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a Água é a substância química com fórmula química H
2O; de uma molécula de água tem dois átomos de hidrogênio ligadas ligada a um único átomo de oxigênio.A água é um líquido insípido e inodoro à temperatura ambiente e à pressão. A água líquida tem fracas Bandas de absorção em comprimentos de onda de cerca de 750 nm, o que faz com que pareça ter uma cor Azul. Isso pode ser facilmente observado em um banho cheio de água ou bacia de lavagem cujo forro é branco. Grandes cristais de gelo, como em geleiras, também parecem azuis.,

sob condições padrão, a água é primariamente um líquido, ao contrário de outros hidretos análogos da família do oxigênio, que são geralmente gasosos. Esta propriedade única da água é devido à ligação de hidrogênio. As moléculas de água estão constantemente se movendo em relação umas às outras, e as ligações de hidrogênio estão continuamente quebrando e se reformando em intervalos de tempo mais rápidos do que 200 femtosegundos (2×10-13 segundos).No entanto, essas ligações são fortes o suficiente para criar muitas das propriedades peculiares da água, algumas das quais fazem dela parte integrante da vida.,

água, gelo e vapoured

dentro da atmosfera e superfície da Terra, a fase líquida é a mais comum e é a forma que é geralmente denotada pela palavra “água”. A fase sólida da água é conhecida como gelo e geralmente toma a estrutura de cristais duros e amalgamados, como cubos de gelo, ou cristais granulares vagamente acumulados, como a neve. Além do gelo cristalino hexagonal comum, outras fases cristalinas e amorficas de gelo são conhecidas. A fase gasosa da água é conhecida como vapor de água (ou vapor)., O vapor visível e as nuvens são formados a partir de gotículas de água pequenas suspensas no ar.

A água também forma um fluido supercrítico. A temperatura crítica é de 647 K e a pressão crítica é de 22,064 MPa. Na natureza, isso só raramente ocorre em condições extremamente hostis. Um exemplo provável de ocorrência natural de água supercrítica é nas partes mais quentes das fontes hidrotermais de água profunda, em que a água é aquecida à temperatura crítica por plumas vulcânicas e a pressão crítica é causada pelo peso do oceano nas profundezas extremas onde as fontes estão localizadas., Esta pressão é atingida a uma profundidade de cerca de 2200 metros: muito menos do que a profundidade média do oceano (3800 metros).a água tem uma capacidade térmica específica muito elevada de 4181,4 J/(kg·K) a 25 °C – a segunda mais elevada entre todas as fontes.espécies heteroatômicas (após amônia), bem como um calor elevado de vaporização (40.,65 kJ / mol ou 2257 kJ / kg no ponto de ebulição normal), ambos resultantes da extensa ligação de hidrogénio entre as suas moléculas. Estas duas propriedades incomuns permitem que a água para moderar o clima da terra por conter grandes flutuações de temperatura. A maior parte da energia adicional armazenada no sistema climático desde 1970 se acumulou nos oceanos.a entalpia específica da fusão (mais conhecida como calor latente) da água é 333.,55 kJ / kg a 0 ° C: é necessária a mesma quantidade de energia para derreter gelo como para aquecer gelo de -160 °C até ao seu ponto de fusão ou para aquecer a mesma quantidade de água em cerca de 80 °C. de substâncias comuns, apenas a de amônia é maior. Esta propriedade confere resistência ao derretimento no gelo dos glaciares e do Gelo de deriva. Antes e desde o advento da refrigeração mecânica, o gelo era e ainda é de uso comum para retardar a deterioração dos alimentos.a capacidade térmica específica do gelo a -10 °C é de 2030 J/(kg·K)e a capacidade térmica do vapor a 100 °C é de 2080 J/(kg·K).,

a Densidade da água e iceEdit

A densidade da água é de cerca de 1 grama por centímetro cúbico (62 lb/pés cúbicos): esta relação foi originalmente usado para definir a grama. A densidade varia com a temperatura, mas não linearmente: à medida que a temperatura aumenta, a densidade sobe para um pico a 3,98 °C (39,16 °F) e, em seguida, diminui; isso é incomum. Gelo hexagonal Regular também é menos denso que a água líquida—ao congelar, a densidade da água diminui em cerca de 9%.,

estes efeitos são devidos à redução do movimento térmico com arrefecimento, o que permite que as moléculas de água formem mais ligações de hidrogénio que impedem as moléculas de se aproximarem umas das outras. Enquanto abaixo de 4 °C a quebra das ligações de hidrogênio devido ao aquecimento permite que as moléculas de água se embalem mais perto, apesar do aumento do movimento térmico (que tende a expandir um líquido), acima de 4 °C a água se expande à medida que a temperatura aumenta. A água próxima ao ponto de ebulição é cerca de 4% menos densa que a água a 4 °C (39 °F).,

sob pressão crescente, o gelo sofre uma série de transições para outros polimorfos com maior densidade do que a água líquida, tais como gelo II, gelo III, gelo amorfo de alta densidade (HDA), e gelo amorfo de muito alta densidade (VHDA).,

