Apa pură este un lichid transparent incolor. Densitatea apei în timpul trecerii de la starea solidă la starea lichidă nu scade, ca în aproape toate celelalte substanțe, ci crește. Când apa este încălzită de la 0 la 4°C, densitatea acesteia crește și ea. La 4°C, apa are o densitate maximă, iar numai cu o încălzire suplimentară densitatea ei scade.

Dacă, odată cu scăderea temperaturii și în timpul trecerii de la starea lichidă la starea solidă, densitatea apei s-a modificat în același mod ca și cu marea majoritate a substanțelor, atunci când se apropie iarna, straturile de suprafață ape naturale răcit. la 0°C și se scufundă în fund, făcând loc pentru straturi mai calde, iar acest lucru ar continua până când întreaga masă a rezervorului ar fi dobândit o temperatură de 0°C. În plus, apa ar începe să înghețe, sloturile de gheață rezultate s-ar scufunda în fund și rezervorul ar îngheța la toată adâncimea sa. În același timp, multe forme de viață în apă ar fi imposibile. Dar, deoarece apa atinge cea mai mare densitate la 4 °C, mișcarea straturilor sale, cauzată de răcire, se termină când se atinge această temperatură. Odată cu o scădere suplimentară a temperaturii, stratul răcit, care are o densitate mai mică, rămâne la suprafață, îngheață și astfel protejează straturile de dedesubt de răcirea și înghețarea ulterioară.

De mare importanță în viața naturii este faptul că apa. are o capacitate termică anormal de mare, prin urmare, noaptea, precum și în timpul trecerii de la vară la iarnă, apa se răcește lent, iar ziua sau în timpul trecerii de la iarnă la vară se încălzește și ea lent, fiind astfel regulator de temperatură pe glob.

Datorita faptului ca atunci cand gheata se topeste, volumul ocupat de apa scade, presiunea scade punctul de topire al ghetii. Aceasta rezultă din principiul lui Le Chatelier. Într-adevăr, să. gheața și apa lichidă sunt în echilibru la 0°C. Odată cu creșterea presiunii, echilibrul, conform principiului lui Le Chatelier, se va deplasa spre formarea acelei faze, care la aceeași temperatură ocupă un volum mai mic. Această fază este în acest caz lichidă. Astfel, o creștere a presiunii la 0 ° C determină transformarea gheții într-un lichid, ceea ce înseamnă că punctul de topire al gheții scade.

Molecula de apă are o structură unghiulară; nucleele incluse în compoziția sa formează un triunghi isoscel, la baza căruia se află doi protoni, iar în partea de sus - nucleul atomului de oxigen, Internuclear distante O-N aproape de 0,1 nm, distanța dintre nucleele atomilor de hidrogen este de aproximativ 0,15 nm. Din cei opt electroni care formează stratul exterior de electroni al atomului de oxigen din molecula de apă, două perechi de electroni formează covalente Conexiuni O-N, iar cei patru electroni rămași sunt două perechi de electroni neîmpărțiți.

Atomul de oxigen din molecula de apă se află în starea -aea?eaecaoee. Prin urmare, unghiul de legătură HOH (104,3°) este apropiat de tetraedrul (109,5°). Electronii care formează legături O-H sunt mutați la atomul de oxigen mai electronegativ. Ca rezultat, atomii de hidrogen dobândesc eficienți sarcini pozitive, astfel încât pe acești atomi se creează doi poli pozitivi. Centrele sarcini negative Perechile de electroni singuri ale atomului de oxigen, care se află în orbitali hibrizi, sunt deplasate în raport cu nucleul atomului și creează doi poli negativi.

Greutatea moleculară a apei vaporoase este de 18 și corespunde celei mai simple formule ale acesteia. Cu toate acestea, greutatea moleculară a apei lichide, determinată prin studierea soluțiilor sale în alți solvenți, se dovedește a fi mai mare. Acest lucru indică faptul că în apa lichidă există o asociere de molecule, adică combinarea lor în agregate mai complexe. Această concluzie este confirmată și de valorile anormal de ridicate ale punctelor de topire și de fierbere ale apei. Asocierea moleculelor de apă este cauzată de formarea de legături de hidrogen între ele.

În apa solidă (gheață), atomul de oxigen al fiecărei molecule este implicat în formarea a două legături de hidrogen cu moleculele de apă învecinate conform schemei în care legăturile de hidrogen sunt prezentate printr-o linie punctată. Diagrama structurii volumetrice a gheții este prezentată în figură. Formarea legăturilor de hidrogen duce la o astfel de aranjare a moleculelor de apă, în care acestea sunt în contact unele cu altele cu polii opuși. Moleculele formează straturi, fiecare dintre ele asociate cu trei molecule aparținând aceluiași strat și cu una din stratul adiacent. Structura gheții aparține structurilor cel mai puțin dense, există goluri în ea, dimensiunile structurilor cel mai puțin dense, există goluri în ea, ale căror dimensiuni depășesc oarecum dimensiunile moleculei.

Când gheața se topește, structura ei este distrusă. Dar chiar și în apa lichidă se păstrează legăturile de hidrogen între molecule: se formează asociații - ca niște fragmente din structura gheții - formați dintr-un număr mai mare sau mai mic de molecule de apă. Totuși, spre deosebire de gheață, fiecare asociat există pentru o perioadă foarte scurtă de timp: distrugerea unora și formarea altor agregate are loc în mod constant. În golurile unor astfel de agregate „de gheață”, pot fi plasate molecule de apă unice; în acest caz, împachetarea moleculelor de apă devine mai densă. De aceea, atunci când gheața se topește, volumul ocupat de apă scade, iar densitatea acesteia crește.

Pe măsură ce apa se încălzește, fragmentele structurii de gheață din ea devin din ce în ce mai puține, ceea ce duce la o creștere suplimentară a densității apei. În intervalul de temperatură de la 0 la 4°C, acest efect prevalează asupra expansiunii termice, astfel încât densitatea apei continuă să crească. Cu toate acestea, atunci când este încălzit peste 4°C, efectul mișcării termice crescute a moleculelor predomină și densitatea apei scade. Prin urmare, la 4°C, apa are o densitate maximă.

Când apa este încălzită, o parte din căldură este cheltuită pentru ruperea legăturilor de hidrogen (energia de rupere a unei legături de hidrogen în apă este de aproximativ 25 kJ/mol). Aceasta explică capacitatea mare de căldură a apei.

Legăturile de hidrogen dintre moleculele de apă sunt rupte complet numai atunci când apa trece în abur.

