738 500,74 227,59 45.87318 0,82642 508,87 235,72 45.24765 0,81515 517.01 243,86 44,60313 0,80354 525,14 251.99 43.93764 0,79155 T (K) T (° C) ρ (kmolm -3 ) ρ (gcm -3 ) 533,27 260.12 43.24885 0.77914 541.41 268.26 42.53399 0.76626 549.54 276,39 41.78969 0,75285 557,67 284.52 41.01184 0.73884 565.8 292,65 40.19529 0.72413 573.94 300,79 39.33348 0,7086 582.07 308.92 38.41785 0.69211 590.2 317.05 37.43685 0,67444 598,33 325,18 36.37432 0.65529 606,47 333,32 35.20645 0,63425 614.6 341.45 33.89566 0,61064 622,73 349,58 32.37649 0,58327 630,86 357,71 30.5152 0,54974 639 365.85 27.94077 0,50336 647.13 373,98 17.65581 0,31807
Telített gőznyomás	6,112  mbar (jég, 0  ° C ) 12,4  mbar ( 10  ° C ) 23,4  mbar ( 20  ° C ) 42,5  mbar ( 30  ° C ) 73,8  mbar ( 40  ° C ) 123,5  mbar ( 50  ° C ) 199,4  mbar ( 60  ° C ) egyenlet: Pvs=exo(73,649+-7258.2T+(-7.3037)×lnem(T)+(4.1653E-6.)×T2.0000){\ displaystyle P_ {vs} = exp (73.649 + {\ frac {-7258.2} {T}} + (- 7.3037) \ ln (T) + (4.1653E-6) \ szor T ^ {2.0000})} Pascálban mért nyomás és hőmérséklet Kelvinsben, 273,16 és 647,13 K között. Számított értékek: 3 170,39 Pa 25 ° C-on. T (K) T (° C) P (Pa) 273.16 0.010000000000048 610.56 298.09 24.94 3,159,31 310.56 37.41 6,424,38 323.02 49.87 12.274.02 335,49 62.34 22,198,48 347,95 74.8 38,249.34 360.42 87.27 63,135.86 372,89 99,74 100,308.53 385,35 112.2 154,025,47 397,82 124,67 229,399,5 410,28 137.13 332,425,86 422,75 149.6 469,992,41 435,21 162.06 649,875,71 447,68 174.53 880,727,27 460.15 187 1 172 054,7 T (K) T (° C) P (Pa) 472,61 199,46 1 534 202,63 485.08 211.93 1 978 337,94 497,54 224.39 2 516 443,24 510.01 236,86 3,161,322,23 522,47 249,32 3 926 619,62 534.94 261,79 4,826,858 547.4 274,25 5 877 493,25 559,87 286,72 7 094 990,09 572,34 299.19 8,496,918,62 584.8 311,65 10 102 073,08 597,27 324.12 11 930 613,48 609,73 336,58 14,004,231,36 622.2 349.05 16 346 340,7 634.66 361.51 18 982 295,46 647.13 373,98 21 940 000 egyenlet: Pvs=exo(35,169+-6149.4T+(-1.3785)×lnem(T)+(5.4788E-3)×T1.0000){\ displaystyle P_ {vs} = exp (35.169 + {\ frac {-6149.4} {T}} + (- 1.3785) \ ln (T) + (5.4788E-3) \ szor T ^ {1.0000})}} Pascálban mért nyomás és hőmérséklet Kelvinsben, 149,3 és 273,16 K között. Számított értékek: T (K) T (° C) P (Pa) 149.3 −123.85 0 157,55733 −115.59267 0 161,686 −111,464 0,00012 165.81467 −107.33533 0,00032 169.94333 −103.20667 0,00077 174,072 −99.078 0,00181 178,20067 −94,94933 0,00406 182.32933 −90.82067 0,00878 186,458 −86,692 0,01838 190.58667 −82.56333 0,03726 194,71533 −78.43467 0,07335 198,844 −74,306 0,14043 202.97267 −70.17733 0,26192 207.10133 −66.04867 0,4767 211.23 −61,92 0.84781 T (K) T (° C) P (Pa) 215,35867 −57.79133 1.47544 219,48733 −53.66267 2.51562 223,616 −49.534 4.20695 227.74467 −45.40533 6.90792 231.87333 −41.27667 11.14843 236,002 −37.148 17.69965 240.13067 −33.01933 27.66752 244,25933 −28.89067 42.61627 248,388 −24,762 64,7295 252.51667 −20.63333 97.01785 256,64533 −16.50467 143.58367 260,774 −12.376 209.9549 264.90267 −8.24733 303.50201 269.03133 −4.16677 433.95381 273.16 0.010000000000048 610.56
Dinamikus viszkozitás	0,001 002  Pa s át 20  ° C-on
Kritikus pont	374,15  ° C , 22,12  MPa , 0,063  l mol -1
Hármas pont	0,01  ° C  ; 611,73  Pa
Hővezető	565  mW K −1  m −1
Felületi feszültség át 20  ° C-on	0,072 8 N / m
Elektromos vezetőképesség	5,5 × 10 −6  S m −1
Termokémia
Δ f H 0 gáz	-241,83  kJ · mol -1
Δ f H 0 folyadék	-285,10  kJ · mol -1
Δ fus H °	335  J · g -1
Δ vap H °	40,65  kJ mol -1 ( 1  atm , 99,97  ° C ); 43,98  kJ mol -1 ( 1  atm , 25  ° C )
C o	35,22  J mol −1  K −1 (gáz, 226,85  ° C ) 75,38  J mol −1  K −1 (folyadék, 24,85  ° C ) 2,060  J g −1  K −1 (szilárd) egyenlet: VSP=(276370)+(-2090.1)×T+(8.1250)×T2+(-1.4116E-2)×T3+(9.3701E-6.)×T4{\ displaystyle C_ {P} = (276370) + (- 2090.1) \ T-szer + (8.1250) \ -szer T ^ {2} + (- 1.4116E-2) szorozva T ^ {3} + (9.3701E- 6) \ szor T ^ {4}} A folyadék hőteljesítménye J kmol -1 K -1 -ben és hőmérséklet Kelvinben, 273,16 és 533,15 K között. Számított értékek: 75,384 J mol -1 K -1 25 ° C-on T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 273.16 0,01 76 150 4 227 290 16.85 75,551 4 194 299 25.85 75,371 4,184 307 33.85 75,277 4,179 316 42.85 75,236 4,176 325 51.85 75,254 4,177 333 59.85 75 310 4 180 342 68.85 75,413 4 186 351 77.85 75,551 4 194 359 85.85 75,699 4,202 368 94.85 75,892 4,213 377 103.85 76 110 4,225 385 111,85 76,324 4 237 394 120,85 76,589 4,251 403 129,85 76,881 4 268 T (K) T (° C) C o (Jkmol×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kmol \ szorzat K}})} C o (Jkg×K){\ displaystyle ({\ tfrac {J} {kg \ szorzat K}})} 411 137,85 77 166 4 283 420 146,85 77,521 4,303 429 155,85 77 917 4,325 437 163,85 78 310 4 347 446 172,85 78,807 4 375 455 181.85 79,373 4,406 463 189,85 79,943 4,438 472 198,85 80 672 4,478 481 207,85 81,508 4,524 489 215,85 82 355 4,571 498 224.85 83,439 4,632 507 233,85 84 683 4,701 515 241,85 85 938 4 770 524 250,85 87,539 4 859 533.15 260 89,390 4 962
C v	3724  J g −1  K −1 (gáz)
Elektronikus tulajdonságok
1 re ionizációs energia	12,620 6  ±  0,002 0  eV (gáz)
Kristályográfia
Kristály rendszer	hatszögletű
Hálóparaméterek	a = 4,521 2  Å c = 7,366 6  Å
Optikai tulajdonságok
Törésmutató	nemD25{\ displaystyle n_ {D} ^ {25}} 1.3325
Egység SI és STP hiányában.

