|
آب
آب ماده ای فراوان در کره زمین است.
به شکل های مختلفی همچون دریا ، باران
، رودخانه و... دیده میشود. آب در
چرخه خود ، مرتباً از حالتی به حالت
دیگر تبدیل میشود، اما از بین نمیرود.
بیش از ۷۵٪ جرم یک انسان از آب تشکیل
شده است و
نیز بیش از ۷۰٪ سطح کره زمین را آب
پوشانده است
(نزدیک به ۳۶۰ میلیون از ۵۱۰ میلیون
کیلومتر مربع) با وجود این حجم عظیم
آب تنها دو درصد از آبهای کره زمین
شیرین و قابل شرب است و باقی آن به
علت محلول بودن انواع نمکها خصوصا
نمک طعام غیر قابل استفاده
است. از همین دو درصد آب
شیرین بیش از ۹۰ درصد به صورت منجمد
در دو قطب زمین و دور از دسترس بشر
واقع شده است.
وجود هر گونه حیات، متکی به وجود آب
است. آب در بیشتر فرایندهای
متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد.
هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی
آب مورد استفاده قرار میگیرد.تقریباً
70 درصد وزن بدن را آب تشکیل میدهد.
برای عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1
تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این
میزان آب به مقدار فعالیت بدن ، دمای
هوا ، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد.
آب از طریق ادرار ، مدفوع ، تعریق و
همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب
دفع میشود.
بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا
ناخالصی های دیگر ( مثل باکتری یا
دیگر عوامل بیماریزا و یا مواد
شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی
مواد محلول در آب طعم و مزه آن را
بهتر هم میکند. امروزه ، با توجه به
رشد روز افزون جمعیت ، میزان سرانه آب
آشامیدنی کاهش یافته است.
راه حل های تحت بررسی، تولید بیشتر آب
، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن
آن میباشد.
فرمول
شیمیایی آب
آب نوعی ماده
مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و
هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو
دسته مخلوطها طبقهبندی نمیکنند،
چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه
است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو
اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک
مولکول آب بوجود میآید. یک قطره آب
دارای تعداد بی شماری مولکول آب میباشد.
معادله شیمیایی واکنش بین هیدروژن و
اکسیژن و تشکیل آب از قرار زیر است:
هر مولکول آب دارای یک ناحیه مثبت و
یک ناحیه منفی است که این دو ناحیه در
دو طرف مولکول آب واقع شدهاند.
شیمیدانها با کمک شواهد به این نتیجه
رسیدهاند که مولکول آب شکل خطی ندارد،
یعنی به این صورت نیست که دو اتم
هیدروژن بصورت خطی در دو طرف یک اتم
اکسیژن قرار گرفته باشند (HــOــH).
بلکه مولکول آب حالت خمیده ای دارد که
اتم های هیدروژن در سر مثبت مولکول و
اتم های اکسیژن در سر منفی مولکول آب
تجمع پیدا نموده اند.
خواص
فیزیکی
آب مادهای است بیبو، بیرنگ و بیطعم.
آب خواص ویژهای دارد که آن را از
دیگر مایعات متمایز کرده است. از این
خواص ویژه میتوان به ظرفیت گرمایی
بالا، افزایش غیرعادی حجم به هنگام
انجماد، کشش سطحی بالا، گرانروی بسیار
پایین و بالا بودن گرمای نهان تغییر
فاز اشاره نمود. دلیل بسیاری از این
خاصیتها وجود پیوند هیدروژنی در میان
مولکول های آب است. چگالی آب در دمای
۲۵ درجه سانتیگراد و فشار ۱ اتمسفر
برابر ۰.۹۹۸ گرم بر سانتمیتر مکعب است.
آب در فشار ۱ اتمسفر در دمای ۱۰۰ درجه
سانتیگراد میجوشد و در دمای صفر
درجه سانتیگراد منجمد میشود.
همچنین آب در ۴ درجه سانتی گراد بیشترین
چگالی یعنی ۱ گرم بر سانتیمتر مکعب را
دارد، که این مسأله از لحاظ علمی
بسیار جالب است و یک استثنا بشمار میآید.
احمیت
آب
حلال بسیار خوبی است.
چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی
یخ میزند یا حرارت میبیند، چگالی آن
کاهش مییابد.
گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای
تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای
زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن
ما بسیار با اهمیت میباشد. گرمای
اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از
آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق
کاسته میشود.
نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت انگیزی
زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی
سطح آب بودهایم. اگر به دقت به طرز
قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید،
متوجه میشوید که سطح آب زیر پای حشره،
مانند یک تشک ابری فرو میرود؛ اما
پاره نمیشود.
آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را
براحتی در خود حل میکند. بسیاری از
واکنش های شیمیایی تنها در حضور آب
انجام میشوند. البته پاره ای مواد با
آب مخلوط نمیشوند، مثل لیپیدها و
دیگر مواد هیدرات کربندار. غشاء
سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است،
از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات
محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج
سلول را بدقت تحت کنترل دارد.
یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد
آن، یعنی یخ میباشد. هنگامی که آب بر
اثر سرما به یخ تبدیل میشود، انبساط
مییابد، بدین معنا که حجم بیشتری را
اشغال میکند.
بنابراین، حجمی از یخ که همحجم آب
اولیه است، جرم کمتری دارد. به این
علت میگویند که چگالی یخ از آب کمتر
است و همین مسئله باعث میشود که یخ
روی آب شناور بماند. در حالی که در
بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت
مایع آن بیشتر است.
این ویژگی آب سبب میشود که بر خلاف
بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به
انجماد کند. این پدیده را بارها به
هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر
منزلتان دیده اید؛ در زمستان با یخ
زدن سطح آب دریاچهها، لایه عایقی از
یخ ایجاد میشود که این لایه، از یخ
زدن لایه های زیرین خود جلوگیری مینماید.
در این شرایط ، ماهی ها و دیگر آبزیان
میتوانند در مناطق گرمتر زیرین به
حیات خود ادامه دهند.
دیگر ویژگی غیر عادی آب، ظرفیت گرمایی
بالای آن میباشد. ظرفیت گرمایی یک
جسم، مقدار گرمایی است که به جسم میدهیم
تا دمایش، 1 درجه سانتی گراد افزایش
یابد. جالب است بدانید که مقدار
گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب
را 1 درجه سانتی گراد افزایش دهد،
حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که
برای 1 گرم آهن لازم است.
کمبود
آب
وضعیت کنونی بحران آب در جهاناگر چه
حجم کلی آبهای موجود بر روی زمین
نسبتا زیاد مینماید اما متجاوز از
۹۷٪ این آبها در دریاها و اقیانوسها
متمرکز هستند و حدود ۲٪ نیز به صورت
یخ و یخچالها در مناطق قطبی تجمع
یافتهاست. از یک درصد آب باقی مانده
نیز بخش زیادی در اعماق زمین بوده که
استخراج آن مشکل و از دسترس انسان به
دور است.
بهعلاوه، منابع آب شیرین در سطح زمین
بهطور یکنواخت توزیع نشدهاند.
درحال حاضر، ۹ کشور ۶۰٪ کل منابع آب
شیرین را به خود اختصاص میدهند:
کانادا،
چین،
کلمبیا،
پرو،
برزیل،
روسیه،
ایالات متحده
آمریکا،
اندونزی
و
هند.
در مقابل حدود ۸۰ کشور با کمبود آب
مواجهاند که برخی از آنها تقریباً
به هیچ منبع آب شیرین قابل توجهی
دسترسی ندارند:
کویت،
بحرین،
مالت،
امارات متحده
عربی،
سنگاپور،
اردن
و
لیبی.
با توجه به افزایش روزافزون جمعیت،
توسعهٔ صنایع و افزایش آلودگی منابع
آب شیرین، دسترسی به آب کافی و مناسب
در برخی از کشورها به یک بحران جدی
تبدیل شده است.
آب
آشامیدنی
آبهای آشامیدنی را از چشمه ها ، قنات
ها و یا چاه ها استخراج میکنند.
بنابراین ، برای تولید بیشتر آب ،
میتوان چاههای بیشتری ساخت. باران و
دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که
البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب
نیستند. این گونه آبها را باید تصفیه
نمود. روش های معروف تصفیه آب ، تقطیر
و جوشاندن میباشند.
آب
، فرهنگ و مذهب
در بیشتر ادیان از جمله اسلام، مسیحیت
و یهودیت، آب ماده پاککننده محسوب
میشود. برای مثال، در مسیحیت غسل
تعمید را در کلیسا با آب انجام
میدهند.
در بسیاری ادیان همچون اسلام نوعی
مراسم عبادی وجود دارد که در آن ،
مرده را با آب پاک شستشو میدهند
(غسل). در دین اسلام هم تنها پس از
وضو گرفتن (شستن بخشهایی از بدن با
آب پاک) می توان فریضه نماز را بجا
آورد.
در مذهب شینتو (مذهب
ژاپن)
در تمام مراسم عبادی از آب برای
پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی
استفاده میشود.
عکس :
آرشیو
|
