Аномальні властивості води: причини, значення

Універсальний розчинник

Розчинник здатний розчиняти інша речовина з утворенням гомогенної суміші (розчину) на молекулярному рівні. Ще одним аномальним властивістю води у хімії завдяки її полярної природи є її здатність розчиняти інші полярні сполуки – солі, спирти, карбоксильні з’єднання і т. д. У воді розчиняється більше речовин, ніж в будь-якому іншому розчиннику. У ній можна знайти більше половини відомих хімічних елементів, деякі у високих концентраціях, а інші – тільки в слідових кількостях. Наприклад, концентрація насичення хлориду натрію становить близько 36 г на 100 мл, а карбонату кальцію – близько 0,0015 р. Здатність води розчиняти речовина залежить від його хімічного складу, сили хімічних зв’язків елементів, температури і рН.

Неполярні сполуки, в тому числі більшість вуглеводнів, розчиняються в низьких або слідових кількостях. Наприклад, масла, як правило, плавають на поверхні води.

Поверхневий натяг

До аномальних властивостей води відносять і її найвища (після ртуті) поверхневий натяг у порівнянні з будь-якою іншою рідиною. Це сила тяжіння молекул, розташованих під поверхнею і тих, які знаходяться на межі розділу рідина-повітря. Вона утримує воду від розтікання. Полярні сполуки, як правило, мають набагато більш високий поверхневий натяг, ніж неполярні. І вода не є винятком. При 20 °С цей показник дорівнює 0,07286 Н/м (у етилового спирту – 0,0228 Н/м).

Без зовнішнього впливу крапля H2O приймає форму сфери, оскільки ця фігура володіє найменшою площею поверхні на одиницю об’єму. Краплі дощу є крихітними кулями, які при тривалому впливі руйнують гірські породи. З цієї ж причини об’єкти, більш важкі, ніж вода, можуть утримуватися на її поверхні. Комахи здатні ходити по ній, а лезо бритви – плавати.

Водневий зв’язок визначає анормальний властивість води змочувати більшість поверхонь. Такі речовини вважаються гідрофільними. Вода здатна підніматися по стінках склянки та інших ємностей. Інші речовини, такі як масло, жири, віск і синтетика (поліпропілен і т. д.), не намокають. Вони є гідрофобними. Мембранні фільтрувальні картриджі з розміром пор менше 1 мкм виготовляють з гідрофобних полімерів за допомогою змочують агентів, що знижують поверхневий натяг води, щоб остання могла проникнути і залишатися в них. Це явище називається капілярний ефект. Він відповідає за рух води в ґрунті і по корінню рослин і крові по кровоносних судинах.