Stari agregate ale apei

Proprietățile fizice ale apei sunt anormale, ceea ce se explică prin datele de mai sus privind interacțiunea dintre moleculele de apă. Apa este singura substanță de pe Pământ care există în natură în toate cele trei stări de agregare - lichidă, solidă și gazoasă.

Densitatea apei în stare solidă și lichidă

Topirea gheții la presiunea atmosferică este însoțită de o scădere a volumului cu 9%. Densitatea apei lichide la o temperatură apropiată de zero este mai mare decât cea a gheții. La 0°C, 1 gram de gheață ocupă un volum de 1,0905 centimetri cubi, iar 1 gram de apă lichidă ocupă un volum de 1,0001 centimetri cubi. Și gheața plutește, motiv pentru care corpurile de apă de obicei nu îngheață, ci sunt doar acoperite cu un strat de gheață.

Coeficientul de temperatură al expansiunii volumetrice a gheții și a apei lichide este negativ la temperaturi sub - 2100 C și, respectiv, + 3,980 C.

Capacitatea termică a apei

Capacitatea termică în timpul topirii aproape se dublează și în intervalul de la 00 C la 1000 C este aproape independentă de temperatură

Punctele de topire și de fierbere ale apei în comparație cu alți compuși de hidrogen ai elementelor din subgrupul principal al grupului YI al tabelului periodic

Apa are puncte de topire și fierbere anormal de ridicate în comparație cu alți compuși cu hidrogen ai elementelor din subgrupul principal al grupului VI al tabelului periodic.

Diagrama stării apei

Diagrama de stare (sau diagrama de fază) este imagine grafică dependențe între mărimile care caracterizează starea sistemului și transformările de fază în sistem (trecerea de la o stare solidă la o stare lichidă, de la o stare lichidă la o stare gazoasă etc.). Diagramele de stare sunt utilizate pe scară largă în chimie. Pentru sistemele cu o singură componentă, diagramele de stare sunt de obicei utilizate care arată dependența transformări de fază pe temperatură și presiune; se numesc diagrame de stare P-T.

Figura prezintă într-o formă schematică (fără aderarea strictă la scară) o diagramă a stării apei. Orice punct din diagramă corespunde anumitor valori ale temperaturii și presiunii.

Diagrama arată acele stări ale apei care sunt stabile termodinamic la anumite temperaturi și presiuni. Este format din trei curbe care delimitează toate temperaturile și presiunile posibile în trei regiuni corespunzătoare gheții, lichidului și vaporilor.

Să luăm în considerare fiecare dintre curbe mai detaliat. Să începem cu curba OA (Fig. 3), care separă regiunea de vapori de regiunea de stare lichidă. Imaginează-ți un cilindru din care se scoate aerul, după care se introduce în el o anumită cantitate de apă pură, fără substanțe dizolvate, inclusiv gaze; cilindrul este echipat cu un piston, care este fixat într-o anumită poziție. După ceva timp, o parte din apă se va evapora și aburul saturat va fi deasupra suprafeței sale. Puteți măsura presiunea acestuia și vă asigurați că nu se modifică în timp și nu depinde de poziția pistonului. Dacă creșteți temperatura întregului sistem și măsurați din nou presiunea abur saturat, rezultă că a crescut. Prin repetarea acestor măsurători la diverse temperaturi, aflăm dependența presiunii vaporilor de apă saturați de temperatură. Curba OA este un grafic al acestei dependențe: punctele curbei arată acele perechi de valori de temperatură și presiune la care apa lichidă și vaporii de apă sunt în echilibru între ele - coexistă. Curba OA se numește curba de echilibru lichid-vapori sau curba de fierbere. Tabelul prezintă valorile presiunii vaporilor de apă saturați la mai multe temperaturi.

fig.3(sus)

Să încercăm să realizăm în cilindru o presiune diferită de cea de echilibru, de exemplu, mai mică decât presiunea de echilibru. Pentru a face acest lucru, eliberați pistonul și ridicați-l. În primul moment, presiunea din cilindru va scădea într-adevăr, dar în curând echilibrul va fi restabilit: o cantitate suplimentară de apă se va evapora și presiunea va atinge din nou valoarea de echilibru. Numai când toată apa s-a evaporat se poate realiza o presiune mai mică decât echilibrul. De aici rezultă că regiunea de vapori corespunde punctelor situate pe diagrama de fază de mai jos sau în dreapta curbei OA. Dacă încercați să creați o presiune care depășește echilibrul, atunci acest lucru se poate realiza doar coborând pistonul la suprafața apei. Cu alte cuvinte, punctele diagramei situate deasupra sau la stânga curbei OA corespund regiunii stării lichide.

Cât timp se extind spre stânga regiunile stării lichide și vaporoase? Să conturăm un punct în ambele zone și ne vom deplasa de la ele orizontal la stânga. Această mișcare a punctelor de pe diagramă corespunde răcirii unui lichid sau vapori la presiune constantă. Se știe că, dacă răciți apa la presiunea atmosferică normală, atunci când ajunge la 0 ° C, apa va începe să înghețe. Efectuând experimente similare la alte presiuni, ajungem la curba OS care separă regiunea apei lichide de regiunea gheții. Această curbă este curba de echilibru stare solidă- lichid, sau curba de topire, - arată acele perechi de valori de temperatură și presiune la care gheața și apa lichidă sunt în echilibru.

Deplasându-ne orizontal spre stânga în zona de vapori (în partea de jos a diagramei), vom ajunge în mod similar la curba 0V. Aceasta este curba de echilibru în stare solidă a vaporilor sau curba de sublimare. Ea corespunde acelor perechi de valori de temperatură și presiune la care gheața și vaporii de apă sunt în echilibru.

Toate cele trei curbe se intersectează în punctul O. Coordonatele acestui punct sunt singura pereche de valori de temperatură și presiune. la care toate cele trei faze pot fi în echilibru: gheață, apă lichidă și abur. Se numește punct triplu.

Curba de topire a fost studiată până la presiuni foarte mari.În această regiune au fost găsite mai multe modificări ale gheții (neprezentate în diagramă).

În dreapta, curba de fierbere se termină la punct critic. La temperatura corespunzătoare acestui punct, temperatura critică, cantitățile care caracterizează proprietăți fizice lichid și vapori devin la fel, astfel încât distincția dintre lichid și vapori dispare.

Existența unei temperaturi critice a fost stabilită în 1860 de către D. I. Mendeleev, studiind proprietățile lichidelor. El a arătat că la temperaturi peste cea critică, o substanță nu poate fi în stare lichidă. În 1869, Andrews, studiind proprietățile gazelor, a ajuns la o concluzie similară.

