Vizualizare sursă pentru „Apă (moleculă)”

{{Infocaseta Substanță
| culoare_fond = 
| nume = Apă
| imagine = Wasserstoffbrückenbindungen-Wasser.svg
| imagine2 = H2O_2D_labelled.svg
| imagine3 = Water_molecule_3D.svg
| altedenumiri = Oxidan <ref name="nametable" />
| smiles = O
| formulă = H<sub>2</sub>O
| masa/mol = 18,01528(33) g/mol
| CAS = 7732-18-5
| aparență = lichid incolor
| stare_agregare = [[lichid]]
| solubil = {{necesită citare|nu este solubil in nimic}}
| EUclasif = Neutru
| cation = [[Hidrogen]]
| anion = [[Oxigen]]
}}

:''Acest articol se concentrează asupra apei ca substanță chimică. Pentru studiul apei în general, vedeți articolul [[Apă]].''

'''Apa''' este un [[compus anorganic]] polar cu formula chimică H<sub>2</sub>O.

== Descriere ==
Molecula sa este formată prin combinarea a doi atomi de [[hidrogen]] și un atom de [[oxigen]], fiind astfel [[oxid]]ul hidrogenului și cea mai simplă hidrură de [[calcogen]]. Este de departe cel mai studiat compus chimic, astfel că unii biochimiști numesc apa ca fiind un „solvent universal”, pentru abilitatea sa de a dizolva multe substanțe.<ref>{{Greenwood&Earnshaw2nd|page=620}}</ref><ref>{{cite web| title =Water, the Universal Solvent| url = http://water.usgs.gov/edu/solvent.html| work = [[USGS]]}}</ref> Această proprietate îi dă apei posibilitatea să fie și „solventul lumii vii”.<ref>{{Cite book|title=Campbell Biology|last=Reece|first=Jane B.|date=31 October 2013|publisher=[[Pearson Education|Pearson]]|year=|isbn=9780321775658|edition=10|location=|publication-date=|page=48|pages=|via=|author 2=}}</ref> Este singura substanță comună care există sub toate cele trei forme de agregare în [[natură]]: solidă ([[gheață]]), lichidă ([[apă|apă lichidă]] ) și gazoasă ([[abur]]).<ref>{{Cite book|title=Campbell Biology|last=Reece|first=Jane B.|date=31 October 2013|publisher=[[Pearson Education|Pearson]]|year=|isbn=9780321775658|edition=10|location=|publication-date=|page=44|pages=|via=|author 2=}}</ref>

Moleculele de apă formează [[legătură de hidrogen|legături de hidrogen]] între ele, fiind puternic polare. Polaritatea moleculei de apă permite separarea în [[ion]]i și formarea de legături puternice cu alte substanțe polare, precum [[alcool]]ii și [[acid|acizii]], astfel dizolvându-le. Legăturile de hidrogen sunt motivul pentru multe proprietăți speciale ale apei, precum faptul că forma sa solidă este mai puțin [[densitate|densă]] decât forma sa lichidă, [[punct de fierbere|punctul de fierbere]] de 100&nbsp;°C este relativ mare pentru [[masă moleculară|masa sa moleculară]] mică, și [[Capacitate termică|capacitatea termică]], care este ridicată.

Apa este o substanță [[amfoter]]ă (numit și amfolit), ceea ce înseamnă că poate fi atât [[acid]], cât și [[bază (chimie)|bază]], adică produce ionii H<sup>+</sup> și HO<sup>-</sup> prin [[ionizare]] (proces denumit și ''autoprotoliză''). 

== Vȃrsta apei în univers ==
Cercetători de la University of Illinois at Urbana-Champaign (Illinois, USA) au descoperit recent (2021) molecule de apă în cele 2 galaxii cu numele SPT0311-58 (depistate în anul 2017) la 12,88 miliarde ani-lumină, deci la 780 milioane ani după [[Big Bang]] (ceea ce reprezintă abia 5% din vȃrsta curentă a universului)<ref>Sreevani Jarugula et al, „Molecular line observations in two dusty star-forming galaxies at z=6,9“, The Astrophysical Journal, 2021 (abstract)</ref>. Descoperirea a avut loc la Observatorul ALMA (Atacama Large Millimeter Array) din deșertul Atacama (Chile).

==Nomenclatură==
Denumirea acceptată de [[IUPAC]] pentru oxidul de hidrogen este ''apă'' sau ''oxidan'',<ref name="nametable">{{Cite book|url=http://old.iupac.org/publications/books/principles/principles_of_nomenclature.pdf|title=Principles of chemical nomenclature: a guide to IUPAC recommendations|last=Leigh|first=G. J.|date=1998|publisher=Blackwell Science Ltd, UK|year=|isbn=0-86542-685-6|location=|page=34|pages=|display-authors=etal|dead-url=no|via=|archiveurl=https://web.archive.org/web/20110726171925/http://old.iupac.org/publications/books/principles/principles_of_nomenclature.pdf|archivedate=2011-07-26}}</ref> sau echivalentele sale în alte limbi. Cea mai simplă denumire sistematică pentru apă este ''(mon)oxid de dihidrogen''. Termenul pentru apa ce prezintă in compozitia sa cantitati semnificante de ioni ai calciului este acela de apă dură, iar pentru apa ce conține izotopul deuteriu al hidrogenului o denumire acceptată este aceea de apă grea.

