Hãy tưởng tượng cảnh tượng này: các phi hành gia nhìn lại Trái Đất từ không gian xa xôi, đôi mắt của họ gặp một hành tinh màu xanh tuyệt đẹp.Với tính chất vật lý và hóa học độc đáo của nó, nước đóng một vai trò không thể thay thế trong hệ sinh thái Trái đất. Nó tạo thành thành phần chính của các sinh vật sống và phục vụ như một môi trường quan trọng duy trì hoạt động sinh học.Bài này xem xét những đặc điểm đáng chú ý của nước và tầm quan trọng của nó đối với sự sống trên đất.
Nước, được đại diện hóa học là H2O, bao gồm một nguyên tử oxy liên kết với hai nguyên tử hydro thông qua liên kết tương ứng.Cấu trúc phân tử đặc biệt này mang lại cho nước những tính chất vật lý và hóa học đặc biệt.
- Polar Molecule:Tính electronegativity lớn hơn của oxy so với hydro tạo ra sự phân bố điện tích không đồng đều, với phía oxy hơi âm và phía hydro hơi dương, làm cho nước trở thành một phân tử cực.
- Liên kết hydro:Độ cực của nước cho phép các phân tử lân cận hình thành các liên kết hydro - lực liên phân tử tương đối yếu ảnh hưởng đáng kể đến hành vi của nước.
Các đặc điểm vật lý của nước tạo thành nền tảng cho các chức năng tự nhiên của nó:
- Sự xuất hiện:Nước tinh khiết xuất hiện không màu, không mùi và trong suốt trong điều kiện tiêu chuẩn, mặc dù nước tự nhiên thường chứa các khoáng chất và khí hòa tan có thể thay đổi các tính chất này.
- Sự bất thường về mật độ:Nước đạt mật độ tối đa ở 4 ° C (1 g / cm3). dưới nhiệt độ này, mật độ giảm, cho phép băng nổi một sự thích nghi quan trọng bảo vệ sinh vật thủy sinh trong mùa đông.
- Các điểm chuyển đổi giai đoạn:Điểm nóng chảy (0 °C) và điểm sôi (100 °C ở áp suất tiêu chuẩn) của nước cao bất thường so với các phân tử có kích thước tương tự,do liên kết hydro rộng rãi đòi hỏi năng lượng đáng kể để vượt qua.
- Nhiệt độ đặc trưng cao:Khả năng nhiệt đặc biệt của nước cho phép hấp thụ nhiệt đáng kể với sự thay đổi nhiệt độ tối thiểu, điều chỉnh cả khí hậu của Trái đất và điều chỉnh nhiệt của sinh vật.
- Độ căng bề mặt:Các lực liên phân tử mạnh tạo ra căng thẳng bề mặt cao, cho phép hình thành giọt hình cầu và thậm chí hỗ trợ sự di chuyển dưới nước của một số loài côn trùng.
- Chống nhiệt:Nước truyền nhiệt hiệu quả giữa các vùng ấm hơn và lạnh hơn, duy trì sự cân bằng nhiệt.
- Tính chất dielectric:Hằng số điện môi cao của nước làm cho nó trở thành dung môi tuyệt vời cho các chất cực và hợp chất ion.
Hành vi hóa học của nước xác định sự tham gia của nó trong các phản ứng và tương tác với các chất khác:
Bản chất Amphoteric
Nước thể hiện cả tính axit và cơ bản. Với axit, nó hoạt động như một cơ sở; với cơ sở, như một axit.
Phản ứng giảm oxy
Nước tham gia vào các quá trình oxy hóa-giảm, được oxy hóa thành oxy (như trong quang hợp) hoặc giảm thành hydro (trong một số phản ứng kim loại).
Hydrolyse
Nước tách các liên kết hóa học thành các hợp chất như ester và amides - một quá trình cơ bản cho quá trình tiêu hóa sinh học của protein, carbohydrate và chất béo.
Hydrat hóa
Các phân tử nước bao quanh và ổn định các ion hoặc các phân tử cực (ví dụ, [Cu ((H2O) [6] 2 +), ảnh hưởng đến độ hòa tan và tính phản ứng.
Các tính chất độc đáo của nước làm cho nó trở nên không thể thiếu cho sự sống:
- dung môi phổ biến để vận chuyển chất dinh dưỡng/rác thải
- Thermoregulation thông qua công suất nhiệt cao
- Hoạt động mao mạch hỗ trợ sự thấm nước của thực vật
- Sự bất thường về mật độ bảo tồn hệ sinh thái dưới nước
Nước chủ yếu tồn tại trong đại dương (97%), với một phần nhỏ trong sông băng, nước bề mặt và nước ngầm.và dòng chảy duy trì sự cân bằng khí hậu và sinh thái của Trái đất.
Các hoạt động công nghiệp và nông nghiệp ngày càng đe dọa chất lượng nước thông qua các chất ô nhiễm hữu cơ, kim loại và hóa học.
- Giảm thải chất gây ô nhiễm công nghiệp/nông nghiệp
- Cải thiện cơ sở hạ tầng xử lý nước thải
- Thực hiện các hoạt động bảo tồn nước trong nước
- Thúc đẩy nhận thức của công chúng về quản lý nước
Là bản chất cơ bản của sự sống, bảo tồn nước là tự bảo tồn. Hành động tập thể vẫn là điều bắt buộc để bảo vệ nguồn tài nguyên quý báu này.