Temperatura şi presiunea critică pentru diverse substanțe diferit. Deci, pentru hidrogen = -239,9 °N, = 1,30 MPa, pentru clor = 144 ° C, = 7,71 MPa, pentru apă = 374,2 ° C, = 22,12 MPa.

Una dintre caracteristicile apei care o deosebește de alte substanțe este scăderea punctului de topire al gheții odată cu creșterea presiunii. Această împrejurare este reflectată în diagramă. Curba de topire OC de pe diagrama de stare a apei merge în sus la stânga, în timp ce pentru aproape toate celelalte substanțe merge în sus la dreapta.

Transformările care se produc cu apa la presiunea atmosferică sunt reflectate în diagramă prin puncte sau segmente situate pe orizontală corespunzător la 101,3 kPa (760 mm Hg). Deci, topirea gheții sau cristalizarea apei corespunde punctului D, fierberea apei corespunde punctului E, încălzirea sau răcirea apei corespunde segmentului DE etc.

Diagramele de stare au fost studiate pentru o serie de substanțe de importanță științifică sau practică. În principiu, ele sunt similare cu diagrama considerată a stării apei. Cu toate acestea, diagramele de stare ale diferitelor substanțe pot avea caracteristici. Astfel, substanțele sunt cunoscute punct triplu care se află la o presiune mai mare decât presiunea atmosferică. În acest caz, încălzirea cristalelor la presiunea atmosferică nu duce la topirea acestei substanțe, ci la sublimarea acesteia - transformarea fazei solide direct în una gazoasă.

Apa grea

În timpul electrolizei apei obișnuite, care conține, alături de moleculele de H2O, și o cantitate nesemnificativă de molecule de DO formate de izotopul greu al hidrogenului, moleculele de H2O sunt predominant descompuse.De aceea, în timpul electrolizei pe termen lung a apei, reziduul este treptat. îmbogățit în molecule DO.Din un astfel de reziduu după repetarea repetată a electrolizei în 1933 Pentru prima dată a fost posibilă izolarea unei cantități mici de apă constând aproape 100% din molecule D O și numită apă grea.

După proprietățile sale, apa grea diferă semnificativ de apa obișnuită (tabel). Reacțiile cu apa grea decurg mai lent decât cu apa obișnuită. Apa grea este folosită ca moderator de neutroni în reactoarele nucleare.

Compoziție izotopică

Există nouă soiuri izotopice stabile de apă. Conținutul lor mediu în apă dulce este după cum urmează:

1H216O - 99,73%, 1H218O - 0,2%,

1H217O - 0,04%, 1H2H16O - 0,03%. Celelalte cinci specii izotopice sunt prezente în apă în cantități neglijabile.

„Nu există nimic mai moale și mai slab decât apa, dar nimic mai bun pentru a lucra din greu și mai puternic.”

Acest paradox a fost formulat de înțeleptul chinez Lao Tzu în textul antic Tao-Te-King, sau Scriptura despre moralitate. Într-adevăr, capacitatea apei de a spăla, calma și hrăni contrastează cu puterea de neoprit, așa cum este exemplificat de Cascada Niagara, Marele Canion (săpat de-a lungul secolelor de râul Colorado) și tsunami.

La fel de paradoxal, apa este atât de familiară – reprezintă aproximativ două treimi din corpul nostru și acoperă trei sferturi din planetă – și este absolut misterioasă. Deși crezi că o cunoști foarte bine, mulți proprietățile apei vei fi foarte surprins. Și unele dintre ele sunt atât de ciudate încât încă nu sunt pe deplin înțelese de știință.

Cursa de coborâre

O persoană logică va presupune că apa fierbinte va dura mai mult să se răcească la 0 grade Celsius și să înghețe decât apa rece. Dar lucrul ciudat este că acest lucru nu este întotdeauna adevărat. În 1963, un student din Tanzania pe nume Erasto Mpemba a observat asta în realitate apa fierbinteîngheață mai repede decât apa rece atunci când două corpuri de apă sunt expuse la aceleași condiții sub zero.

Și nimeni nu știe de ce.

Singura presupunere este că efectul Mpemba rezultă dintr-un proces de circulație a căldurii numit convecție. În recipient, apa caldă se ridică, înlocuind apa rece și creând un „top izolat”. Oamenii de știință speculează că convecția poate accelera într-un fel procesul de răcire, permițând apei mai calde să înghețe mai repede decât apa rece, indiferent de cât de mult mercur trebuie să călătorească pentru a ajunge la punctul de îngheț.

substanță alunecoasă

un secol si jumatate cercetare științifică niciodată nu a răspuns de ce poți cădea pe gheață. Oamenii de știință sunt de acord că un strat subțire de apă lichidă deasupra gheață solidă devine cauza alunecării, iar mobilitatea lichidului face dificilă mișcarea, chiar dacă anii sunt subțiri. Dar nu există un consens cu privire la motivul pentru care gheață, spre deosebire de majoritatea solide are un astfel de strat.

Teoreticienii sugerează că procesul de alunecare, adică contactul cu gheața, face ca suprafața acesteia să se topească. Alții cred că stratul lichid există chiar înainte de apariția obiectului de alunecare și că se formează datorită mișcării interne a moleculelor de suprafață.

Fără îndoială, îl cauți pe vinovat, întins pe spate și clocotind de furie, dar, din păcate, încă nu a fost găsit.

Aquanaut

Pe Pământ, apa clocotită creează mii de bule mici de abur. În spațiu, se creează o bulă gigantică oscilantă.

Dinamica fluidelor este atât de complexă încât fizicienii nu și-au putut imagina ce s-ar întâmpla cu apa fierbinte în greutate zero până când nu a fost efectuat un experiment la bord în 1992. nava spatiala. După aceea, fizicienii au decis că forma simplificată de fierbere în spațiu este în mod evident asociată cu absența convecției și forta de ridicare Ambele fenomene sunt gravitatie. Pe Pământ, aceste efecte provoacă barbotarea pe care o vedem într-un ceainic.

lichid plutitor

Când o picătură de apă lovește o suprafață mult mai fierbinte decât punctul de fierbere, ea poate pluti la suprafață mult mai mult decât v-ați aștepta. Acesta este efectul Leidenfrost și vine din faptul că atunci când stratul inferior al picăturii se evaporă, molecule gazoase apa din acest strat nu are încotro, iar prezența lor izolează restul picăturii și o împiedică să atingă suprafața fierbinte. Astfel, picătura există câteva secunde înainte de a se evapora complet.