A vízmolekula H 2 O képlettel, a tiszta víz elengedhetetlen alkotóeleme . Ez tartalmazza a víz autoprotolíziséből származó ionokat is az egyensúlyi egyenlet szerint  : H 2 O= H + + OH - (vagy 2 H20= H 3 O + + OH - ). A természetben nincs tiszta víz, amelyet fizikai folyamatok útján kell előállítani.

Ennek a molekulának összetett tulajdonságai vannak a polarizációja miatt (lásd a Dipoláris természet szakaszát ).

A környezeti nyomáson (kb. Egy bar ) lévő víz 100  ° C felett gáznemű , 0  ° C alatt szilárd és közöttük folyékony . Ez lényeges sajátosság; más szorosan kapcsolódó vagy rokon vegyületek ( hidrogén-szulfid , ammónia és metán ) mind sokkal alacsonyabb hőmérsékleten is gázneműek.

Fizikai

Általános tulajdonságok

A víz szilárd állapota jég  ; A gáznemű állapotban van vízgőz .

A víz állapota a P nyomás és a T hőmérséklet körülményeitől függ . Van egy egyedülálló helyzet ( P , T ), amelyben a víz a három formában szilárd, folyékony és gáz formájában létezik; ezt a helyzetet " víz hármaspontjának " nevezik  , 273,16 K ( 0,01  ° C ) hőmérsékleten és 611,2 Pa nyomáson történik .   

A hőmérsékleti egységeket ( Celsius fok , Kelvin ) úgy határozzuk meg, hogy a víz hármas pontját vesszük referenciaként.

A hang sebessége vízben 1500  m s -1 a szabványos nyomás és hőmérséklet .

A tiszta víz elektromos vezetőképessége 20  ° C-on nagyon alacsony: 5,5 × 10 −6  S m −1 . A tiszta vizet ezért elektromos szigetelőnek tekintik .

A tömege egy liter vizet hőmérsékleten 4  ° C volt, az első meghatározása a kilogramm . Közelítő, vesszük sűrűsége a víz normál körülmények értéke 1000  kg m -3 , egy tonna per köbméter vagy egy kilogramm per liter ( 1  kg L -1 ).

A fajhője a víz 4186  J kg -1  K -1 a szabványos nyomás és hőmérséklet . Vizet alkalmazunk a hő standard régi egységrendszerek: a kalória (és a -es számmal ) mennyiségileg a szükséges hőt, hogy növelje a hőmérséklet egy gramm vizet egy Celsius fokkal: azaz 4,185  J .

A vizet a legtöbb alkalmazásban gyakorlatilag nem összenyomható folyadéknak tekintik . Összenyomhatósági együtthatója 4,5 × 10 −10  Pa −1

A víz egyes tulajdonságai a hőmérséklet függvényében

Hőmérséklet ( ° C )	Tömeg sűrűség ( g / cm 3 )	Kapacitás termikus tömege ( J g -1  K -1 )	Viszkozitás ( µPa s )	Nyomás gőz telítési (bar)	Heat a párologtatás ( kJ / kg )	Hővezető képesség ( W m −1  K −1 )
0	0,999 84	4.217 6	1793	0,006 11	2 500,5	0,569
10.	0,999 70	4,192 1	1307	0,012 28	2467,9	0,587
20	0,998 21	4 181 8	1002	0,023 38	2 453,4	0,604
30	0,995 65	4.178 4	797.7	0,042 45	2429.6	0,618
40	0,992 22	4.178 5	653.2	0,073 82	2 405,9	0,632
50	0,988 03	4.180 6	547.0	0,123 46	2 309,9	0.643
60	0,983 20	4,184 3	466.5	0.199 36	2 357,7	0,654
70	0,977 78	4,189 5	404,0	0,311 81	2333.1	0.662
80	0,971 82	4,196 3	354.4	0,473 79	2 308.2	0,670
90	0,965 35	4,205 0	314.5	0,701 23	2282.7	0.676
100	0,958 40	4.215 9	281.8	1.013 25	2 256,6	0.681

A víz forrási hőmérséklete a magasság függvényében

Magasság (m)	Nyomás ( atm )	Hőmérséklet (° C)
0	1.00	100
4 809 ( Mont Blanc )	0,547	83,9
8 849 ( Everest )	0,311	70.2
19,200	0,063	36.8

Körülbelül 20 000  m -en a víz emberi test hőmérsékletén forral fel. Ezért járhatatlan akadály az emberek számára nyomásnövelő eszköz (részleges túlnyomásos ruházat, búvárruha vagy nyomás alatti kabin) nélkül.

A víz mint termodinamikus folyadék

A víz egy termodinamikus folyadék, amelyet általában használnak, hatékony és gazdaságos.

• A víz maximális sűrűsége 1000  kg / m 3 (azaz 1 kg / l eredetileg a kilogramm meghatározása); pontosan 999,975  kg m -3 és 3,98  ° C között .
• A víz a legmagasabb állandó nyomás hőkapacitása az összes folyadékok ( 75,711  J mol -1  K -1 vagy 4,202 6  kJ kg -1  K -1 át 20  ° C-on ). Az óceánok jó hőtárolók.
• A víz hőmérséklete stabil , magas értékig, ami lehetővé teszi, hogy a hagyományos termodinamikai ciklusokban munkaközegként alkalmazzák .
• A víz stabil, beleértve a neutronsugárzást is .
• A víz a legmagasabb felületi feszültsége az összes folyadékok (72  mN / m- át 20  ° C-on ), kivéve a higany; párás levegőben elősegíti a cseppek képződését; egy kapilláriscsőben a víz, valamint a fák nedve emelkedik .
• A víz a legmagasabb latens hő a párolgás az összes folyadékok ( 44,22  kJ / mól , vagy 2454,3  kJ / kg át 20  ° C-on ); ezért az izzadás hűsítő hatása hatékony.
• A víz magas látens fúziós hővel rendelkezik (6,00 kJ / mol vagy 333,0 kJ / kg).
• A víz egy nagyon alacsony hővezető képessége (0,604  W m -1  K -1 át 20  ° C-on ).
• A víz és a jég kékes színű, nagy vastagság mellett.
• A víz átlátszó a látható fény számára , így a vízi szervezetek élhetnek, mert a napfény elérheti őket; ugyanakkor átlátszatlan a hidrogén, oxigén és kötésük által elnyelt infravörös sugárzással szemben .

