Tính chất vật lý
Nước có một số tính chất vật lý quan trọng. Mặc dù các tính chất này quen thuộc vì sự toàn năng của nước, nhưng hầu hết các tính chất vật lý của nước khá không điển hình. Với khối lượng mol thấp của các phân tử cấu thành của nó, nước có các giá trị độ nhớt lớn, sức căng bề mặt, nhiệt hóa hơi và entropy của hơi hóa, tất cả đều có thể được gán cho các tương tác liên kết hydro rộng rãi có trong nước lỏng. Cấu trúc mở của băng cho phép liên kết hydro tối đa giải thích tại sao nước rắn lại đậm đặc hơn nước lỏng. Một tình huống rất bất thường giữa các chất phổ biến.
| Tính chất vật lý được chọn của nước | |
|---|---|
| khối lượng phân tử | 18.0151 gram mỗi mol |
| độ nóng chảy | 0,00 ° C |
| điểm sôi | 100,00 ° C |
| mật độ tối đa (ở 3,98 ° C) | 1,0000 gram mỗi centimet khối |
| mật độ (25 ° C) | 0,99701 gram mỗi centimet khối |
| áp suất hơi (25 ° C) | 23,75 torr |
| nhiệt dung nhiệt hạch (0 ° C) | 6,010 kilôgam mỗi mol |
| nhiệt hóa hơi (100 ° C) | 40,65 kilôgam mỗi mol |
| nhiệt hình thành (25 ° C) | −285,85 kilôgam mỗi mol |
| entropy hóa hơi (25 ° C) | 118,8 joules mỗi ° C mol |
| độ nhớt | 0,8903 rết |
| sức căng bề mặt (25 ° C) | 71,97 dynes trên mỗi cm |
Tính chất hóa học
Phản ứng axit-bazơ
Nước trải qua các loại phản ứng hóa học. Một trong những tính chất hóa học quan trọng nhất của nước là khả năng hoạt động của cả axit (chất cho proton) và bazơ (chất nhận proton), tính chất đặc trưng của các chất lưỡng tính. Hành vi này được thấy rõ nhất trong quá trình tự động hóa nước: H 2 O (l) + H 2 O (l) H 3 O + (aq) + OH - (aq), trong đó (l) đại diện cho trạng thái lỏng, (aq) chỉ ra rằng các loài được hòa tan trong nước và mũi tên kép chỉ ra rằng phản ứng có thể xảy ra theo một trong hai hướng và một điều kiện cân bằng tồn tại. Ở 25 ° C (77 ° F) nồng độ H + ngậm nước (nghĩa là H 3 O +, được gọi là ion hydronium) trong nước là 1,0 × 10 7 M, trong đó M đại diện cho số mol trên lít. Vì một OH - ion được tạo ra cho mỗi H 3 O + ion, nồng độ OH - ở 25 ° C cũng là 1.0 × 10 -7 M. Trong nước ở 25 ° C H 3 O + Nồng độ và OH - Nồng độ phải luôn là 1,0 × 10 14: [H +] [OH -] = 1.0 × 10 14, trong đó [H +] biểu thị nồng độ của các ion H + ngậm nước tính bằng mol trên lít và [OH -] biểu thị nồng độ của Các ion OH - tính bằng mol trên lít.
Khi một axit (một chất có thể tạo ra ion H +) hòa tan trong nước, cả axit và nước đều đóng góp ion H + vào dung dịch. Điều này dẫn đến tình huống nồng độ H + lớn hơn 1,0 × 10 7 M. Vì phải luôn đúng là [H +] [OH -] = 1.0 × 10 14 ở 25 ° C, [OH -] phải được hạ xuống một số giá trị dưới 1,0 × 10 7. Cơ chế giảm nồng độ OH - liên quan đến phản ứng H + + OH - → H 2 O, xảy ra ở mức độ cần thiết để khôi phục sản phẩm của [H +] và [OH -] thành 1,0 × 10 14 M. Do đó, khi một axit được thêm vào nước, dung dịch thu được chứa nhiều H + hơn OH -; nghĩa là, [H +]> [OH -]. Một giải pháp như vậy (trong đó [H +]> [OH -]) được cho là có tính axit.
Phương pháp phổ biến nhất để xác định độ axit của dung dịch là pH của nó, được xác định theo nồng độ ion hydro: pH = −log [H +], trong đó nhật ký ký hiệu là viết tắt của logarit cơ số 10. Trong nước tinh khiết, trong đó [H +] = 1,0 × 10 7 M, pH = 7,0. Đối với dung dịch axit, pH nhỏ hơn 7. Khi một bazơ (một chất hoạt động như một chất nhận proton) hòa tan trong nước, nồng độ H + bị giảm để [OH -]> [H +]. Một giải pháp cơ bản được đặc trưng bởi có độ pH> 7. Tóm lại, trong các dung dịch nước ở 25 ° C:
| giải pháp trung tính | [H +] = [OH -] | pH = 7 |
| dung dịch axit | [H +]> [OH -] | pH <7 |
| giải pháp cơ bản | [OH -]> [H +] | pH> 7 |