Cochilie extraordinară

Uneori, apa pare să sfideze legile fizicii, reținându-se să nu se dezintegreze, chiar dacă gravitația sau chiar presiunea obiectelor grele încearcă să o rupă.

Este tensiunea superficială, proprietatea care face ca stratul exterior al unui corp de apă (și al altor lichide) să se comporte ca o înveliș flexibil. Tensiune de suprafata apare din cauza faptului că moleculele de apă sunt slab legate între ele. Datorită acestui fapt, moleculele de suprafață experimentează efort intern din moleculele de sub ele. Apa va rămâne intactă până când forța care o rupe învinge forța acestor legături slabe și sparge suprafața.

De exemplu, în fotografia de mai sus, o agrafă se sprijină pe suprafața apei. Deși metalul este mai dens decât apa și, prin urmare, trebuie să se scufunde, tensiunea superficială împiedică agraful să spargă suprafața apei.

zăpadă clocotită

Când există o diferență uriașă de temperatură între apă și aerul exterior, apare un efect uimitor - să zicem, dacă turnați o oală cu apă clocotită (100 de grade Celsius) în aer la o temperatură de minus 34 de grade Celsius, atunci fierberea apa se va transforma instantaneu în zăpadă și se va împrăștia.

Explicație: Aerul extrem de rece este foarte dens, distanța dintre moleculele sale este atât de mică încât nu mai rămâne suficient spațiu pentru transportul vaporilor de apă. Apa clocotită, pe de o parte, emite abur foarte activ. Când este aruncat în aer, se descompune în picături, ceea ce creează și mai mult spațiu pentru ca vaporii să se răspândească. Aceasta prezintă o problemă. emise mai mult abur decât poate reține aerul și astfel se răspândește, atașându-se de particule microscopice din aer, cum ar fi sifonul sau calciul, și formând cristale. Așa se formează fulgii de zăpadă.

Spațiu gol

Deși starea solidă a aproape orice substanță este mai densă decât starea lichidă, deoarece atomii din solide sunt de obicei strâns împachetate, acest lucru nu este valabil pentru H2O. Când apa îngheață, volumul acesteia crește cu aproape 8%. Aceasta este o proprietate ciudată care permite cuburilor de gheață și chiar aisbergurilor uriașe să plutească.

Când apa se răcește până la punctul de îngheț, există mai puțină energie pentru ca moleculele să se lipească între ele și, prin urmare, pot forma legături de hidrogen mai puternice cu vecinii lor și se pot fixa treptat. Același proces face ca toate lichidele să se solidifice. Și, ca și în alte solide, legăturile dintre moleculele de gheață sunt într-adevăr mai scurte și mai puternice decât în ​​apa lichidă; diferența este că structura hexagonală cristale de gheață lasă mult spațiu gol, făcând gheața în general mai puțin densă decât apa.

Volumul în exces poate fi văzut uneori sub formă de creste deasupra cuburilor de gheață din congelator. Aceste proeminențe sunt alcătuite din excesul de apă stoarsă din cub prin înghețarea (și extinderea) gheții. Într-un recipient, apa îngheață din lateral și de jos spre centru și sus, iar gheața se extinde spre centru.

Nu mai este altul ca el

După cum se spune, nu există doi fulgi de zăpadă la fel. Într-adevăr, de-a lungul istoriei explorării zăpezii, fiecare structură frumoasă a fost absolut unică. Și iată de ce: un fulg de nea se naște sub forma unei prisme hexagonale simple. Pe măsură ce cade, ea întâlnește condiții care nu se repetă care își schimbă forma, inclusiv temperaturi diferite, nivelurile de umiditate și Presiunea atmosferică. Acești factori variabili sunt suficienți pentru a se asigura că formarea cristalelor nu are loc niciodată de două ori în același model.

Și ceea ce este cel mai interesant la fulgii de zăpadă este că toate cele șase ramuri ale lor cresc în sincronie perfectă, creând simetrie hexagonală, deoarece fiecare ramură experimentează aceleași condiții ca toate celelalte.

De unde este ea?

Originea exactă a apei de pe planeta noastră, care acoperă aproximativ 70% din suprafață, este încă un mister pentru oamenii de știință. Ei bănuiesc că orice apă care s-a acumulat pe suprafața planetei în timpul formării sale peste 4,5 miliarde de ani s-ar fi evaporat din cauza căldurii intense a tânărului Soare. Asta înseamnă că apa pe care o avem acum trebuie să fi venit mai târziu.

Cum? În timpul unei perioade numită Bombardamentul Greu Târziu, cu aproximativ 4 miliarde de ani în urmă, obiecte masive, posibil din alte sisteme, au căzut pe Pământ și pe planete. sistem solar. Este posibil ca astfel de obiecte să fi fost umplute cu apă, iar aceste ciocniri ar putea livra cantități uriașe din această substanță planetei noastre.

Cometele - aglomerări de gheață și rocă cu cozi de gheață în evaporare, care orbitează Soarele pe orbite lungi - ar putea foarte bine să fie rămășițele a ceea ce a căzut pe planetă. Cu toate acestea, există o problemă: studiile la distanță ale apei care se evaporă din mai multe comete mari au arătat că acestea sunt compuse din apă de un alt tip de H2O (conținând un izotop mai greu de hidrogen) decât cel al Pământului, prin urmare astfel de comete nu pot fi sursa de toată apa noastră minunată.

Proprietățile fizice anormale ale apei sunt atât de cotidiene și naturale încât, de obicei, nici măcar nu bănuim de existența lor, uitând complet că aceste proprietăți sunt un dar de la natură pentru toată viața de pe Pământ.

S-au scris multe despre apă. Scrieți oameni de știință de diferite specialități - fizicieni, chimiști, geologi, biologi, astronomi. Există chiar și o anumită tradiție în a scrie statui despre apă pentru a începe povestea cu o descriere a proprietăților neobișnuite, anormale ale acestui lichid.

Punctul de topire și de fierbere al apei

Cea mai surprinzătoare și mai fericită proprietate a apei pentru natura vie este capacitatea sa de a fi lichid în condiții „normale”. Moleculele de compuși foarte asemănătoare cu apa (de exemplu, moleculele H 2 S sau H 2 Se) sunt mult mai grele, dar formează un gaz în aceleași condiții. Astfel, apa pare să contrazică legile tabelului periodic, care, după cum știți, prezice când, unde și ce proprietăți ale substanțelor vor fi apropiate.