A víz termodinamikai jellemzői, kommentálva

Fizikai méret	Megjegyzés	Korreláció
Mass sűrűsége ρ	A víz sűrűsége a hőmérséklet függvényében csökken és a nyomás hatására némileg nő. A lineáris modellezés jó eredményeket ad, mivel az egyik nincs a telítettség közelében.	Csepp le box és Infobox
Dinamikus viszkozitás μ	A víz dinamikus viszkozitása nagymértékben változik a 0  és  100  ° C közötti hőmérséklet-tartományban (több mint 6-szoros). Bármely modellezésnél vagy tesztnél figyelembe kell venni ezt a jelenséget, mint a Reynolds- analógiában tesztelt modelleket .	Csepp le box
Hővezető képesség λ	A hővezető víz növekszik a hőmérséklettel, eléri a körülbelül 130  és  140  ° C-on , majd csökken. A nyomással növekszik. Ez azonban kevéssé változik, és a lineáris interpoláció a száz Celsius-fok körüli hőmérséklet- és nyomástartományon, és bar megfelelő eredményt ad.	Csepp le box
Hő kapacitás át állandó nyomáson Cp	A víz fajlagos hőkapacitása normál nyomáson 4185  J kg −1  K −1 . Alacsony hőmérsékleten nagyrészt állandó és közel 4,18  kJ / kg , a hőmérséklet hatására rendszeresen növekszik, nyomás hatására pedig kissé csökken. Lehetőség van a folyékony víz entalpiájának helyes modellezésére lineáris módon széles hőmérsékleti és nyomástartományokban, amennyiben 10  ° C-on belül nem érjük el a telítettségi körülményeket . A Cp a telítettség szomszédságában növekszik, és a víz kritikus pontján nagyon nagy értéket vesz fel (elméletileg végtelen) .	Csepp le box és Infobox
Nyomás gőz telítési p ült	A Duperray képlet jó közelítést nyújt a 95  ° C és 230  ° C közötti hőmérséklet-tartományban . Kényelmes ezt a képletet kissé javítani, a legördülő mező ilyen összefüggést ad.	Csepp le box és Infobox
Mass térfogat gőz ρ "	Normál körülmények között 140  ° C - 3,6 bar nyomásig a telített gőz sűrűsége alig sűrűbb, mint az ideális gáz (kevesebb mint 5%). Beyond 10  bar és legfeljebb 60  bar, az empirikus leegyszerűsített kapcsolatban: ρ "= p sat / 2 olyan eredményt ad, a határértéknél alacsonyabb jobb, mint 4% ( ρ" kg / m 3 , és p ült bar). A kritikus pont környékén kívül a túlhevített gőz triatomikus ideális gázként viselkedik, körülbelül húsz Celsius fokos túlhevítéssel.	Csepp le box
Telített gőz entalpia h "	Egy széles nyomástartományban (5-85 bar), a entalpiája telített gőz állandó 1 st  érdekében, vagy körülbelül 2775  kJ / kg .	Csepp le box

Nukleáris tulajdonságok A könnyű víz teljes mikroszkopikus keresztmetszete (2 ⋅ hidrogén + 1 ⋅ oxigén) 0,931  mb a termikus neutronoknál. A víz több, fogságban tartott, mint a nehézvíz , mert a trícium által alkotott elfog egy neutron által deutérium egy instabil nuklid , miközben deutérium kialakítva elfog egy neutron által Protium stabil.