O incomum curva de densidade e de baixa densidade de gelo de água é vital para a vida—se de água foram mais densa ao ponto de congelação, em seguida, no inverno, a água muito fria na superfície de lagos e outros corpos d’água iria afundar, lagos poderia congelar de baixo para cima, e toda a vida em que ia ser morto. Além disso, dado que a água é um bom isolador térmico (devido à sua capacidade térmica), alguns lagos congelados podem não descongelar completamente no verão., A camada de gelo que flutua no topo isola a água abaixo. A água a cerca de 4 °C (39 °F) também afunda para o fundo, mantendo assim a temperatura da água no fundo constante (ver Diagrama).

a Densidade da água salgada e iceEdit

A densidade da água salgada depende do teor de sal dissolvido bem como a temperatura. O gelo ainda flutua nos oceanos, caso contrário, congelariam de baixo para cima. No entanto,o teor de sal dos oceanos reduz o ponto de congelação em cerca de 1.,9 ° C (Veja aqui para explicação) e reduz a temperatura da densidade máxima da água para o antigo ponto de congelação a 0 °C. É por isso que, na água do oceano, a convecção para baixo da água mais fria não é bloqueada por uma expansão da água à medida que se torna mais fria perto do ponto de congelação. A água fria dos oceanos perto do ponto de congelação continua a afundar. Assim, criaturas que vivem no fundo de oceanos frios como o Oceano Ártico geralmente vivem em água 4 ° C mais fria do que no fundo de lagos e rios de água doce congelados.

à medida que a superfície da água salgada começa a congelar (a-1.,9 ° C para a salinidade normal água do mar, 3,5%) O gelo que se forma é essencialmente livre de sal, com aproximadamente a mesma densidade que o gelo de água doce. Este gelo flutua sobre a superfície, e o sal “congelado” adiciona à salinidade e densidade da água do mar logo abaixo dela, em um processo conhecido como rejeição da salmoura. Esta água salgada mais densa afunda por convecção e a água do mar que a substitui está sujeita ao mesmo processo. Isto produz essencialmente gelo de água doce a -1,9 ° C na superfície. O aumento da densidade da água do mar sob o gelo formando faz com que ela afunde em direção ao fundo., Em grande escala, o processo de rejeição da salmoura e afundamento da água salgada fria resulta em correntes oceânicas formando-se para transportar essa água para longe dos polos, levando a um sistema global de correntes chamado circulação termohalina.

Miscibilidade e condensationEdit

a Água é miscível com muitos líquidos, incluindo o etanol em todas as proporções., A água e a maioria dos óleos são imiscíveis, geralmente formando camadas de acordo com o aumento da densidade a partir do topo. Isso pode ser previsto comparando a polaridade. A água sendo um composto relativamente polar tenderá a ser miscível com líquidos de alta polaridade, como etanol e acetona, enquanto compostos com baixa polaridade tenderão a ser imiscíveis e pouco solúveis, como com hidrocarbonetos.como gás, o vapor de água é completamente miscível com o ar., Por outro lado, a pressão máxima de vapor de água que é termodinamicamente estável com o líquido (ou sólido) a uma dada temperatura é relativamente baixa em comparação com a pressão atmosférica total.Por exemplo, se a pressão parcial do vapor é de 2% da pressão atmosférica e o ar é resfriado a partir de 25 °C, a partir de cerca de 22 °C a água começará a se condensar, definindo o ponto de orvalho, e criando nevoeiro ou orvalho. O processo inverso explica o nevoeiro a arder de manhã., Se a umidade é aumentada à temperatura ambiente, por exemplo, por correr um chuveiro quente ou um banho, e a temperatura permanece mais ou menos a mesma, o vapor logo alcança a pressão de mudança de fase e, em seguida, condensa-se como gotículas de água minúsculas, comumente referido como vapor.um gás saturado ou um com 100% de umidade relativa é quando a pressão de vapor da água no ar está em equilíbrio com a pressão de vapor devido à água (líquida); a água (ou gelo, se frio o suficiente) não perderá massa por evaporação quando exposta ao ar saturado., Como a quantidade de vapor de água no ar é pequena, a umidade relativa, a razão da pressão parcial devido ao vapor de água para a pressão parcial saturada de vapor, é muito mais útil.Pressão de Vapor acima de 100% de umidade relativa é chamada super-saturada e pode ocorrer se o ar é rapidamente resfriado, por exemplo, subindo subitamente em uma corrente ascendente.,