În cazul nostru, din tabel rezultă că proprietățile compuși cu hidrogen elementele (numite hidruri) situate în aceleași coloane verticale ar trebui să se modifice monoton odată cu creșterea masei atomilor. Oxigenul este un element din grupa a șasea din acest tabel. În aceeași grupă se află sulful S (cu o greutate atomică de 32), seleniul Se (cu o greutate atomică de 79), telurul Te ​​(cu o greutate atomică de 128) și poloniu Po ​​(cu o greutate atomică de 209). În consecință, proprietățile hidrurilor acestor elemente ar trebui să se schimbe monoton la trecerea de la elemente grele la elemente mai ușoare, adică. în succesiunea H 2 Po → H 2 Te → H 2 Se → H 2 S → H 2 O. Ceea ce se întâmplă, dar numai cu primele patru hidruri. De exemplu, punctele de fierbere și de topire cresc pe măsură ce greutatea atomică a elementelor crește. În figură, crucile marchează punctele de fierbere ale acestor hidruri, iar cercurile marchează punctele de topire.

Pe măsură ce greutatea atomică scade, temperaturile scad într-un mod perfect liniar. Regiunea de existență a fazei lichide a hidrurilor devine din ce în ce mai „rece”, iar dacă hidrura de oxigen H 2 O ar fi un compus normal, similar cu vecinii săi din al șaselea grup, atunci apa lichidă ar exista în intervalul de la - 80 ° C până la -95 ° C. La temperaturi mai ridicate, H 2 O ar fi întotdeauna un gaz. Din fericire pentru noi și pentru toată viața de pe Pământ, apa este anormală, nu recunoaște un model periodic, ci își urmează propriile legi.

Acest lucru se explică destul de simplu - majoritatea moleculelor de apă sunt conectate prin legături de hidrogen. Aceste legături sunt cele care disting apa de hidrurile lichide H 2 S, H 2 Se și H 2 Te. Dacă nu ar fi, atunci apa ar fierbe deja la minus 95 ° C. Energia legăturilor de hidrogen este destul de mare și pot fi rupte doar la o temperatură mult mai mare. Chiar și în stare gazoasă număr mare Moleculele de H 2 O își păstrează legăturile de hidrogen, unindu-se în dimeri (H 2 O) 2 . Legăturile de hidrogen complet dispar numai la o temperatură a vaporilor de apă de 600 °C.

Amintiți-vă că fierberea constă în faptul că în interiorul unui lichid care fierbe se formează bule de vapori. La presiune normală, apa pură fierbe la 100 "C. Dacă căldura este furnizată prin suprafața liberă, procesul de evaporare a suprafeței va fi accelerat, dar evaporarea volumetrică caracteristică fierberii nu are loc. Fierberea poate fi efectuată și prin scăderea nivelului extern. presiune, deoarece în acest caz presiunea vaporilor egală cu presiunea exterioară se realizează la o temperatură mai scăzută. În partea de sus este foarte munte înalt presiunea și, în consecință, punctul de fierbere sunt atât de scăzute încât apa devine nepotrivită pentru gătirea alimentelor - temperatura necesară a apei nu este atinsă. Cu o presiune suficient de mare, apa poate fi încălzită suficient pentru a topi plumbul (327°C) și încă să nu fiarbă.

Pe lângă punctele de fierbere super-mari de topire (și ultimul proces necesită prea multă căldură de fuziune pentru un lichid atât de simplu), chiar domeniul de existență a apei este anormal - o sută de grade prin care aceste temperaturi diferă - un interval destul de mare pentru un lichid cu greutate moleculară atât de mică precum apa. Limitele valorilor admisibile ale hipotermiei și supraîncălzirii apei sunt neobișnuit de mari - cu încălzire sau răcire atentă, apa rămâne lichidă de la -40 ° C la +200 ° C. Aceasta extinde intervalul de temperatură în care apa poate rămâne lichidă la 240 °C.

Când gheața este încălzită, temperatura acesteia crește mai întâi, dar din momentul în care se formează amestecul de apă și gheață, temperatura va rămâne neschimbată până când toată gheața se va topi. Acest lucru se explică prin faptul că căldura furnizată gheții care se topește este cheltuită în primul rând numai pentru distrugerea cristalelor. Temperatura gheții de topire rămâne neschimbată până când toate cristalele sunt distruse (vezi căldura latentă de fuziune).

Densitatea apei și a gheții

Vital pentru întreaga biosferă este capacitatea apei de a scădea mai degrabă decât de a-și crește densitatea atunci când îngheață (cum se întâmplă cu aproape toate celelalte substanțe). Bismutul se comportă ca apa în acest sens, dar este una dintre excepțiile extrem de rare de la regula generala. G. Galileo a fost primul care a acordat atenție acestei proprietăți neobișnuite a apei. Într-adevăr, în timpul tranziției unui lichid la starea solidă, moleculele unei substanțe ar trebui să pară a fi situate mai aproape, iar substanța în sine ar trebui să devină mai densă. În mod normal lucrurile se comportă așa. Dar apa este o excepție. Dacă luați apă obișnuită și, răcind-o treptat, urmăriți modificarea densității, veți observa că la început va avea loc un proces complet normal și natural - apa devine din ce în ce mai densă pe măsură ce se răcește și nu vom vedea nicio abatere. de la norma pana cand apa se raceste la 4°C. Sub această temperatură, în ciuda idei generale apa devine brusc mai ușoară, iar când îngheață devine și mai ușoară și formează gheață care plutește la suprafața apei. Înghețând, apa se dilată cu 9% în raport cu volumul anterior. Această expansiune poate fi fatală pentru alimentarea cu apă în cazul unor înghețuri neașteptate. Înghețarea apei în țevi le va rupe.

După cum se știe, această caracteristică a apei este cea care protejează lacurile și iazurile de înghețul continuu în iernile severe și, prin urmare, salvează viața în aceste rezervoare. Aerul de toamnă răcește straturile de suprafață ale lacului, acestea devin mai grele și se scufundă în fund. Lacul se răcește. Dar acest proces continuă doar până când temperatura apei atinge 4 °C. Dacă acum straturile de suprafață devin și mai reci, atunci nu se mai scufundă în fund, deoarece densitatea acestor straturi este mai mică decât densitatea apei adânci, unde se menține o temperatură de 4 ° C. Diferențele de densitate nu sunt mari - aceste diferențe apar doar la a patra zecimală - dar aceste diferențe sunt destul de suficiente pentru ca apa cu o temperatură apropiată de 0 ° C să nu poată pătrunde în adâncurile lacului. Proces de răcire straturi de suprafață va merge mai repede acum și în curând suprafața de plumb a lacului va fi acoperită cu prima gheață fragilă. Gheața este un conducător slab al căldurii, va ascunde în mod fiabil viața lacului de înghețurile teribile de iarnă. Această circulație explică de ce gheața se formează mai devreme în părțile mai puțin adânci ale lacului și mai deasă mai târziu.