A víz termodinamikai jellemzőinek megfogalmazása

Fizikai méret	Korreláció	Megjegyzés
Hő kapacitás át állandó nyomáson Cp	VSo=4.1213+2,2544×10.-3×t-4.2994×10.-5.×t2+3,2044×10.-7×t3-6.3667×10.-10.×t4+vs.1+vs.2{\ displaystyle Cp = 4 {,} 121 \, 3 + 2 {,} 254 \, 4 \ szor 10 ^ {- 3} \ szor t-4 {,} 299 \, 4 \ szor 10 ^ {- 5} \ times t ^ {2} +3 {,} 204 \, 4 \ szor 10 ^ {- 7} \ szor t ^ {3} -6 {,} 366 \, 7 \ szor 10 ^ {- 10} \ szor t ^ {4} + c_ {1} + c_ {2}} vs.1=6.5068.×10.-5.×e(3,2391×10.-2×t){\ displaystyle c_ {1} = 6 {,} 506 \, 8 \ szor 10 ^ {- 5} \ szor e ^ {(3 {,} 2391 \ szor 10 ^ {- 2} \ szer t)}} vs.2=(150-o)×e(7.7055.×10.-5.×t2-1,5765.×10.-2×t-7.6591){\ displaystyle c_ {2} = (150-p) \ x e ^ {(7 {,} 705 \, 5 \ szor 10 ^ {- 5} \ szor t ^ {2} -1 {,} 576 \, 5 \ -szer 10 ^ {- 2} \ -szer t-7 {,} 659 \, 1)}} a Cp a kJ kg -1  K -1 , t ° C-on és p abszolút bar; 1 és 250  bar, valamint 0  és  370  ° C közötti hőmérsékleten alkalmazható Teszt: 100  ° C - 10 bar nyomáson, Cp = 4,205  kJ kg -1  K -1  ; át 304,5  ° C - 155 bar, Cp = 5.620  kJ kg -1  K -1 (számított értékek)	Nem könnyen integrálható
Mass térfogatú vizet folyadék ρ	ρ=315,5.0,256(1-t+273,15647,3)α+(o-221,2)×eβ{\ displaystyle \ rho = {315 {,} 5 \ felett 0 {,} 256 ^ {\ balra (1- {t + 273 {,} 15 \ 647 felett {,} 3} \ jobbra) ^ {\ alfa} }} + (p-221 {,} 2) \ szorzat e ^ {\ beta}} α=1,6949.×10.-16.×t6.-2.6273×10.-13.×t5.+1,6468.×10.-10.×t4-5.4767×10.-8.×t3+1,0792×10.-5.×t2-1,2674×10.-3×t+0,2862{\ displaystyle \ scriptstyle \ alpha = 1 {,} 694 \, 9 \ szor 10 ^ {- 16} \ szor t ^ {6} -2 {,} 627 \, 3 \ szor 10 ^ {- 13} \ szor t ^ {5} +1 {,} 646 \, 8 \ -szer 10 ^ {- 10} \ -szer t ^ {4} -5 {,} 476 \, 7-szer 10 ^ {- 8} \ alkalommal t ^ {3} +1 {,} 079 \, 2 \ x 10 ^ {- 5} \ szor t ^ {2} -1 {,} 267 \, 4 \ szor 10 ^ {- 3} \ szor t + 0 { ,} 286 \, 2} β=9.8206.×10.-10.×t4-6.0273×10.-7×t3+1.3954×10.-4×t2-9.9578.×10.-3×t-2.9656.{\ displaystyle \ scriptstyle \ beta = 9 {,} 820 \, 6 \ szor 10 ^ {- 10} \ szor t ^ {4} -6 {,} 027 \, 3 \ szor 10 ^ {- 7} \ szor t ^ {3} +1 {,} 395 \, 4 \ szor 10 ^ {- 4} \ szor t ^ {2} -9 {,} 957 \, 8 \ szor 10 ^ {- 3} \ szor t 2 {,} 965 \, 6} a ρ kg / m 3 , t ° C-on és p abszolút bar; 1 és 250 bar, valamint 0  és  370  ° C közötti hőmérsékleten alkalmazható Teszt: 300  ° C-on 155 bar, ρ = 716,85 kg / m 3  ; át 100  ° C-on - 10 bar ρ = 958,63 kg / m 3 , számított értékek	Összegyűjti az infoboxban megadott három összefüggést. Az 1 st  kifejezés jelenti a sűrűséget 221,2 bar. A 2 nd egy nyomás korrekció.
Termikus vezetőképesség A folyékony víz : λ	λ=-5.7991×10.-6.×t2+1,6594×10.-3×t+0,58812.+l{\ displaystyle \ lambda = -5 {,} 799 \, 1 \ szor 10 ^ {- 6} \ szor t ^ {2} +1 {,} 659 \, 4 \ szor 10 ^ {- 3} \ szor t +0 {,} 588 \, 12 + l} l=(o-221,2)×e(3.21395×10.-5.×t2-6.4543×10.-3×t-9.3021){\ displaystyle l = (p-221 {,} 2) \ x e ^ {(3 {,} 213 \, 95 \ szor 10 ^ {- 5} \ szor t ^ {2} -6 {,} 454 \ , 3 \ szor 10 ^ {- 3} \ t-9 {,} 302 \, 1)}} a λ a W m -1  K -1 , t ° C-on és p abszolút bar; 1 és 250 bar, valamint 0  és  370  ° C közötti hőmérsékleten alkalmazható	Az első kifejezés 221,2 bar nyomáson adja meg a vezetőképességet. A második kifejezés (l): a nyomás korrekciós függvénye.
A folyékony víz dinamikus viszkozitása μ	μ=1000M+m×(1+α){\ displaystyle \ mu = {1 \, 000 \ több mint M + m} \ szer (1+ \ alfa)} M=4.7468.×10.-14×t6.-4.1517×10.-11.×t5.+1,4322×10.-8.×t4-2,6507×10.-6.×t3+3.0869.×10.-4×t2+1,4606.×10.-2×t+0,58873.{\ displaystyle \ scriptstyle M = 4 {,} 746 \, 8 \ szor 10 ^ {- 14} \ szor t ^ {6} -4 {,} 151 \, 7 \ szor 10 ^ {- 11} \ szor t ^ {5} +1 {,} 432 \, 2 \ -szer 10 ^ {- 8} \ -szer t ^ {4} -2 {,} 650 \, 7-szer 10 ^ {- 6} \ szor t ^ { 3} +3 {,} 086 \, 9 \ -szer 10 ^ {- 4} \ -szer t ^ {2} +1 {,} 460 \, 6-szor 10 ^ {- 2} \ -szer t + 0 {, } 588 \, 73} m=(0,002×t-0,014)×1.001216×e(-2.9781×10.-3×t2+3,1058.×10.-2×t){\ displaystyle \ scriptstyle m = (0 {,} 002 \ szor t-0 {,} 014) \ szor 1 {,} 001 \, 216 \ szer e ^ {(- 2 {,} 978 \, 1 \ szer 10 ^ {- 3} \ szor t ^ {2} +3 {,} 105 \, 8 \ szor 10 ^ {- 2} \ szor t)}} α=(1.071429-7.1429.×10.-3×o)×(-1.3262×10.-4×t+4.4961×10.-4){\ displaystyle \ scriptstyle \ alpha = (1 {,} 071 \, 429-7 {,} 142 \, 9 \ szor 10 ^ {- 3} \ szer p) \ szor (-1 {,} 326 \, 2 \ szor 10 ^ {- 4} \ szer t + 4 {,} 496 \, 1 \ szer 10 ^ {- 4})}} A t ° C, p bar és μ 10 -6  kg m -1  s -1  ; 0  és  370  ° C és 0 és 180 bar közötti hőmérsékleten alkalmazható Teszt: 25  ° C-on - 10 bar, μ = 888,1 × 10-6  kg m -1 -1  s -1  ; át 300  ° C-on - 150 bar, μ = 91,66 × 10 -6  kg m -1  s -1 (számított értékek)	1 / μ fejlődik 1 st  érdekében lineárisan hőmérsékleten. α a nyomás korrekciós függvénye. m javítja az eredményt 0  ° C és 20  ° C között, ahol a viszkozitás nagymértékben változik.
Nyomás gőz telítési p ült	oült(tült)=(tült104,39)4.223{\ displaystyle p _ {\ text {sat}} (t _ {\ text {sat}}) = \ bal ({t _ {\ text {sat}} \ 104,39 felett \ jobb) ^ {4 {,} 223}} a t ült ° C-on és p ült bar; alkalmazható 130  és  370  ° C között	A Duperray-képlet alapján kapott korreláció 1% alatti eredményt ad
Telítettség gőznyomás p sat	oült=e73.649-7258,2(tült+273,15)-7.3037×ln⁡(tült+273,15)+4.1653×10.-6.×(tült+273,15)2{\ displaystyle p _ {\ text {sat}} = e ^ {73 {,} 649- {7 \, 258 {,} 2 \ felett (t _ {\ text {sat}} + 273 {,} 15) } - 7 {,} 303 \, 7 \ szer \ ln (t _ {\ text {sat}} + 273 {,} 15) +4 {,} 165 \, 3 \ szor 10 ^ {- 6} \ alkalommal (t_ {\ text {sat}} + 273 {,} 15) ^ {2}}} a t ült ° C-on és p ült Pa; alkalmazandó 0  , hogy  374  ° C-on	A Dupré-képletből származó összefüggés . Nem könnyen visszafordítható.
Telítettség gőzhőmérséklet t sat	tült=0,024283x4+0,21999x3+2.3663x2+27.930x+99.643{\ displaystyle t _ {\ text {sat}} = 0 {,} 024 \, 283x ^ {4} +0 {,} 219 \, 99x ^ {3} +2 {,} 366 \, 3x ^ {2 } +27 {,} 930x + 99 {,} 643} x=ln⁡(oült){\ displaystyle x = \ ln (p _ {\ text {sat}})} a t ült ° C-on és p ült bar; alkalmazható 0,125 és 221,2 bar között	Gyakorlati összefüggés, nem könnyen visszafordítható.
Telített gőz sűrűsége ρ "	ρ″=o2+315,46×e(7.7804×10.-12.×o6.-5.8422×10.-9.×o5.+1.7195.×10.-6.×o4-2,4833×10.-4×o3+0,017724×o2-0,49343×o-4.8331){\ displaystyle \ rho '' = {p \ 2 felett +315 {,} 46 \ -szer e ^ {(7 {,} 780 \, 4-szer 10 ^ {- 12} \ -szer p ^ {6} - 5 {,} 842 \, 2 \ -szer 10 ^ {- 9} \ -szer p ^ {5} +1 {,} 719 \, 5-szer 10 ^ {- 6} \ -szer p ^ {4} -2 { }, 483 \, 3 \ -szer 10 ^ {- 4} \ -szer p ^ {3} +0 {,} 017 \, 724 \ -szer p ^ {2} -0 {,} 493 \, 43 \ -szer p- 4 {,} 833 \, 1)}} a ρ " kg / m 3 , és p bar; 5-től alkalmazandó, hogy 200  bar Teszt: 30 bar nyomáson ρ " = 15,03 kg / m 3  ; 60 bar nyomáson ρ" = 30,66 kg / m 3 (számított értékek) ρ″=e(3,8969.×10.-14×t6.-3,8412×10.-11.×t5.+1.3648.×10.-8.×t4-1,8504×10.-6.×t3-5.7406.×10.-5.×t2+0,062032×t-5.2921){\ displaystyle \ rho '' = e ^ {(3 {,} 896 \, 9 \ -szer 10 ^ {- 14} \ -szer t ^ {6} -3 {,} 841 \, 2 \ -szer 10 ^ {- 11} \ szor t ^ {5} +1 {,} 364 \, 8 \ szor 10 ^ {- 8} \ szor t ^ {4} -1 {,} 850 \, 4 \ szer 10 ^ {- 6} \ times t ^ {3} -5 {,} 7406 \ times 10 ^ {- 5} \ times t ^ {2} +0 {,} 062 \, 032 \ times t-5 {,} 292 \, 1) }} a ρ " kg / m 3 , és a T ° C; alkalmazandó 100  , hogy  360  ° C-on Teszt: 233,84  ° C hőmérsékleten ρ " = 15,43 kg / m 3  ; 275,61  ° C hőmérsékleten ρ" = 31,45 kg / m 3 (számított értékek)	Felidézi a 10–60 bar közötti egyszerű ρ " = p / 2 empirikus összefüggést
Telített gőz entalpia h "	h″=2799,9.-0,009424×(tült-219,5.)2{\ displaystyle h '' = 2 \, 799,9-0 {,} 009 \, 424 \ szor (t _ {\ text {sat}} - 219 {,} 5) ^ {2}} a h " kJ / kg és t ült ° C; alkalmazandó 100  , hogy  330  ° C-on