==Ionizarea apei==
<math>H-Cl + H-\begin{matrix}..\\O\\..\end{matrix}-H \longrightarrow \left [\begin{matrix} &..&\\:&Cl&:\\&..&\end{matrix}\right ]^-+\left [ H_3O\right ]^+</math>

<math>\begin{matrix} & & .. & & \\ H & - & N & - & H \\  & & | & & \\ & & H & & \end{matrix} + H\rightarrow \begin{matrix}..\\O\\..\end{matrix}\leftarrow H \longrightarrow \begin{bmatrix} & & H & & \\ & & | & & \\ H & - & N & - & H \\  & & | & & \\ & & H & & \end{bmatrix}^++HO^-</math>

Din reacțiile de mai sus, rezultă că apa poate funcționa și ca acid (în prima), și ca bază (în a doua). Asemenea substanțe, care se comportă ca acizi față de baze și ca baze față de acizi se numesc '''substanțe amfotere''' sau '''amfoliți'''. Deci apa este un amfolit.

Datorită acestei proprietăți, producerea reacției dintre două molecule de apă este posibilă, ea fiind reversibilă.

[[Fișier:Water ionization.png|Ionizarea apei]]

Reacția de mai sus se numește ''reacția de ionizare a apei'', pentru că moleculele se transformă în ioni. Deoarece este o [[reacție reversibilă]], avem constanta de echilibru:

<math>K_c=\frac {\left [HO^-\right]\cdot\left [ H_3O^+\right ]}{\left [H_2O\right ]^2}</math>

Apa este un [[acid]] și o [[bază (chimie)|bază]] foarte slabă, de aceea echilibrul reacției de ionizare este mult deplasat spre stânga. Cantitatea de apă are valoare mare și se poate introduce în K<sub>c</sub>, obținându-se astfel o constantă nouă, K<sub>w</sub>, care se numește ''produsul ionic al apei''.

<math>K_c\cdot\left [H_2O\right ]^2=K_w=\left [ HO^-\right ]\cdot\left [ H_3O^+\right]</math>

La o temperatură t=25&nbsp;°C, <math>K_w=ct=10^{-14}\left (mol/l\right )^2 \,</math>. În cazul apei distilate, <math>\left [H_3O^+\right ]=\left [HO^-\right ]=10^{-7}mol/l</math>.

În funcție de concetrațiile ionilor de hidroniu dintr-o soluție, ele se împart în:
* soluții acide, unde <math>\left [H_3O^+\right ]>\left [HO^-\right ] \Rightarrow \left [H_3O^+\right ]>10^{-7}</math>;
* soluții bazice, unde <math>\left [H_3O^+\right ]<\left [HO^-\right ] \Rightarrow \left [H_3O^+\right ]<10^{-7}</math>;
* soluții neutre, unde <math>\left [H_3O^+\right ]=\left [HO^-\right ] \Rightarrow \left [H_3O^+\right ]=10^{-7}</math>.

Există două mărimi cu ajutorul cărora se apreciază caracterul soluțiilor:

<math>P_H=-\lg \left [ H_3O^+\right ]</math>; <math>P_{OH}=-\lg \left [ HO^-\right ]</math>; <math>P_H+P_{OH}=14\,</math>.

==Bibliografie==
* V Vasilescu, ''Biofizică medicală'' Editura Didactică și Pedagogică 1977

==Referințe==
<references />

== Legături externe ==
* [http://www.lsbu.ac.uk/water/ Water Structure and Behaviour] A comprehensive and up-to-date NPOV resource maintained by Prof Martin Chaplin of South Bank University, UK
* {{en icon}} [http://www.dhmo.org/ A spoof site on the "dangers" of dihydrogen monoxide]
* {{en icon}} [http://www.siwi.org/ Stockholm International Water Institute] (SIWI)
* {{en icon}} [https://web.archive.org/web/20061118143926/http://www.btinternet.com/~martin.chaplin/explan.html Explanation of the anomalous properties of water]
* {{en icon}} [http://www.compchemwiki.org/index.php?title=Water Computational Chemistry Wiki] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20070927201533/http://www.compchemwiki.org/index.php?title=Water |date=2007-09-27 }}
* {{en icon}} [http://scifun.chem.wisc.edu/CHEMWEEK/PDF/Water.pdf Chemical of the Week] {{Webarchive|url=https://web.archive.org/web/20091127173827/http://scifun.chem.wisc.edu/chemweek/PDF/Water.pdf |date=2009-11-27 }}

{{Apă}}
{{Oxizi}}

[[Categorie:Compuși ai hidrogenului]]
[[Categorie:Apă| ]]
[[Categorie:Compuși ai oxigenului]]