acqua

Dot to Luca 5BST

I.I.S. A. Meucci Cittadella

Esame di stato a.s. 08/09: acqua

Water

Eau

Wasser

水

ВОДА

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Agua

Vanntoleranse

Vesi

물

Indice

Parte 1: prefazione

Parte 2.1: “L'acqua in generale e come composto chimico”........................(chimica)

Parte 2.2: “Il ciclo dell'acqua”.....................................................................(scienze)

Parte 3: “L'acqua e l'uomo”..........................................................................(biologia)

Parte 4: “L'acqua come l'oro blu del XXI secolo”........................................(attualità)

Bibliografia.

Parte 1:

Prefazione

Esiste un potentissimo solvente chimico che ha le seguenti proprietà: se impiegato in dosi anche minime (meno di un metro cubo) può danneggiare un elettrodomestico in modo irreversibile, evapora a temperatura ambiente diffondendosi silenziosamente nell'ambiente domestico, è stato rinvenuto nel 99% delle cellule tumorali, viene usato nelle centrali nucleari e nelle industrie chimiche, è un prodotto necessario alla realizzazione di armi batteriologiche, viene distribuito nelle basi militari della NATO attraverso condotti sotterranei ramificati e complessi al cui controllo sono deputate strutture governative, se assorbito dall'organismo umano passa la placenta e filtra nel latte materno, è ustionante alle alte temperature e viene utilizzata nella preparazione di prodotti dolciari destinati all'infanzia da più di venti multinazionali dell'alimentazione.

Di che temibile sostanza sto parlando?

Come disse San Francesco d'Assisi, nel celebre cantico delle creature, della nostra “Sora acqua la quale est utile, humile, pretiosa et casta”.

Mai in nessuna sostanza fisica una sintesi perfetta di scienza e spiritualità si è fatta così evidente. Da una parte l’origine della vita, l’uomo è composto per il 90% di acqua alla nascita, per il 70% nella fase di maturità, per scendere sino al 60% negli ultimi anni di vita; dall’altra tutte le culture religiose hanno intravisto nell’acqua un segno della presenza di Dio, un’immagine della vita che produce vita. Senza di essa la terra non è che un deserto arido ed informe, implasmabile nel quale non cresce seme.

Uno dei sette sapienti, Talete di Mileto, indicò nell’acqua il principio di ogni cosa. Questa, fecondata per effetto di concepimento che hanno le piogge del cielo, aveva generato la prole degli esseri umani e di tutte le creature viventi al mondo; ciò che era frutto della terra ritornava ad essa quando l’inevitabile legge del tempo ne imponeva il disfacimento.

L'importanza di questo composto nel mondo e quella che è la mia vita, mi ha fatto scegliere di comporre questa tesina.

L'acqua è l'elemento in cui ogni giorno trascorro ore ed ore ad allenarmi, il legame che c'è tra me e questo elemento è strettissimo; dentro di essa, durante gli allenamenti, soffro la fatica, ma allo stesso tempo sogno; sogno quei risultati che devo ancora raggiungere e l'ebrezza delle competizioni future.

L'acqua è la mia migliore amica durante le gare, il segreto per andare il più forte possibile è quello di portare rispetto all'acqua, così facendo lei ti aiuterà.

Insieme all'acqua sono cresciuto e ho vissuto emozioni indescrivibili come i due titoli mondiali giovanili nei 100 m stile libero e nella staffetta 4x100 m stile libero, e il titolo europeo giovanile nei 50 m stile libero.

Questo legame fortissimo ha influenzato la mia scelta nel comporre questa tesina che vuole essere un approfondimento sul mondo dell'acqua che ci circonda, i suoi ruoli e l'importanza fondamentale che ha questo oro blu nella vita.

Parte 2.1:

L'acqua in generale e come composto chimico

L'acqua è nient'altro che un composto chimico di formula H₂O, che si presenta come un liquido incolore e insapore.

Essa è diffusa in natura nei suoi tre stati d'aggregazione: solido, liquido e aeriforme. Nel linguaggio corrente s'intende in genere l'acqua allo stato liquido, che per la sua abbondanza sulla superficie terrestre e negli organismi viventi fu dagli antichi considerata come uno dei quattro elementi.