A víz termodinamikai jellemzőinek értékei

Cond. Hőmérséklet és nyomja meg a gombot.	Volumiq mise . (kg / m 3 )	Viszkók. dinamika. ( 10-3 kg m −1  s 1 )	Conduc. term. ( W m −1  K −1 )	Capac. term. nyomja. konst. (kJ / kg)	Nyomja meg. a vap. telített. (rúd)	Enthalp. a liq. (kJ / kg)	Enthalp. a vap. (kJ / kg)	A párolgás látens hője . (kJ / kg)	Nb a Prandtl	Megjegyzés
0  ° C 1 bar	999,80	1,750	0,569	4.217	0,006 108	- 0,04	2 501,6	2 501,6	12.97
0,01  ° C, 1 bar	999,80	1,750	0,569	4.217	0,006 112	0,00	2 501,6	2 501,6	12.97	A víz hármas pontja
4  ° C 500 bar	1.024.06	1,544	0,6132	4.001	így	65.4	így	így	10,074	Az óceánok feneke
3,98  ° C, 1 bar	999.975	1,570 9	0,576 16	4.2141	0,008 117 9	16,716	2 508,86	2492.15	11.49	Maximális sűrűség normál körülmények között
20  ° C, 1 bar	998.30	1000	0,604	4,203	0,023 37	84.0	2,538,2	2 454,3	6.959	Víz normál hőmérsékleten és nyomáson
50  ° C, 1 bar	988.04	0,544	0.643	4.181	0,123 35	209.3	2,592,2	2382.9	3.537
100  ° C, 1 bar	958,13	0,279	0.681	4.210	1.013 3	419.06	2 676,0	2 256.9	1.725	A víz atmoszférában 100  ° C-on forr
200  ° C, 75 bar	869,19	0,1335	0,670	4.463	15.549	854,85	2 790,9	1,938,6	0,903
229,5  ° C, 72 bar	832.18	0,1177	0.644	4.648	27.72	988,89	2 801.9	1,830,3	0,849	Táplálja a vizet a PWR gőzfejlesztőkből
270  ° C 155 bar	781,49	0,102	0,607	4.956 5	70.218	1,182,7	2 789,9	1 604,6	0,833
286  ° C 155 bar	753,65	0,096 34	0.644	5.191	70.218	1263.7	2,773,2	1504.6	0,777	A víz belép a PWR magjába
300  ° C 155 bar	726,69	0,0804	0,559	5.483	85.927	1337.8	2,751,0	1,406,0	0,789
304,5  ° C 155 bar	716,66	0,090 29	0,5513	5.626	91.509	1363.0	2,742.15	1371.6	0,921	Víz a PWR szívében
323  ° C 155 bar	671.11	0,083 419	0,510 16	6. 431 7	117.44	1472.78	2 694,5	1238,34	1.052	A PWR magját elhagyó víz
330  ° C 155 bar	651.17	0,080 57	0,491	7.147	128,63	1,517,9	2,670.2	1,143,6	1.173
344,76  ° C 155 bar	594,036	0,073 258	0,449 05	így	128,63	1 630,75	2,600,3	969,55	így	Víz a PWR nyomástartójában
374,15  ° C, 221,20 bar	315.5	0,045	0,238	∞	221.20	2 107.4	2 107.4	0,0	∞	Kritikus víz pont

A földi élettel kapcsolatos tulajdonságok

A víz egyes jellemzői figyelemre méltó molekulává teszik, olyan sajátosságokkal, amelyek lehetővé tették a földi élet virágzását. Ezeket a jellemzőket, különös tekintettel a dipoláris jellegre , a következő fejezetek magyarázzák.

