dimarts, 27 de maig de 2008

Les anomalies de l'aigua (2)

Punts d'ebullició i solidificació



Celsius es va basar, sense saber-ho, en dues propietats anòmales de l'aigua per crear una unitat útil per al mesurament de la temperatura. Va inventar el termòmetre de mercuri partint dels valors de les temperatures d'ebullició i de congelació de l'aigua. A les temperatures d'ebullició i de fusió els va donar, arbitràriament, els valors de 100 ºC i 0 ºC respectivament, i va dividir l'interval entre els dos valors en cent parts iguals, cada unes de les quals va passar a ser la unitat de mesurament de temperatura d'un grau centígrad o grau Celsius. Si es compara la molècula d'aigua amb altres composts de dimensions semblants, el punt d'ebullició de l'aigua hauria d'estar situat a uns 93 ºC. Estudiant els punts d'ebullició dels hidrurs del grup de l'oxigen s'observa que aquesta temperatura varia de forma regular des de l'hidrur de sofre fins a l'hidrur de tel·luri, sent de nou l'aigua una distant excepció, com es pot observar al gràfic adjunt.

Si es fa una extrapolació de la corba formada pels punts d'ebullició de la resta dels hidrurs del grup de l'oxigen, el punt d'ebullició de l'aigua hauria de ser de -80 ºC o, el que és el mateix, 80 ºC sota zero. La diferència entre el valor esperat i el valor observat és de 180 ºC. Seguint raonaments semblants la temperatura de congelació de l'aigua hauria de ser de 100 ºC, just en el seu punt d'ebullició real, mentre que l'aigua es converteix en sòlid a 0 ºC, 100 ºC per sota del seu punt esperat. Gràcies a aquestes singularitats és possible trobar al nostre planeta l'aigua en els seus tres estats físics i no només en forma de vapor. Esperem que això sigui així durant molt temps, conservant els gels perpetus que hi ha al planeta Terra. El Canvi Climàtic ja comença a causar estralls fonent cada any noves masses d'aigües gelades.

dimarts, 6 de maig de 2008

Les anomalies de l'aigua (1)

(Per fi ja torno a tenir ADSL, després d'una setmana. Coses de "Telefònica". Per a celebrar-ho penjaré un interessant tema però per capítols per que si no seria massa llarg potser.)





Precisament ara que estem passant una sequera important a Catalunya m'agradaria explicar les anomalies fisicoquímiques que presenta l'aigua i que curiosament li donen les característiques que la fan tant important per a la vida al nostre planeta:

Una de les grans idees globalitzadores en la història de les ciències va ser la classificació completa de tots els elements químics en una taula que els interrelacionés segons les seves propietats fisicoquímiques i abandonar la pobra agrupació parcial d'elements amb propietats semblants en famílies. La idea, la llei natural que va servir de guia per a la classificació, va ser intuïda per l'anglès Newlands, l'alemany Meyer i abans que res i independentment, pel rus Dimitri Ivanovich Mendeleiev, que el 1868, sense conèixer els treballs d’en Newlands, va arribar a deduir la Llei periòdica que segueixen els elements químics: "Col·locats els elements en ordre creixent de nombre atòmic, les propietats varien periòdicament" i va poder així ordenar-los a la Taula Periòdica dels Elements.
Aquesta variació gradual de les propietats en relació amb la disposició dels elements químics a la taula periòdica no solament és aplicable als elements, sinó que també es pot aplicar als composts moleculars semblants que formen els elements de cada un dels grups; d'aquesta manera, per exemple, el grup on es troba l'oxigen (O), que està format -en ordre creixent de nombre atòmic- pel sofre (S), el seleni (Se), el tel·luri (Te) i el poloni (Po), pot formar els hidrurs corresponents: H2O, H2S, H2Se, H2Te, H2Po. Totes aquestes substàncies en condicions normals, són gasos d'olor nauseabunda i tòxica,... excepte l’aigua!. Els punts d'ebullició d'aquests composts, si es prescindeix de l'aigua, creixen en fer-ho el nombre atòmic. L'aigua, com a compost, es desvia del comportament esperat que li correspondria segons la taula periòdica. És obvi que ens trobem davant d'una excepció, que no tindria més importància si no fos perquè precisament totes aquestes propietats de l'aigua, que difereixen de les esperades, tenen especial importància per a la vida al nostre planeta.
Si es compara l'aigua amb els hidrurs de la resta dels elements del grup de l'oxigen, es pot apreciar clarament que l'aigua, en condicions normals no és ni un gas, ni té olor nauseabunda, ni és tòxica, sinó al contrari, és imprescindible per als organismes vius.

(en posts successius aprofundiré en aquestes propietats "anòmales")