Per molto tempo l'acqua fu considerata come un elemento; H. Cavendish e A. L. Lavoisier ne stabilirono per primi la composizione ed il metodo di sintesi.

L'acqua si forma per azione dell'idrogeno sui composti ossigenati (ossido di rame, ecc.), per combustione dell'idrogeno e di composti contenenti idrogeno; ma normalmente non si prepara mai acqua per mezzo delle sue numerose reazioni di sintesi data la diffusione con cui essa si presenta in natura in tutti e tre gli stati di aggregazione.

La molecola dell'acqua, H₂O, ha una struttura a forma di V con una disposizione degli atomi del tipo raffigurato nella figura accanto.

Con diversi sistemi si è potuto misurare l'angolo formato dai due legami O-H che è di 104.45° e la lunghezza del legame stesso che è di 0.9584 A.

L'acqua però normalmente non si presenta con questa formula semplice. Infatti si ammette che queste molecole semplici esistano solo nel vapore: in contrasto con l'esistenza, nell'acqua liquida, di molecole semplici H₂O, sono la maggior parte delle costanti fisiche e chimico-fisiche dell'acqua. Così contrastano con questa formula i punti di congelamento e di ebollizione, e male si accordano le variazioni della densità, del calore specifico, ecc.

Tali anomalie si possono spiegare ammettendo l'esistenza nell'acqua liquida e nel ghiaccio di molecole associate. Nel ghiaccio le molecole sono disposte in modo tale che ciascun atomo di ossigeno risulta circondato da altri quattro (di altre quattro molecole) disposti in una struttura tetraedrica. Questa struttura ordinata viene alterata da diversi fattori (innalzamenti di temperatura, aggiunta di sali, ecc.). L'elevato valore della costante dielettrica dell'acqua ne fa uno dei liquidi di più alto potere dissociante o ionizzante; gli acidi, le basi e molti sali in essa disciolti si dissociano, più o meno in ioni (che vi si conservano in virtù appunto dell'alto valore della costante dielettrica e che sono della massima importanza per l'effettuarsi delle reazioni in soluzione, per i fenomeni e i processi di elettrolisi). La stessa acqua è dissociata, debolmente, nei suoi ioni, e questo permette la spiegazione dei fenomeni di idrolisi che in essa avvengono. In fase vapore la molecola H₂O subisce un'altra dissociazione, termica, che diviene sensibile a temperatura dell'ordine dei 2000 °C e cresce al di sopra di questa.

L'acqua ha proprietà solventi verso la maggior parte dei composti; gli acidi, gli ossidi, i sali anidridi si sciolgono con sviluppo di calore (causa l'idratarsi dei loro ioni), mentre i sali idrati in genere si sciolgono producendo un raffreddamento della soluzione. Dalle soluzioni acquose molti sali cristallizzano anidri, mentre altri cristallizzano trattenendo acqua in un dato rapporto, formando cioè dei sali idrati definiti.

L'acqua si combina con molti metalli (con quelli alcalini a freddo, con gli altri a caldo), con gli ossidi (formando gli idrati), con le anidridi formando gli acidi; presenta le proprietà di catalizzare molte reazioni che in sua assenza avverrebbero con difficoltà.

Esistono numerosi tipi di acqua che dipendono dal ruolo che esse svolgono.

Si definisce acqua di costituzione quella chimicamente combinata a formare un composto chimico (per esempio l'acqua che si combina con un ossido metallico o con un'anidride per formare rispettivamente un idrato o un acido), e che viene eliminata dai composti solo a temperature piuttosto elevate.

Si definisce acqua di cristallizzazione quella presente in un composto chimico, di solito detto idrato; essa viene addizionata al composto, inorganico o organico, e tenuta fissata da valenze secondarie; è presente in proporzioni diverse ma definite; si elimina di solito al di sotto di 100 °C, e questa eliminazione porta per lo più ad una alterazione della forma cristallina del composto.

L'acqua di impregnamento o di assorbimento è quella contenuta in determinati minerali, a seguito di un lento impregnamento, all'atto dell'estrazione dal giacimento (per esempio in alcune bauxiti più del 10%).