Diferența de temperatură a straturilor superioare și inferioare de apă este utilizată atunci când dragele funcționează în condiții de iarnă. Cu ajutorul pompelor din partea mai adâncă a rezervorului, apa este pompată în straturile de suprafață, ceea ce împiedică formarea gheții în unitatea de operare.

Dar apa de mare(care, după cum știți, este o saramură, din care fiecare litru conține aproximativ 35 de grame de săruri) se comportă complet diferit când este răcită: cea mai mare densitate se observă la temperaturi mai scăzute decât apa dulce și anume la -3,5 ° C. Dar apa de mare îngheață la -1,9 ° C, adică. se transformă în gheață înainte de a atinge densitatea maximă.

Dacă, în timpul topirii gheții, volumul lichidului obținut este mai mic decât volumul gheții luate, atunci se poate presupune că trecerea gheții în stare lichida va fi uşurată dacă gheaţa este supusă presiunii, adică. apropiind cristalele. De fapt, dacă se aplică o presiune mare pe gheață, punctul ei de topire scade. Deci, sub o presiune de 2045 atm (pe 1 cm 2), gheața se va topi la o temperatură de -22 ° C. O creștere suplimentară a presiunii nu mai reduce punctul de topire, deoarece se formează noi forme de gheață cu proprietăți noi. Capacitatea gheții de a se topi la o temperatură mai scăzută presiune mare mai explică faptul că în ghețari, a căror grosime este enormă, topirea la bază începe mai devreme decât la suprafață.

capacitatea termică a apei

Cantitatea de căldură necesară pentru a încălzi 1 g de apă cu 1° este suficientă pentru a încălzi 9,25 g de fier, 10,3 g de cupru cu 1°. Capacitatea de căldură anormal de mare a apei transformă mările și oceanele într-un termostat gigant, atenuând fluctuațiile zilnice ale temperaturii aerului. Mai mult, nu numai mase mari de apă, precum mările, sunt modalități de a netezi aceste fluctuații, ci și vaporii de apă obișnuiți ai atmosferei. Fluctuațiile bruște diurne ale temperaturii în regiunile marilor deșerturi sunt asociate cu absența vaporilor de apă în aer. Aerul uscat al deșertului este aproape lipsit de vapori de apă, ceea ce ar putea împiedica răcirea rapidă nocturnă a nisipului care s-a încălzit în timpul zilei, astfel încât temperatura aerului nu poate depăși 5 ° C.

Capacitatea termică a apei explică fenomenul de încălzire diferită a apei și a pământului: deoarece capacitatea termică a rocilor solide care alcătuiesc suprafața pământului și capacitatea termică a apei diferă brusc, vor fi necesare cantități diferite de căldură pentru a încălzi apa și nisip la aceeași temperatură, astfel încât în ​​timpul zilei temperatura nisipului este mai mare decât a apei. Apa se răcește mai lent decât roca solidă, așa că nisipul este mai rece noaptea decât apa. După cum știți, aerul este încălzit nu direct de razele soarelui, ci prin transferul de căldură de la suprafața încălzită a pământului și a apei. LA ora de vara se creează o diferență semnificativă de temperatură între suprafața pământului și apă, datorită căreia aerul se mișcă în direcția determinată de diferența de temperatură dintre apele mărilor și oceanelor și pământul adiacent acestora.

Capacitatea termică a apei (1 cal), apropo, este de 2 ori mai mare decât capacitatea termică a gheții (0,5 cal), iar pentru toate celelalte substanțe, topirea nu are aproape niciun efect asupra acestei valori.

De ce această valoare arată o valoare atât de mare în cazul apei? Capacitatea termică specifică este cantitatea de căldură care trebuie transmisă unui gram de substanță pentru a-i crește temperatura cu un grad Celsius. În consecință, apa necesită o cantitate anormal de mare de căldură pentru încălzirea ei. Deoarece o creștere a temperaturii înseamnă o creștere a vitezei medii de mișcare a moleculelor, în limbaj molecular, capacitatea mare de căldură a apei înseamnă că moleculele acesteia sunt foarte inerte. A mari viteza medie Moleculele de H 2 O, din anumite motive, trebuie să transmită destul de multă energie, deși moleculele în sine sunt relativ mici în ceea ce privește scara moleculară. Totul se explică prin existența legăturilor de hidrogen. Deoarece majoritatea moleculelor sunt legate în complexe destul de mari, o moleculă de H2O „medie” separată își poate crește energie kineticăîntr-unul din două moduri. În primul rând, s-a eliberat de toate legăturile sale de hidrogen și poate începe să se miște independent. Și în al doilea rând, accelerarea întregului complex de molecule va duce, desigur, la o creștere a vitezei fiecărei molecule de H 2 O incluse în acest complex. Evident, ambele metode necesită costuri semnificative de energie, ceea ce duce la mare importanță căldura specifică apă.

· Căldura latentă apa de topire si evaporare

Dacă temperatura solidului a crescut până la punctul de topire sau dacă lichidul a atins punctul de fierbere, atunci se instalează o fază de tranziție, ca o pauză, în timpul căreia două faze (solid și lichid sau lichid și gazos) există simultan. În această perioadă de timp, care continuă până când corpul solid este complet lichefiat sau lichefiat în vapori, căldura absorbită nu provoacă nicio modificare a temperaturii corpului. Această căldură se numește căldură latentă, iar cantitatea ei variază de la substanță la substanță. Căldura latentă de fuziune, precum și evaporarea, este neobișnuit de mare în apă; această împrejurare este de mare importanţă pentru temperatura suprafeţei pământului. Cuvântul „ascuns” pe care îl folosim conține deja o oarecare aluzie la o lege fizică care trebuie subliniată: căldura absorbită de apă nu dispare nicăieri. După cum știți, una dintre legile de bază ale naturii este legea conservării și transformării energiei. În chiar vedere generala această lege este formulată după cum urmează: energia dintr-o formă trece în alta (de exemplu, energie termală se poate transforma în mecanic) fără a fi distrus; în sistem închis cantitatea totală de energie rămâne constantă. Această lege este confirmată și de cazul pe care l-am citat. Când spunem că apa are o capacitate termică excepțională, afirmăm pur și simplu că apa ca substanță poate stoca mai multă energie termică cu mai puțină mișcare a atomilor și a moleculelor (și asta este exact ceea ce se măsoară prin temperatură) decât orice altă substanță răspândită. Energia rămâne pe loc, în apă; se va elibera sub formă de căldură atunci când temperatura ambiantă scade; ca urmare, scăderea temperaturii nu va fi atât de accentuată. Când apa îngheață, eliberează aceeași cantitate de căldură pe care o absoarbe atunci când gheața se topește. Știm că este mai greu să suporti vremea caldă, dar umedă, cu o temperatură de aproximativ 30 °, decât vremea uscată și senină, cu și mai mult temperatura ridicata. Motivul pentru aceasta este dublu: în primul rând, transpirația noastră, evaporându-se, ne răcește, luând căldură de la suprafața pielii și din aerul din jur, dar nu se poate evapora în atmosfera unei zile umede saturate cu vapori de apă; în al doilea rând, atunci când vaporii de apă se condensează și se transformă în apă, se eliberează exact atâta căldură cât a fost cheltuită la evaporare.

