الماء (H2O)
كم مرّة استشعرت نعمة وجود الماء في حياتك؟ كم مرة فكّرت ماذا سيحدث إذا انتهى الماء من هذه الحياة؟ كيف سنعيش؟ يُعد الماء من المواد المُهمّة والضرورية التي لا يمكنك العيش بدونها، إذ يتكوّن من عُنصرين كيميائيّين؛ وهُما الأكسجين والهيدروجين، ويتميّز بأنه بلا لون ولا رائحة، ويختلف الماء بكثافته عن بقية المواد المُكوّنة من العناصر الكيميائية والفيزيائية، فمن الغريب أن يكون الماء المُتجمّد أقل كثافة من بقية المواد عندما تتصلّب، ويحدث هذا الأمر في الأماكن المُتجمّدة، أو لنقرّبها أكثر عند وضعك لمكّعبات الثلج في كأس ماء أو أي مشروب فإنها تطفو على السطح نتيجة قلّة كثافتها، إذ هطل الماء على الأرض على شكل سائل ليُعين كلّ من الإنسان والنبات والحيوان على البقاء، لكنّه يتنقّل بين طبقات الغلاف الجوي من خلال تحوّله إلى بخار، ومن ثم يتكاثّف ويهطل وهكذا تستمر الدّورة.[١]
تحليل الماء
قد تسأل نفسك عن كيفية تحلّل الطعام في جسمك، تكمن الإجابة هُنا أنّ الماء هو العنصر الأساسي الذي يساعد في تحلّل الطعام، وهذا أقرب تشبيه لتحلّل الماء، وفي الأصل تعني كلمة تحلل الماء Hydrolysis أن الهيدرو Hydro هو الماء والليسيس lysis تعني التكسّر أو الانهيار أو التحلل،[٢] ويُقصَد بتحلل الماء في علم الكيمياء أنه عبارة عن فصل المواد الكيميائية باستخدام الماء، إذ ترتبط جزيئات الماء بجزيئين آخرين، ويرتبط الأول بأيون H+، ويحصل الآخر على مجموعة OH-، وبالتالي ينتج عن تفاعل الماء مع المركبّات الكيميائيّة مركبّين أو أكثر، كما أنّ هذا التحلّل يُستخدم من الأساس لتحويل البوليمرات polymers إلى مونومرات monomers، كما توجد مجموعة من أنواع تحليل الماء، وهي:[٣]
- الأملاح: وهو تفاعل الملح مع الماء من خلال تفاعل الأنيونات والكاتيونات بين كلا المادتين، وأثناء عمليّة التفاعل، تتحلّل مادة الملح لتكوّن أيونات، وهذا أكثر نوع شائع من تحلّل الماء.
- القاعدة والحمض: يُعثر على الهيدروليسات المحفّزة في الأحماض أو القواعد خلال عملية التحلّل المائي للإسترات أو الأميدات، وتحدث عمليّة التحلل من خلال تفاعل أيونات الماء مع الكربون لتُشكّل مركّبات جديدة.
- ATP: وهو أحد أشكال التحلل المائي الذي يحدث من خلال الإنزيمات التي تعمل كمحفّزات في التحلّل المائي وتحلّل الزيوت والدهون والكربوهيدرات.
خصائص الماء
كنت قد درستَ خصائص الماء خلال مراحلك التعليمية في الصغر، وخصوصًا في مواد العلوم، لكنّك من المُحتمل أّنك نسيتها أو لم تعد تذكر منها الكثير، في الأسفل سنذكر لك مجموعة من الخصائص التي يتميّز بها الماء:[٤]
- التماسك: تسمّى هذه الخاصية أيضًا بجاذبية جزيئات الماء، وهي عبارة عن عملية تتماسك وتنجذب فيها جُزيئات الماء المُختلفة من خلال روابط الهيدروجين، فمثلًا توجد خاصيّة التوتر السطحي التي تتشكّل على سطح الماء، إذ تسمح للحشرات الخفيفة بالسير عليها، وهذا يحدث نتيجة الروابط الهيدروجينية وتماسك الجزيئات مع بعضها البعض.
- ارتفاع درجة حرارة تبخّر الماء: وهي درجة الحرارة التي يحتاج إليها الماء ليتحوّل من سائل إلى بخار أو غاز، إذ إن الماء بحاجة إلى طاقة كبيرة لكسر الروابط الهيدروجينية، وبعد تبخّر الماء يبرد السطح، وهذه العملية شبيهة بإصابة الإنسان بارتفاع درجات الحرارة، إذ إنك تشعر بالتعرّق الذي يُعبّر عن التبريد.
- قلّة كثافة الجليد: عند نزول درجات الحرارة كثيرًا، فإن الروابط الهيدروجينية تُشكّل بلّورات ثلجيّة، لكن تكون كثافة الثلج قليلة نظرًا لتباعد الجزيئات، ولهذا السبب تطفو الكُتل الجليدية على سطح البحيرات وغيرها.
- قُطبيّة الماء: يحتوي الماء على الجزيئات والأيونات القُطبية، ويتمّيز بجذبه للجزيئات القطبيّة الأخرى، ويذوب الملح (-NA+ CL) من خلال إحاطة جزيئات الماء له ومن ثم يفصل الـ NA+ عن الـ CL-.
- مُذيب: يمتلك الماء الخاصيّة القُطبيّة التي تُميّزه بكونه مُذيبًا من خلال إحاطته للجزيئات الداخلية بالرطوبة.[٥]
قد يُهِمُّكَ
هل سمعت بتلوّث الماء؟ بالتأكيد خلال مسيرتك الدراسيّة مرّ عليك ما يسمّى بتلوث الماء، فما هو بالتحديد؟ يحدث تلوّث الماء عند دخول المواد الضارّة والكيميائية أو أيّ شيء آخر في بحيرات الماء والأنهار والبحار والمياه الجوفيّة وغيرها، وبالتالي تتدمّر المياه وتتدهور؛ لأنها مادّة مُذيبة وقادرة على إذابة كميات كبيرة من السوائل، وهذا ما أودى بها إلى هذا الحال، إذ تُذيب كل الملّوثات القادمة من المصانع والمزارع وغيرها وتندمج معها، وبالتالي هي مُعرّضة للتلّوث لكن ليس دائمًا.[٦]
المراجع
- ↑ Steven S. Zumdahl (2-6-2020), "Water"، britannica, Retrieved 25-6-2020. Edited.
- ↑ A Ray Tatum, "Hydrolysis: Definition, Reaction, Equation & Example"، study, Retrieved 25-6-2020. Edited.
- ↑ "Hydrolysis", byjus, Retrieved 25-6-2020. Edited.
- ↑ "5 Properties of Water", owlcation,7-2-2019، Retrieved 25-6-2020. Edited.
- ↑ Abhi I lasher R, "Top 10 Properties of Water Molecules | Plant Physiology"، biologydiscussion, Retrieved 25-6-2020. Edited.
- ↑ Melissa Denchak (14-5-2018), "Water Pollution: Everything You Need to Know"، nrdc, Retrieved 25-6-2020. Edited.
