Contenu
- L'eau est cohésive et adhésive.
- L'eau maintient une température relativement constante.
- L'eau est un bon solvant
- L'eau se dilate quand il gèle
- L'eau a un pH neutre.
L'eau semble être la caractéristique environnementale la plus importante permettant l'existence et le maintien de la vie. Il existe des organismes sans lumière du soleil ni oxygène, mais aucun n'a encore été trouvé qui existe de manière totalement indépendante de l'eau. Même les cactus robustes dans les régions éloignées du désert ont besoin d’une certaine quantité d’eau pour survivre. Le secret de l'utilité de l'eau pour la vie réside dans sa caractéristique de liaison hydrogène, qui confère cinq propriétés importantes pour la création d'un environnement propice à la vie et à la prospérité.
L'eau est cohésive et adhésive.
Les molécules d'eau sont polaires. C'est-à-dire qu'une extrémité de la molécule est plus électronégative (charge négative) que l'autre extrémité (charge positive). Par conséquent, les extrémités opposées de différentes molécules d'eau sont attirées l'une par l'autre, tout comme les extrémités opposées des aimants. Les forces d'attraction entre les molécules d'eau sont appelées "liaisons hydrogène". La tendance des liaisons hydrogènes de l'eau la rend collante, dans la mesure où les molécules d'eau ont tendance à s'agglutiner (comme dans une flaque d'eau). C'est ce qu'on appelle la cohésion. En raison de cette propriété, l'eau a une tension superficielle élevée. Cela signifie qu'il faut un peu plus de force pour casser la surface de la flaque d'eau. L'eau est également adhésive, ce qui signifie qu'elle a tendance à coller à d'autres molécules que l'eau. En particulier, il collera aux substances hydrosolubles (hydrophiles), telles que les amidons ou la cellulose. Il n'adhère pas aux substances hydrophobes, telles que l'huile.
L'eau maintient une température relativement constante.
L'eau a une chaleur spécifique élevée, une chaleur de vaporisation élevée et une propriété de refroidissement par évaporation qui, ensemble, lui permet de maintenir une température constante. Les températures de l'eau peuvent changer, bien sûr, elles changent juste plus lentement que les températures d'autres substances. Chacune de ces propriétés est due à la propriété de liaison hydrogène de l'eau. La rupture et la formation des liaisons, qui seraient nécessaires pour modifier la température de l'eau (la température affecte la vitesse de déplacement des molécules), nécessite une quantité supplémentaire d'énergie (ou de chaleur).
Une chaleur spécifique élevée signifie que l'eau absorbe et retient la chaleur mieux que de nombreuses substances. C'est-à-dire qu'il faut plus d'énergie (chaleur) pour changer la température de l'eau. Une chaleur de vaporisation élevée signifie qu'il faut plus d'énergie (chaleur) pour transformer l'eau en gaz (vapeur) que de nombreuses autres substances. Le refroidissement par évaporation résulte des molécules d'eau qui s'échappent dans un état gazeux (dans une vapeur) entraînant de la chaleur, et donc hors de la flaque d'eau. En conséquence, la flaque d’eau aura tendance à ne pas augmenter beaucoup la température et à rester constante.
L'eau est un bon solvant
Parce que l'eau est polaire et que les liaisons hydrogène sont si faciles, d'autres molécules polaires s'y dissoudront facilement. N'oubliez pas que pour les molécules polaires, il existe une charge négative à une extrémité de la molécule, qui est attirée par la charge positive à l'autre extrémité des molécules, comme un aimant. Cette attraction forme des liaisons hydrogène. Les molécules polaires sont également connues sous le nom de molécules hydrophiles (qui aiment l'eau) ou solubles dans l'eau. Cependant, l'eau ne dissout pas bien les molécules non polaires ou hydrophobes (craignant l'eau). Les molécules hydrophobes comprennent les huiles et les graisses.
L'eau se dilate quand il gèle
Le nombre élevé de liaisons hydrogène existant dans l'eau liquide fait que les molécules d'eau sont plus éloignées que les molécules dans d'autres liquides (les liaisons occupent elles-mêmes de l'espace). Dans l'eau liquide, les liaisons sont constamment formées, brisées et reformées, de sorte que l'eau puisse s'écouler sans forme spécifique. Cependant, lorsque l'eau gèle, les liaisons ne peuvent plus être brisées, car il n'y a pas d'énergie thermique pour le faire. Par conséquent, les molécules d'eau forment un réseau plus expansif que l'eau sous forme liquide. Parce que l'eau gelée contient le même nombre de molécules mais est plus expansive, elle est moins dense que l'eau liquide. La glace moins dense (eau solide) va donc flotter sur l’eau liquide plus dense.
Un film de glace recouvrant une étendue d’eau sert d’isolant. En conséquence, l’eau liquide sous la glace sera protégée de l’air extérieur et sera moins susceptible de geler également. C'est une autre raison pour laquelle l'eau est capable de maintenir une température constante.
L'eau a un pH neutre.
L'eau peut se dissocier en ions hydrogène et hydroxyle. Le pH est une mesure relative de l'hydrogène en ions hydroxyle. Parce que l'eau contient un nombre à peu près égal d'ions hydrogène et hydroxyle, elle n'est ni acide ni basique, mais a un pH neutre de 7. Et, parce qu'elle contient à la fois des ions hydrogène et hydroxyle, elle peut fournir tout ce qui peut être nécessaire pour réguler le pH d'une réaction enzymatique qui se produit en sa présence. De ce fait, il s’agit d’un solvant polyvalent dans lequel des millions de réactions enzymatiques différentes ayant des exigences de pH différentes pourraient potentiellement se produire.