Apa are cea mai mare căldură latentă de vaporizare și căldură latentă de fuziune din lumea mineralelor. Este nevoie de cinci ori și jumătate mai multă căldură pentru a fierbe apa dintr-un ibric decât pentru a o fierbe. Dacă nu ar fi această proprietate - chiar și în căldură să se evapore încet, multe lacuri și râuri s-ar usca până la fund vara. Este nevoie de multă căldură pentru a topi gheața. Căldura latentă de fuziune (cantitatea de căldură necesară pentru a topi 1 g de gheață la 0°C) este de 79,4 cal. Acesta este motivul pentru care topirea gheții de primăvară este lentă și ne salvează de inundații mari (deși nu întotdeauna).

Constanta dielectrica a apei

Principal caracteristica electrica a oricărui mediu - constanta dielectrică - în cazul apei demonstrează caracteristici neobișnuite pentru un lichid. În primul rând, este foarte mare, pentru câmpurile electrice statice este 81, în timp ce pentru majoritatea celorlalte substanțe nu depășește 10. Dacă orice substanță este expusă unui câmp electric alternativ, atunci constanta dielectrică va înceta să fie valoare constantă, dar depinde de frecvența câmpului aplicat, scăzând puternic pentru câmpurile de înaltă frecvență. Dar permisivitatea apei scade nu numai în câmpuri care variază în timp, ci și în spațiu. câmpuri variabile, adică apa este un mediu nepolarizabil local.

Mare importanță permisivitatea datorită particularităților moleculei de H 2 O. Valoarea mare a permisivității statice a apei ε = 81 se datorează faptului că apa este un lichid extrem de polar și, prin urmare, are un grad de libertate orientativ moale (adică rotația dipolilor moleculari). ). Fiecare moleculă de apă are un moment dipol semnificativ. În absența unui câmp electric, dipolii sunt orientați aleatoriu, iar câmpul electric total creat de ei este zero. Dacă apa este plasată într-un câmp electric, atunci dipolii vor începe să se reorienteze astfel încât să slăbească câmpul aplicat. O astfel de imagine se observă și în orice alt lichid polar, dar datorită valorii mari a momentului dipol al moleculelor de H 2 O, apa poate slăbi foarte puternic (de 80 de ori) câmpul extern. Așa reacționează apa la un câmp electric extern dacă câmpul aplicat este constant în timp și se modifică puțin (sau nu se schimbă deloc) în spațiul plin cu apă. În variabile câmpuri electrice constanta dielectrică a apei scade odată cu creșterea frecvenței câmpului aplicat, atingând o valoare de 4-5 pentru frecvențe mai mari de 10 12 Hz. În 1929, P. Debye a propus descrierea reacției apei la un câmp electric extern folosind permisivitatea complexă:

ε(ω) = ε ∞ + (ε ο - ε ∞)/(1 + i ω τ)

unde ω este frecvența câmpului electric extern, i este unitatea imaginară, τ este timpul caracteristic de relaxare, ε ∞ ≈ 4÷5 este permisivitatea apei la cea mai mare frecvență a câmpului extern.

Deși Debye a folosit un model destul de artificial al structurii apei în derivarea formulei sale, această expresie este în acord cu datele experimentale. După cum putem vedea, pe măsură ce frecvența câmpului extern crește, permittivitatea dielectrică scade brusc. Explicația moleculară a acestui fenomen este destul de simplă. Orice mișcare individuală a moleculei de H 2 O este puternic limitată de legăturile de hidrogen. În câmpurile electrice alternante, dipolii moleculari tind să urmeze câmpul în schimbare. La frecvențe joase, reușesc. Cu toate acestea, pe măsură ce frecvența crește, devine din ce în ce mai dificil de navigat. În cele din urmă, dipolii încetează să mai răspundă la câmpul extern. Permitivitatea este determinată acum doar de un mecanism rapid de redistribuire atomo-moleculară incarcare electrica, care este inerent tuturor substanțelor. Astfel de mecanisme funcționează în apă și în cazul câmpurilor constante, dar contribuția lor la valoarea totală constanta dielectrică este mică, doar 4-5 unități.

Tensiunea superficială a apei

Îi vezi manifestarea ori de câte ori vezi apa picurând încet dintr-un robinet. O peliculă de apă iese din robinet și începe să se întindă, ca o înveliș subțire de cauciuc, sub greutatea lichidului conținut în ea. Acest film, atașat la deschiderea robinetului, se prelungește treptat până când greutatea sa devine brusc prea mare. Pelicula, însă, nu se rupe, deoarece un tăietor s-ar rupe dacă ar fi supraîncărcat. În schimb, „alunecă” de pe coccisul robinetului și, de parcă ar cuprinde o cantitate mică de apă, formează o picătură care cădea liber. Fără îndoială, ați observat de mai multe ori că picăturile care cad capătă o formă aproape sferică. Dacă nu ar exista forțe externe, acestea ar fi strict sferice. Ceea ce observați este una dintre manifestările capacității neobișnuite a apei de a se „contracta”, de a se „autocompact” sau, cu alte cuvinte, a capacității ei de coeziune (coeziune). O picătură de apă care picura dintr-un robinet se micșorează într-o minge minusculă și o minge din toate posibilele corpuri geometrice are cea mai mică suprafață pentru un volum dat.