• A víz kondenzált fázisaiban (szilárd, folyékony) a molekulái hidrogénkötések révén erős kohézióban vannak , ami azt jelenti, hogy kondenzált fázisait "nehéz" elpárologni; a víznek különösen magas a forráspontja egy ilyen moláris tömegű molekula esetében . Ez lehetővé teszi egy jelentős folyékony fázis létezését a Föld ismert hőmérsékletén , egy olyan folyékony fázist, amely nélkülözhetetlen az élet számára, ahogyan mi ismerjük.
• Hasonlóképpen „enyhe” oldószertulajdonságai nagyon sok biokémiai reakció bekövetkezését teszik lehetővé.
• Az a tény, hogy a víz sűrűsége folyékony állapotban nagyobb, mint szilárd állapotban, ritka tulajdonság, amely más anyagokkal is megegyezik (lásd a következő fejezetet), figyelemre méltó következményekkel jár: a jég folyékony vízen úszik. Ezenkívül az a tény, hogy az édesvíz sűrűsége 4  ° C-on maximális, azt jelenti, hogy a tó fenekén a hőmérséklet nem csökken 4  ° C alá (extrém esetek kivételével). Ez lehetővé teszi a vízi élet számára a jégkorszakok túlélését, mivel a víz folyékony marad a szigetelő jégpalástja alatt (a legtöbb kémiai faj esetében a folyékony állapotban a sűrűség alacsonyabb, mint a szilárd állapotban).
• Ezenkívül különösen nagy felületi feszültsége lehetővé teszi a kapillaritás jelenségét (amely lehetővé teszi többek között a növények nedvének felemelkedését) és sok élőlény mozgását a víz felszínén.

Alakzatok

A víz különböző formákat ölthet:

• a folyékony fázist egyszerűen víznek vagy folyékony víznek nevezik , ha fennáll a kétértelműség veszélye;
• A gáz fázis az úgynevezett vízgőz , vagy egyszerűen gőz  ;
• egy bizonyos hőmérséklet felett a T c , vagy egy bizonyos nyomást P c , az úgynevezett kritikus ( T c = 647,3  K és P c = 22,120  MPa ), nincs többé fázisátalakulás az államok között folyadék és gáz, és folyamatosan halad az egyik a más a T hőmérséklet és a P nyomás változtatásával . Amikor T és P meghaladja a T c és P c értékeket, azt mondjuk, hogy a víz szuperkritikus állapotban van , akkor szuperkritikus vízről beszélünk  ;
• a szilárd állapotú vizet nevezzük jég , de van néhány polimorf , hogy különböznek egymástól kristályszerkezetben  : jég Ih (közönséges jég), jég VI , jég VII , jég IX , jég XII ,  stb (nagynyomás formái). Az amorf jégnek több típusa is van .
• számos tanulmány azt javasolta, hogy a víz-jég határfelületen létezzen olyan kizárási zóna, ahol a víz közbenső állapotban lenne, analóg a folyadékkristályokkal, és egy adott abszorpciós sáv alapján azonosítható a közeli ultraibolya fényben . Valószínűnek tűnik azonban, hogy ez csak egy optikai jelenség, amely a fázisátmenethez kapcsolódó ionáram dinamikájához kapcsolódik.

A fizikai magyarázat arra, hogy a szilárd víz kevésbé sűrű, mint a folyékony víz, a jég kristályszerkezetéből származik, amelyet jég I h néven ismerünk (hatszögletű "h"). A víz, mint néhány (ritka) anyag, mint például a szilícium , a gallium , a germánium , az antimon , a bizmut és a plutónium , folyadékról szilárd formára tágul; a legtöbb más anyag megszilárdul.

Meg kell azonban jegyezni, hogy a jég nem minden formája kevésbé sűrű, mint a folyékony víz. Például a HDA jég és a VHDA jég egyaránt sűrűbb, mint a tiszta folyékony víz. Ebben az esetben a jég közös alakja kevésbé sűrű, kicsit kevésbé intuitív, ez nagymértékben függ a hidrogénkötések nem mindennapi belső tulajdonságaitól .

Törésmutató

A víz törésmutatója
a hőmérséklet és a
fény hullámhosszának függvényében

Hullámhossz λ (nm)	T = 10  ° C	T = 20  ° C	T = 30  ° C
706.5	1.330 7	1.330 0	1,329 0
589.3	1 333 7	1 333 0	1 331 9
501.6	1,337 1	1.336 4	1.335 3
404.7	1.343 5	1.342 7	1.341 7

Minden átlátszó média olyan diszperzív , amely azt jelenti, hogy a fény sebessége változik annak hullámhossza λ . Pontosabban, az elektromágneses spektrum látható részén (kb. 400–700  nm ) a törésmutató általában a hullámhossz csökkenő függvénye: a kék fény jobban elhajlik, mint a vörös . Ezenkívül a törésmutató változásának sebessége növekszik, ahogy a hullámhossz csökken. A törésmutató általában növekszik a közeg sűrűségével .

A víz mindezen tulajdonságokkal rendelkezik.

Az előző táblázat a víz törésmutatójának egyes mérési eredményeit mutatja a száraz T levegőhöz hasonló hőmérsékletű T levegőhöz és egy atmoszféra nyomásához ( 760  Hgmm vagy 1013  hPa ) viszonyítva .

Az értékek táblák formájában történő konvertálásához a vákuumindexhez adjon 4-et a negyedik tizedesjegyig. Vegye figyelembe, hogy a törésmutató növekszik, amikor a víz hőmérséklete csökken. Ezek az eredmények összhangban vannak a várakozásokkal, mivel a folyékony víz sűrűsége hűlés közben növekszik. Azonban, ha a méréseket alacsonyabb hőmérsékleteken az index nem mutat szélsőérték át 4  ° C-on , bár a víz sűrűsége legfeljebb ott.

A törésmutató a víznyomás függvénye is , de a függőség alacsony a víz (mint minden folyadék ) relatív összenyomhatatlansága miatt . Valójában a normál hőmérsékleti tartományok ( 0  és  30  ° C ) között a törésmutató hozzávetőleges növekedése 0,000 016, mivel a víznyomás egy légkörrel nő.

A törésmutatót befolyásoló legfontosabb tényezők a fény hullámhossza és a víz sótartalma. A törésmutató azonban kevesebb mint 1% -kal haladja meg ezen változók jelzett értéktartományát.

Kvantum tulajdonságok

Egy új „  kvantum állapot  ” a víz volt megfigyelhető, amikor a kutatók már bevezették vízmolekulák egy nanocső szénatomja 1,6 nanométer átmérőjű, és ki voltak téve egy broadcast a neutronok . A hidrogén- és oxigénatomok protonjainak energiája nagyobb, mint a szabad vízé, az egyes kvantumállapot miatt. Ez megmagyarázhatja a víz kivételesen vezetőképességét olyan csatornákon keresztül, amelyek keresztezik a biológiai sejtmembránokat.

