۱۳۹۲ دی ۱۵, یکشنبه

آب

از: دانشنامه‌ی آریانا

آب


فهرست مندرجات
شیمیمولکول

آب (به انگلیسی: Water؛ با فرمول شيمياييِ H2O)، ماده‌ای مركب از هيدروژن و اكسيژن، یکی از مواد مایع و فراوان‌ترین ماده‌ی مرکب بر روی سطح کره زمین است كه در شرايط عادی مايع، و خالصِ آن بی‌بو و بی‌مزه، و اندكِ آن بی‌رنگ است، اما بسيارِ آن آبی به‌نظر می‌آيد. این مایع، در طبیعت، به‌شکل‌های مختلفی همچون دریا، باران، رودخانه و... دیده می‌شود.


پیدایش آب

مولکول آب از دو عنصر تشکیل شده است: هیدروژن (Hydrogen) که ساده‌ترین عنصر است تقریباً از ابتدای پیدایش جهان با یک انفجار که به مه‌بانگ معروف است، وجود داشته و اکسیژن (Oxygen) که چند صد میلیون سال بعد از شکل‌گیری ستاره‌ها به‌وجود آمده است. در آغاز انفجار بزرگ، فشاری که در مرکز این جهنم آتشین وجود داشته، خیلی زیاد بوده است. این سبب شد، اتم‌های هیدروژن با باهم ترکیب شوند تا هلیم (Helium) را به‌وجود آورند. هلیم هم ترکیب شد تا در پدیده‌ی به‌نام «سنتز هسته‌ای» یا «نیکلوسنتز» (Nucleosynthesis) عناصر سنگین‌تری را مثل: بریلیم (Beryllium)، کربن (Carbon) و اکسیژن به‌وجود بیاورد.

وقتی سرانجام ستاره‌ها باهم برخورد کردند، و با انفجارشان تبدیل به ابرنواختر شدند، این عناصر جدید در سراسر کهکشان پخش شدند و ترکیبات جدیدی مثل H2O یا همان آب ا به‌وجود آوردند. این مولکول‌های آب در ابرهای غبارآلود به‌وجود آمده بودند که منظومه‌ی شمسی را تشکیل می‌دادند و پس از تشکیل سیاره‌ای زمین برخوردهای بیشتری با آن داشتند. اما یک پرسش اساسی وجود دارد که هنوز پاسخ آن دانسته نیست. چقدر آب به زمین وارد شد و چه زمانی؟

یک نظریه این است که هنگام شکل‌گیری سنگ‌ها، آب نسبتاً کمی روی کره‌ی زمین وجود داشت. درجه‌ی حرارت بالا و نبودن اتمسفر در محیط می‌توانست باعث تبخیر این آب‌ها شوند تا به فضا بروند.

با این حال، آب‌ها احتمالاً توانایی نداشتند که صدها میلیون سال بعد که اتمسفر اولیه طی فرایندی به‌نام گازافشانی شکل گرفت، روی زمین بمانند. شکل‌گیری اتمسفر زمانی اتفاق افتاد که سنگ‌های مذاب موجود در هسته‌ی زمین، گازهای آتشفشانی‌شان را به سطح زمین فرستادند و تشکیل لایه‌ی را دادند که توانایی جلوگیری از فرار آب‌ها به فضا را داشتند. پس چگونه آب‌ها به زمین برگشتند؟

دانشمندان حدس می‌زنند که بیشتر آب‌ها توسط سنگ‌های یخی دنباله‌دار یا شهاب‌سنگ‌ها که زمین را میلیون‌ها سال بمباران می‌کرده‌اند، به زمین برگردانیده شده‌اند. اما تحقیقات اخیر با این نظریه به مقابله پرداخته است. در آزمایش سنگ‌های کیهانی کربن‌دار که کمی پس از تولد منظومه‌ی شمسی شکل گرفته‌اند، دانشمندان متوجه شدند که نه‌تنها آن‌ها در برگیرنده‌ای آب هستند، بلکه ترکیبات شیمیایی مواد معدنی‌شان با سنگ‌های روی زمین و نمونه شهاب‌سنگ‌های که همزمان با تشکیل سیاره‌ی زمین شکل گرفته‌اند، مطابقت دارد. این نشان می‌دهد که ممکن است زمین از قبل ذخیره‌ی آب داشته و می‌توانسته بدون وجود اتمسفر هم آن‌را حفظ کند. اگرچه ممکن است شهاب‌سنگ‌ها هم مقداری زیادی آب را به روی زمین آورده باشند. اگر این موضوع حقیقت داشته باشد، زندگی ممکن است خیلی زودتر از آنچه تاکنون فکر می‌شود، شکل گرفته باشد. پس هنوز دقیقاً مشخص نیست که آب در تشکیلات اولیه‌ی زمین وجود داشته یا بعد از برخورد با شهاب‌سنگ‌ها به‌وجود آمده و یا از ترکیبی از هر دو.