Vapor pressureEdit

CompressibilityEdit

A compressibilidade da água é uma função da pressão e da temperatura. A 0 ° C, no limite da pressão zero, a compressibilidade é de 5,1×10-10 Pa−1. No limite de pressão zero, a compressibilidade atinge um mínimo de 4,4×10-10 Pa – 1 em torno de 45 ° C antes de aumentar novamente com o aumento da temperatura., À medida que a pressão é aumentada, a compressibilidade diminui, sendo 3,9×10-10 Pa−1 A 0 °C e 100 megapascais (1000 bar).o módulo de elasticidade da água é de cerca de 2,2 GPa. A baixa compressibilidade dos não-gases, e da água em particular, leva a que muitas vezes sejam considerados como incompressíveis. A baixa compressibilidade da água significa que mesmo nos oceanos profundos a 4 km de profundidade, onde as pressões são de 40 MPa, há apenas uma diminuição de 1,8% no volume.,

Triplo pointEdit

a temperatura e a pressão a que água sólida, líquida e gasosa comum coexistem em equilíbrio é um ponto triplo da água., Desde 1954, este ponto tinha sido usado para definir a unidade base de temperatura, o kelvin, mas, a partir de 2019, o kelvin é agora definido usando a constante de Boltzmann, ao invés do ponto triplo da água.devido à existência de muitos polimorfos (formas) de gelo, a água tem outros pontos triplos, que têm três polimorfos de gelo ou dois polimorfos de gelo e líquido em equilíbrio. Gustav Heinrich Johann Apollon Tammann in Göttingen produced data on several other triple points in the early 20th century. Kamb e outros documentaram mais pontos triplos na década de 1960.,

vários triplo de pontos de água

Fases em equilíbrio estável	Pressão	Temperatura
água em estado líquido, gelo Ih, e o vapor de água	611.657 Pa	273.16 K (0,01 °C)
água em estado líquido, gelo Ih, e o gelo III	209.9 MPa	251 K (-22 °C)
água em estado líquido, gelo III, e o gelo V	350.1 MPa	-17.0 °C
líquido, a água, o gelo V, e gelo VI	632.4 MPa	0.,16 °C
gelo Ih, Gelo II, e do gelo III	213 MPa	-35 °C
gelo II, do gelo III, e o gelo V	344 MPa	-24 °C
gelo II, o gelo V e o gelo VI	626 MPa	-70 °C

Fusão pointEdit

O ponto de fusão do gelo é de 0 °C (32 °F; 273 K) no padrão de pressão; no entanto, pura água líquida pode ser super-resfriado bem abaixo do que a temperatura, sem congelamento, se o líquido não é mecanicamente perturbado., Pode permanecer em um estado fluido até seu ponto de nucleação homogêneo de cerca de 231 K (-42 °C; -44 °F). O ponto de fusão do comum hexagonal do gelo cai um pouco menos moderadamente altas pressões, por 0.0073 °C (0.0131 °F)/atm ou cerca de 0,5 °C (0.90 °F)/70 atm como a estabilização de energia de ligação de hidrogênio é excedido por intermoleculares de repulsão, mas como o gelo se transforma em sua transforma (ver cristalina estados de gelo) acima 209.9 MPa (2,072 atm), o ponto de fusão aumenta acentuadamente com a pressão, i.é., atingindo 355 K (82 °C), no 2.216 Agp (21,870 atm) (ponto triplo de Gelo VII).,a água pura sem íons exógenos é um excelente isolador, mas nem mesmo a água desionizada está completamente livre de íons. A água sofre auto-ionização no estado líquido quando duas moléculas de água formam um ânion hidróxido (OH−
) e um catião hidrônio (H
3O+
).

porque a água é um solvente tão bom, quase sempre tem algum soluto dissolvido nela, muitas vezes um sal., Se a água tem mesmo uma pequena quantidade de tal impureza, então os íons podem carregar cargas para trás e para a frente, permitindo que a água para conduzir a eletricidade muito mais prontamente.