Kémia

Dipoláris természet

A víz nagyon fontos tulajdonsága a sarki jellege . A molekula víz szöget alkot 104,45 ° a atom az oxigén közötti két kötés atomjaiba hidrogénatom . Mivel az oxigén van egy erősebb elektronegativitása , mint a hidrogén, az oxigénatom egy negatív résztöltést δ - , míg a hidrogénatomok pozitív résztöltést δ + . Egy ilyen töltéskülönbségű molekulát dipólusnak (poláris molekulának) nevezünk . Így a víz dipólus nyomatéka 1,83  debye . Ez a polaritás hatására a vízmolekulák vonzzák egymást, az egyik pozitív oldala pedig a másik negatív oldalát vonzza. A két molekula közötti ilyen elektromos kötést hidrogénkötésnek nevezzük .

Ez a polarizáció lehetővé teszi a vízmolekulának az iontestek, különösen a sók feloldását úgy is, hogy az egyes ionokat szolvatációs jelenséggel vízmolekulák héjával veszi körül .

Ez a vonzó erő, amely maga a molekula kovalens kötéseihez képest viszonylag gyenge , megmagyaráz bizonyos tulajdonságokat, például a magas forráspontot (a hidrogénkötések megszakításához szükséges hőenergia mennyiségét), valamint a hőteljesítményt .

Azért is, mert a hidrogén kötések, a sűrűsége a folyékony víz nagyobb, mint a sűrűsége jég.

A víz természetesen disszociál oxoniumionra H 3 O +(hidroniumnak is nevezik) és OH - hidroxidion  : 2 H 2 O= H 3 O ++ OH - .

A reakciót autodissociációnak vagy autoprotolízisnek nevezzük .

Ebben a reakcióban, a víz egyaránt hat, mint egy sav és egy bázis  : például egy savval, veszít egy H + proton és válik a hidroxidion OH -  ; bázisként egy H + protont nyer és oxigónium ionná válik H 3 O + . Ezért azt mondjuk, hogy ez egy amfoter faj vagy egy amfolit .

A egyensúlyi állandója az ez a reakció igen alacsony (10 -14 át 25  ° C-on ); a képződött oxónium- és hidroxidionok száma ezért nagyon kicsi a vízmolekulák számához képest.

Az egyensúly miatt egy adott hőmérsékleten ezen ionok koncentrációinak szorzata állandó, egyenlő a disszociációs állandóval . A 25  ° C-on , ez: [H 3 O + ]. [OH - ] = 10-14 .

Tiszta vízben H 3 O + ionokés OH - csak a víz autoprotolíziséből származnak, ezért azonos koncentrációban vannak jelen, ezért: [H 3 O +] = [OH - ] = 1 × 10-7  mol 1-1 ( 25  ° C-on ).

A pH- t az oxóniumionok koncentrációjából határozzuk meg (pH = -log 10 [H 3 O +]), 25  ° C-on a tiszta víz pH-ja ezért 7, azt mondják, hogy semleges.

Ez a sav / bázis egyensúly alapvető fontosságú a szervetlen kémiában, mint a szerves kémiában .

Oldószerként

Polaritásának köszönhetően a víz kiváló oldószer . Amikor egy ionos vagy poláros vegyület belép a vízbe, vízmolekulák veszik körül. Ezeknek a vízmolekuláknak a viszonylag kis mérete azt jelenti, hogy többen körülveszik az oldott molekulát. A víz negatív dipólusai vonzzák az oldott anyag pozitív töltésű régióit, és fordítva a pozitív dipólusok esetében. A víz kitűnő ernyőt képez az elektromos kölcsönhatások ellen (a víz elektromos permittivitása ε e 25  ° C-on 78,5 ), így könnyen disszociálja az ionokat.

Általában az ionos és poláros anyagok , például savak , alkoholok és sók könnyen oldódnak a vízben, a nem poláros anyagok, például olajok és zsírok, rosszul oldódnak. Ezek a nem poláros anyagok együtt maradnak a vízben, mert a vízmolekulák számára energetikailag könnyebb hidrogénkötést kialakítani egymással, mint hogy van der Waals kölcsönhatásba lépjenek a nempoláris molekulákkal.

Az ionos oldott anyagra példa a konyhasó, más néven nátrium-klorid , NaCl, amely Na + kationokká és Cl - anionokká válik szét , mindegyiket vízmolekulák veszik körül. Ezután az ionok könnyen elszállíthatók kristálymátrixuktól. A nemionos oldott anyagra példa az asztali cukor . A vízmolekulák dipólusai hidrogénkötéseket képeznek a cukormolekula dipólrégióival.

Ez a vízoldási képesség létfontosságú a biológiában , mert egyes biokémiai reakciók csak oldatban mennek végbe (például a citoplazmában vagy a vérben lejátszódó reakciók ).
Éppen ezért a folyékony vizet pillanatnyilag elengedhetetlennek tartják az élet számára, és aktívan keresik a Naprendszer különféle csillagain, különösen a Marson és Európában , a Jupiter holdján.

Felületi feszültség

A hidrogénkötések nagy felületi feszültséget és kohéziót adnak a víznek . Ez akkor tapasztalható, ha kis mennyiségű vizet helyeznek egy nem porózus felületre, és a víz cseppek formájában együtt marad. Ez a kapillaritással megnyilvánuló tulajdonság hasznos a növények vízszintes szállításában, és káros a ház falainak páratartalmának növekedésével.

Vezetőképesség

A tiszta víz gyenge áramvezető . De mivel a víz jó oldószer, gyakran tartalmaz nagy mennyiségű oldott oldott anyagot , leggyakrabban ionokat. Ha a víz tartalmaz ilyen szennyeződéseket, akkor könnyebben vezetheti az áramot. A nagyon nagyméretű generátorok állórészét ionmentes víz keringtetésével hűtik a tekercs üreges vezetőiben. A hűtőkör és az elektromos vezetők közötti több tízezer volt közötti potenciális különbségek ellenére nincsenek áramszivárgási problémák. Lásd az elektromos vezetőképességet (mérés).

A víz tisztasága az elektromos áram ellenállásával mérhető .

Bomlás (termolízis és elektrolízis)

Az első bomlás víz készítette Lavoisier , átvezetve vízgőz fölött piros- forró vas ( termolízis ). Ezzel megállapította, hogy a víz nem elem, hanem több elemből álló kémiai test.

A tiszta víz termolízise (termikus bomlása) dioxigént és hidrogént eredményez  : 2 H 2 O→ 2 H 2 + O 2 .

Nagyon magas, 2000  ° C-os hőmérsékletre van szükség , és körülbelül 5000  ° C- ig teljes .

Könnyebb a vizet lebontani elektrolízissel . Két vízbe merített elektróda között alkalmazott feszültség hatására a víz hidrogénné és oxigénné bomlik. A vízmolekulák természetesen disszociálnak H 3 O + és OH - ionokká , amelyek vonzódnak a katódhoz és az anódhoz , de mivel ez a disszociáció gyenge, a gyakorlatban katalizátorokat , például savat, kénsavat vagy nátrium-hidroxidot használnak . Abban az anód, négy OH - ionok együttesen alkotnak oxigén molekulák O 2 , két molekula vizet, és engedje négy elektron. Az így keletkező oxigénmolekulák gázbuborékok formájában a felszínre szöknek, ahol összegyűjthetők. Ugyanakkor, a katód van egy felszabadulását két molekula hidrogén H 2 a használata négy elektronok.