به‌هر حال، آبی که از چشمه‌های آب‌نوشیدنی به‌دست می‌آیند یا آب لوله‌کشی که در خانه‌ها جریان دارند، فقط چیزی نیستند که از همین رودخانه یا دریاچه‌ی کناری آمده باشند، بلکه پس از یک سفر کیهانی پر هرج‌ومرج به زمین رسیده‌اند.


ویژگی‌های شیمیایی

آب از نظر شیمیایی از ترکیب دو اتم هیدروژن با یک اتم اکسیژن به‌دست می‌آید. قدرت حلالیت بسیار بالایی داشته و عملاً پرکاربردترین حلّال در صنعت و فرایندهای شیمیایی است. بسیاری از فرایندهای شیمیایی و بیوشیمیایی در محیط آبی با سرعتی به مراتب بیش از هر محیط دیگری انجام می‌گیرد. این ماده در برابر دمای بالا مقاومت نشان داده و تا دمای بیش از ۱۰۰۰ درجه سانتی‌گراد نیز تجزیه نمی‌شود. برای تجزیهٔ آب بهترین راه بهره‌گیری از فرایند الکترولیز در دستگاهی به‌نام ولتامتر است. به این صورت که با استفاده از دو الکترود (بهترین جنس برای این منظور پلاتین است) جریان برق مستقیم را از آب عبور می‌دهند. به این ترتیب، در قطب مثبت اکسیژن و در قطب منفی هیدروژن آزاد خواهد شد.


ویژگی‌های فیزیکی

آب در دمای اتاق حالت مایع دارد. بی‌رنگ، بی‌بو و بدون مزه است. در فشار ۱ اتمسفر، در دمای ۱۰۰ درجه سانتی‌گراد به‌جوش می‌آید و در دمای صفر درجه سانتی‌گراد منجمد می‌شود.

خواص حرارتی آن، یعنی گرمای ویژه، گرمای نهان تبخیر و نیز گرمای نهان ذوب زیاد آن باعث شده که به مهم‌ترین ماده به‌منظور خنک‌کنندگی در فرآیندهای حرارتی مثلاً در موتور اتوموبیل‌ها یا نیروگاه‌ها و برج تقطیر بدل شود. علت این خواص حرارتی وجود پیوندهایی به‌نام پیوند هیدروژنی در بین مولکول‌های آب است. این پیوندها همچنین انبساط غیر متعارف آب در هنگام کم‌شدن دمای آن از ۴ درجه سانتی‌گراد تا صفر درجه را توجیه می‌کند. هم‌چنین این پیوند مسوول افزایش حجم تقریباً ۱۰ درصدی آب در طول فرآیند انجماد و نیز ساختار ۶ گوشه بلورهای برف نیز هست. اگر به‌جای اتم‌های هیدروژن در آب ایزوتوپ سنگین‌تر هیدروژن یعنی دو تریوم قرار گیرد آب سنگین به‌دست می‌آید که حتی گرمای ویژه‌ی آن از آب معمولی نیز بیشتر و کاربرد وسیعی در رآکتورهای آب سنگین به‌منظور انتقال انرژی از قلب رآکتور به بویلرها دارد.


آب در اساطیر



آب در فرهنگ‌ها



[] يادداشت‌ها




[] پيوست‌ها

کورش محسنی، الهه‌ی آب، آناهیتا
انسیه قوام‌پور، آب در اساطیر و تمدن‌های کهن


[] پی‌نوشت‌ها

...



برگرفته از مطلبی زیر عنوان «آب، قطره زندگی»، که از طریق تلویزیون جیم (GEM TV) منتشر شد.






[] جُستارهای وابسته






[] سرچشمه‌ها







[] پيوند به بیرون

[۱ ٢ ٣ ۴ ۵ ٦ ٧ ٨ ٩ ۱٠ ۱۱ ۱٢ ۱٣ ۱۴ ۱۵ ۱٦ ۱٧ ۱٨ ۱۹ ٢٠]

رده‌ها:شیمیترکیب‌های شیمیاییمایعاتمنابع طبیعی