acqua

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 é 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, cosi facendo lei ti aiuterà.

Insieme a l'acqua sono cresciuto e ho vissuto emozioni

indescrivibili come i due titoli mondiali giovanili nei 100m stile libero e nella staffetta 4x100m stile

libero, e il titolo europeo giovanile nei 50m 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, H 0 ha una struttura a forma di V con una disposizione degli atomi del tipo

2

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

0 , sono la maggior parte delle costanti fisiche

molecole semplici H

2

e chimico-fisiche dell'acqua. Cosi 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

0 subisce

spiegazione dei fenomeni di idrolisi che in essa avvengono. In fase vapore la molecola H

2

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%).

Acqua di interposizione è quella che rimane racchiusa o interposta fra i cristalli di un composto

durante la sua cristallizzazione: non ha quindi rapporti di composizione chimica col composto e

quando questo viene riscaldato l'eliminazione dell'acqua da origine a crepitazioni.

La composizione chimica delle acqua naturali dipende dalla natura dei terreni da cui sorgono o

vengono raccolte e fra i numerosissimi elementi chimici che possono essere presenti oltre

all'idrogeno e all'ossigeno sono: cloro, bromo, carbonio, fosforo, azoto, boro, arsenico, sodio,

potassio, litio, calcio, stronzio, bario, magnesio, ferro, alluminio, manganese, silicio, zolfo, argento

e iodio.

Le più importanti caratteristiche fisiche e chimiche delle acque naturali, dalle quali dipende poi il

loro impiego sono: acidità, durezza, odore, residuo fisso o salinità, sapore, temperatura e torbidità.

L'acidità è dovuta alla presenza di acidi disciolti.

Le acque si distinguono in acide (pH<7), in neutre (pH=7) e in alcaline (pH>7); le acque acide sono

anche dette aggressive in quanto intaccano i metalli con i quali vengono a contatto.

La durezza è una caratteristica data dalla presenza di sali di calcio e di magnesio, la durezza delle

acque si misura in gradi francesi [F], che esprimono in grammi di carbonato di calcio la percentuale

dei sali di calcio o di magnesio contenuti in 100 litri di acqua e corrisponde al contenuto di 1gr. di

di CaCo per ettolitro o all'equivalente molecolare in grammi degli altri sali.

3

In base alla durezza le acque si distinguono in dolci o molli (da 0° a 14° [F]), dure (da 14° a 54°[F])

e durissime (più di 54°[F]).

L'odore deriva dai gas disciolti, soprattutto dalla presenza di idrogeno solforato che può dipendere

da gas endogeno o da sostanze in putrefazione.

Il residuo fisso o salinità è il peso delle sostanze contenute in un litro d'acqua filtrata, si ottiene

evaporando l'acqua e seccando il residuo per quattro ore a 110°C

Il sapore secondo le sostanze disciolte può essere dolce, amaro, salato e acido.

La temperature dipende dalle condizioni termiche del suolo e dell'aria con cui le acque sono state a

contatto; alcune acque di profondità presentano una temperatura molto più elevata di quelle sulla

superficie e prendono il nome di acque termali.

L'acqua potabile dovrebbe avere una temperatura non inferiore a 6°C e che non superi i 14°C

La torbidità è prodotta di solito da sostanze argillose colloidali o da idrossidi di ferro in

sospensione.

Qui di seguito verranno elencate le caratteristiche chimico fisiche dell'acqua pura.

punto di fusione.................................0,00°C pressione critica............................217,7atm

punto di ebollizione...........................100,00°C costante dielettrica a 18°C.............81,07 Farad/m

/cm conducibilità termica

peso specifico a 0°C...........................0,999868 gr p 3

“ “ a 4°C..........................1,00000 “ (fra 10°e18°C).........................0,00154 cal/cm.sec.°C

“ “ a 20°C........................0,998230 “ conducibilità elettrica a 18°C........3,8*10^-8 ohm cm

“ “ del ghiaccio 0°C..................0,9168 “ temperatura critica...................................374°C

densità del vapor d'acqua a O°C

(riferita ad aria=1)..............................0,624

calore specifico dell'a. a 15°C................1,0000 cal/gr m

calore specifico del ghiaccio a 0°C........0,487 “

calore specifico del vapore a 100°C.......0,462 “

calore di fusione del ghiaccio a 0°C.......79,40 “

calore di evaporazione dell'a, a 100°C...539,1 “

momento dipolare...................................1,84*10^-18

viscosità a 0°C.................................0,01792 poise

a 20°C................................0,01005 “

a 100°C...............................0,00284 “ /kg

coefficiente di compressibilità................0,000045 cm

2 p

tensione superifciale a 0°C......................75,6 dine/cm

PARTE 2.2:

IL CICLO DELL'ACQUA

L'insieme di tutte le acque in qualsiasi stati fisico, presenti sulla superficie terrestre, costituisce

l'idrosfera.

Le acque ricoprono oltre i 2/3 della superficie terrestre con una massa totale di 14*10^20 kg.