4OH-t - → O 2 + 2H 2 O+ 4. -

4H 3 O ++ 4. - → 2H 2 + 4H 2 O

Tiszta víztermelés

A tiszta víz kiváló oldószer, és könnyen felszívja a vele érintkező gázokat. Ezért a tiszta víz gyakorlatilag követhetetlen. Az elemző laboratóriumoknak azonban erre a tiszta vízre van szükségük a megbízható elemzések elvégzéséhez. Idővel ezért egyre kifinomultabb tisztítási technikákat alkalmaznak.

Miután desztillált , bidesztillált, ásványianyag-mentes, ionmentes vízzel, a technika felé halad nagyobb mértékben tiszta vizet, ezért előállításuk költséges, és egyre inkább instabil.

Megjegyzések és hivatkozások

Megjegyzések

1. Az is a neve dihidrogén-monoxid , hidrogén-hidroxid , hydroxyque sav , hidroxid oxónium vagy víz sav , vagy általánosan hidrogén-oxid , de az ilyen nevek általában akkor használatosak, ironikusan Lásd kacsa dihidrogén-monoxid .
2. A magképződés késése miatt a folyékony víz 0  ° C alatt ( túlhűtve ) vagy 100  ° C felett találkozhat , mint a vízgőz 100  ° C alatt , de csak átmenetileg ( metastabil egyensúlyban ).
3. Korábban fajlagos hő és fajlagos hő .
4. Egy nyomottvizes reaktor , radiolízis figyelhető , amikor a víz áthalad a reaktormagból; a kialakulóban lévő oxigén maró hatását korlátozza, ha vízben oldott hidrogénfelesleggel működnek .

Hivatkozások

1. (in) Miért kék a víz? , a dartmouth.edu oldalon
2. (in) David R. LiDE , Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2008. június 16, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 és 1-4200-6679-X ) , p.  9-50
3. (in) Yitzhak Marcus , Az oldószerek tulajdonságai , vol.  4, Anglia, John Wiley & Sons ,1999, 239  o. ( ISBN  0-471-98369-1 )
4. számított molekulatömege a „  atomsúlya a Elements 2007  ” on www.chem.qmul.ac.uk .
5. "Víz" bejegyzés az IFA (a munkavédelemért felelős német testület) GESTIS kémiai adatbázisába ( német , angol ), 2010. március 8. (JavaScript szükséges)
6. (a) James E. Mark , fizikai tulajdonságai: Polymer Handbook , Springer,2007, 2 nd  ed. , 1076  p. ( ISBN  978-0-387-69002-5 és 0-387-69002-6 , online olvasás ) , p.  294
7. (en) TE Daubert és RP Danner, a tiszta vegyszerek fizikai és termodinamikai tulajdonságai , Pennsylvania, Taylor & Francis ,1994, 736  p. ( ISBN  1-56032-270-5 )
8. (a) Philip E. Ciddor , "  Törésmutató levegő: új egyenletek a látható és a közeli infravörös  " , Applied Optics , Vol.  35, n o  9,1996, P.  1566-1573 ( DOI  10.1364 / AO.35.001566 )
9. (in) Claudio A. Faúndez és José O. Valderrama , "  Aktivitási együttható modellek a gőz-folyadék egyensúly leírására a ternáris hidroalkoholos oldatokban  " , Chinese Journal of Chemical Engineering , Vol.  17, n o  22009. április, P.  259-267 ( DOI  10.1016 / S1004-9541 ​​(08) 60203-7 )
10. jegyzőkönyve Nemzetközi Bizottság Súly-és intézkedések , a 78 th  Session, 1989, p.  T1-T21 (és  T23-T42 o. , Angol nyelvű változat).
11. (in) Irvin Glassman és Richard A. Yetter, Combustion , Elsevier ,2008, 4 th  ed. , 773  p. ( ISBN  978-0-12-088573-2 ) , p.  6.
12. (in) David R. LiDE , CRC Handbook of Chemistry and Physics , CRC Press,2009, 90 th  ed. , 2804  p. , Keménytáblás ( ISBN  978-1-4200-9084-0 )
13. (a) "Víz" a NIST / WebBook-on
14. (in) Robert H. Perry és Donald W. zöld , Perry: Chemical Engineers' Handbook , USA, McGraw-Hill,1997, 7 -én  ed. , 2400  p. ( ISBN  0-07-049841-5 )
15. (in) David R. LiDE , Handbook of Chemistry and Physics , CRC,2008, 89 th  ed. , 2736  p. ( ISBN  978-1-4200-6679-1 ) , p.  10-205
16. Mennyivel csökken a nyomás a tengerszint feletti magassággal? , az exergie.free.fr oldalon
17. "A víz és a gőz tulajdonságai SI-egységekben", 1969. Készítette: Ernst Schmidt, Springer, Verlag Berlin Heidelberg New York, R. Oldenburg München
18. Pierre Rapin, Patrick Jacquard "ellenőrzőlista hideg forma", 14 -én  ed. , Dunod, 2010, p.  9.
19. (in) E. Szóval: "A  kizárási zóna a jég és a víz között közbenső  " , WIT Tranzakciók az ökológiáról és a környezetről , Vol.  153,2011, P.  3–11 ( DOI  10.2495 / WS110011 ).
20. (a) Peter D. Spencer, James D. Rich és Elizabeth D. Williams, "  terület kizárása víz jár a szerkezetű, a proton diffúziós de nem kettős törő tulajdonságok  " , Fluid fázisegyensúlyi , Vol.  466,2018. június 25, P.  103–109 ( DOI  10.1016 / j.fluid.2018.03.020 ).
21. LW Tilton és JK Taylor, J. Nemzeti Kutatási Iroda standja, 20, 419 (RP1085) 1938
22. E. Dorsey, „A vízben elterjedt anyag tulajdonságai”, Reinhold Publishing Corporation , 1940 .
23. La Recherche , n o  451 2011. április.
24. (a) Xing L. Yan és Ryutaro Hino 2 , Nukleáris hidrogéntermelés Handbook , CRC Press ( n o  6)2011, 939  p. , P.  41

Lásd is

Kapcsolódó cikkek

• A nehézvíz oxigénatomból és két deutérium atomból képződött vegyület , amely a hidrogén izotópja ("deutérium-oxid", D 2 O).
• jégkrém
• hidrát
• dimer víz és vízklaszter
• oldószer
• oldat és vizes oldat
• összetett
• hidrogén
• oxigén
• hidrogén kötés
• Dihidrogén-monoxid-hoax

Külső linkek

• en) Vízfázis diagramok