é sabido que a resistividade elétrica máxima teórica para a água é de aproximadamente 18,2 MΩ·cm (182 kΩ·m) a 25 °C. Esta figura concorda bem com o que é normalmente visto em osmose reversa, sistemas de água ultra filtrados e desionizados ultra-puros usados, por exemplo, em fábricas de semicondutores., Um sal ou ácido contaminante nível superior até 100 partes por trilhão (ppt), em caso contrário, ultra-pura, a água começa a se tornar visivelmente inferior a sua resistividade por vários kΩ·m.

Na água pura, equipamento sensível pode detectar uma ligeira condutividade elétrica do 0.05501 ± 0.0001 µS/cm no 25.00 °C. a Água também pode ser electrolyzed em oxigênio e hidrogênio, gases, mas na ausência de íons dissolvidos este é um processo muito lento, como muito pouca corrente é conduzida. No gelo, os portadores de carga primária são protões (ver condutor de protões)., Pensava-se anteriormente que o gelo tinha uma condutividade pequena mas mensurável de 1×10-10 S/cm, mas pensa-se que esta condutividade é agora quase inteiramente de defeitos de superfície, e sem eles, o gelo é um isolador com uma condutividade incomensuravelmente pequena.

de Polaridade e de hidrogênio bondingEdit

Uma característica importante da água é a sua natureza polar., A estrutura tem uma geometria molecular dobrada para os dois hidrogênios do vértice oxigênio. O átomo de oxigênio também tem dois pares solitários de elétrons. Um efeito geralmente atribuído aos pares solitários é que o ângulo de curva da fase gasosa H–O–H é 104,48°, que é menor do que o ângulo tetraédrico típico de 109,47°. Os pares solitários estão mais próximos do átomo de oxigênio do que os elétrons sigma ligados aos hidrogénios, então eles precisam de mais espaço. O aumento da repulsão dos pares solitários força as ligações O–H mais próximas umas das outras. outra consequência da sua estrutura é que a água é uma molécula polar., Devido à diferença na eletronegatividade, um momento dipolar de ligação aponta de cada H para O o, tornando o oxigênio parcialmente negativo e cada hidrogênio parcialmente positivo. Um grande dipolo molecular, aponta de uma região entre os dois átomos de hidrogênio para o átomo de oxigênio. As diferenças de carga fazem com que as moléculas de água se agregem (as áreas relativamente positivas sendo atraídas para as áreas relativamente negativas). Esta atração, ligação de hidrogênio, explica muitas das propriedades da água, tais como suas propriedades de solvente.,embora a ligação do hidrogênio seja uma atração relativamente fraca em comparação com as ligações covalentes dentro da própria molécula de água, é responsável por várias das propriedades físicas da água. Estas propriedades incluem as suas temperaturas relativamente elevadas de ponto de fusão e ponto de ebulição: mais energia é necessária para quebrar as ligações de hidrogénio entre moléculas de água. In contrast, hydrogen sulfide (H
2S), has much weaker hydrogen bonding due to sulfur’s lower electronegativity. H2S é um gás à temperatura ambiente, apesar do sulfeto de hidrogênio ter quase o dobro da massa molar de água., A ligação extra entre moléculas de água também dá à água líquida uma grande capacidade térmica específica. Esta alta capacidade de calor faz da água um bom meio de armazenamento de calor (resfriador) e escudo de calor.

Coesão e adhesionEdit

as moléculas de Água ficar próximas umas das outras (coesão), devido à ação coletiva de ligações de hidrogénio entre as moléculas de água., Estas ligações de hidrogênio estão constantemente quebrando, com novas ligações sendo formadas com diferentes moléculas de água; mas em qualquer momento em uma amostra de água líquida, uma grande parte das moléculas são mantidas juntas por tais ligações.

A água também tem propriedades de adesão elevadas devido à sua natureza polar. Em vidro extremamente limpo / liso a água pode formar uma película fina porque as forças moleculares entre o vidro e as moléculas de água (forças adesivas) são mais fortes do que as forças coesas.,Em células biológicas e organelas, a água está em contato com superfícies de membrana e proteínas que são hidrofílicas, ou seja, superfícies que têm uma forte atração pela água. Irving Langmuir observou uma forte força repulsiva entre superfícies hidrofílicas. Para desidratar superfícies hidrofílicas—para remover as camadas fortemente mantidas de água de hidratação-é necessário fazer um trabalho substancial contra essas forças, chamadas forças de hidratação. Estas forças são muito grandes, mas diminuem rapidamente ao longo de um nanômetro ou menos., Eles são importantes em biologia, particularmente quando as células são desidratadas por exposição a atmosferas secas ou à congelação extracelular.