Datorită aderenței, la suprafața apei se formează tensiune, iar pentru a sparge suprafața apei este nevoie de forță fizicăși, în mod ciudat, destul de semnificativ. O suprafață de apă netulburată poate ține obiecte care sunt mult mai „grele” decât apa, cum ar fi un ac de oțel sau o lamă de ras, sau unele insecte care alunecă prin apă de parcă nu ar fi un lichid, ci un corp solid.

Dintre toate lichidele, cu excepția mercurului, apa are cea mai mare tensiune superficială.

În interiorul lichidului, atracția moleculelor unul față de celălalt este echilibrată. Dar nu la suprafață. Moleculele de apă care se află mai adânc trag în jos moleculele de sus. Prin urmare, o picătură de apă, așa cum ar fi, tinde să se micșoreze cât mai mult posibil. Este tras împreună de forțele de tensiune superficială.

Fizicienii au calculat exact ce greutate trebuie suspendată dintr-o coloană de apă de trei centimetri grosime pentru a o rupe. Greutatea va avea nevoie de una uriașă - mai mult de o sută de tone! Dar aici este momentul în care apa este excepțional de curată. Nu există o astfel de apă în natură. Întotdeauna există ceva în el. Lasă măcar puțin, dar substanțele străine rupe verigile din lanțul puternic de molecule de apă, iar forțele de coeziune dintre ele scad.

Dacă se aplică picături de mercur pe o placă de sticlă, iar picături de apă pe una cu parafină, atunci picăturile foarte mici vor avea forma unei mingi, în timp ce cele mai mari vor fi ușor aplatizate de gravitație.

Acest fenomen se explică prin faptul că între mercur și sticlă, precum și între parafină și apă, apar forțe atractive (adeziune) mai mici decât între molecule în sine (coeziune). Când apa intră în contact cu sticla curată, iar mercurul cu placa metalica observăm o distribuție aproape uniformă a ambelor substanțe pe plăci, deoarece forțele de atracție dintre moleculele de sticlă și apă, moleculele de metal și mercur sunt mai mari decât atracția dintre moleculele individuale de apă și mercur. Acest fenomen, când lichidul este distribuit uniform pe suprafață corp solid, se numește umezire. Aceasta înseamnă că apa udă sticla curată, dar nu udă parafina. Umiditatea într-un caz particular poate indica gradul de contaminare a suprafeței. De exemplu, pe o farfurie spălată curat (porțelan, faianță), apa se întinde într-un strat uniform, într-un balon spălat curat pereții sunt acoperiți uniform cu apă, dar dacă apa de la suprafață ia forma de picături, acest lucru indică faptul că suprafața vasului este acoperită cu un strat subțire de substanță care nu udă apa, cel mai adesea grăsime.

Exemple de structura apei:

1. Un cristal de apă distilată, neafectat.

2. Apa de izvor.

3. Gheață antarctică.

4. Așa arată un cristal de apă după ce ascult Pastorala lui Beethoven.

5. Un cristal format după ascultarea rockului heavy metal.

6. Cristalul după expunerea la cuvintele „Ești un prost” este foarte asemănător cu cristalul după expunerea la muzică „hard rock”.

7. Cuvântul „Înger”.

8. Cuvântul „Diavol”.

9. Apa a primit o solicitare „Fă-o”.

10. Apa a primit ordinul „Fă-o”.

11. Cuvintele „M-ai plictisit. Te voi ucide".

12. Apa primita radiatie electromagnetica dragoste si recunostinta

17. Cuvintele „Love and Gratitude” rostite în engleză.

18. Cuvintele „Iubire și recunoștință” rostite în japoneză.

19. Cuvintele „Iubire și recunoștință” rostite mai departe limba germana

Substante amfifile:

Toată lumea știe că peștii se simt confortabil doar în apă, iar majoritatea pisicilor tratează procedurile de apă cu o nemulțumire evidentă, dar animalele precum broasca sau tritonul sunt destul de capabile atât să înoate într-un râu sau o băltoacă, cât și să se miște liber pe pământ! Aceste animale sunt numite amfibieni sau amfibieni. Amfibienii lor, capabili să se dizolve atât în ​​hidrofil cât și hidrofob, moleculele compușilor amfifilici înșiși sunt asemănătoare unui mormoloc: sunt formați dintr-o coadă lungă de hidrocarbură (de obicei construită din mai mult de zece grupe CH 2 ), care asigură solubilitatea în medii nepolare. mediu și un cap polar, responsabil pentru proprietățile hidrofile. Astfel, compușii amfifilici „iubesc” simultan atât apa (adică sunt hidrofili), cât și solvenții nepolari (afișează proprietăți hidrofobe).

În funcție de tipul de grupare hidrofilă, se izolează compușii amfifili care poartă o grupă funcțională cationică sau anioică încărcată și compușii amfifilici cu o grupare funcțională neîncărcată. Marea majoritate a compușilor organici cunoscuți poartă mai mult de o grupare funcțională încărcată. Un exemplu de astfel de substanțe sunt compușii macromoleculari - proteine, lipoproteine, copolimeri bloc etc. Prezența unei structuri terțiare în moleculele proteice, care se formează ca urmare a interacțiunilor intramoleculare ale grupurilor funcționale (polare sau nepolare) între ele, demonstrează în sine natura amfifilă a acestor compuși.

Un alt exemplu de compuși amfifilici sunt majoritatea medicamentelor, ale căror molecule combină un set de anumite grupe funcționale necesare pentru legarea eficientă la receptorul țintă.

Rolul compușilor amfifilici în obținerea nanomaterialelor și a produselor nanotehnologice este greu de supraestimat. Compușii amfifili sunt adesea surfactanți. Moleculele lor se „auto-asambla” (auto-asambla) la diferite interfețe, formând pelicule subțiri de monostraturi auto-asamblate cu o grosime de o singură moleculă, formând sisteme „micelare”.

Compușii amfifili joacă rol deosebitîn natura vie. Nici un animal sau plantă nu poate exista fără ele! Din moleculele amfifile constă membrana celulară, care separă un organism viu de unul ostil. Mediul extern. Aceste molecule alcătuiesc organelele interne ale celulei, participă la procesul de diviziune a acesteia, sunt implicate în metabolismul cu mediu inconjurator. Moleculele amfifile servesc drept hrană pentru noi și se formează în corpul nostru, participă la reglarea internă și la ciclul acizilor biliari. Corpul nostru conține mai mult de 10% molecule amfifile. De aceea, agenții tensioactivi sintetici pot fi periculoși pentru organismele vii și, de exemplu, pot dizolva membrana celulară și pot duce la moartea acesteia.