Abbiamo visto alcune peculiarità dell'acqua, passiamo ora invece ad esaminare le caratteristiche dei suoi 3 stati fisici:
- stato solido (ghiaccio): in questo stato essa conserva la propria forma geometrica indipendentemente dalla forma del recipiente che la contiene. Il ghiaccio all'aumentare della temperatura o della pressione fonde, dando luogo all'acqua liquida.
In questo stato della materia, le molecole d'acqua, legate mediante i 4 legami idrogeno ad altrettante molecole d'acqua, costituiscono una struttura quasi cristallina caratterizzata dalla presenza di "tunnel esagonali" interni, questo conferisce al ghiaccio un volume maggiore rispetto all'acqua e quindi una minore densità, che è la causa della sua capacità di galleggiamnto in H2O e del motivo per cui comprimendo il ghiaccio si ottiene acqua liquida.. Quella dell'acqua, rappresenta un'eccezione rispetto agli altri solidi (in cui la forma solida coincide anche con la maggiore densità.
- stato liquido (acqua liquida): in questo stato, invece, essa assume la forma del recipiente che la contiene. Aumentando ulteriormente la temperatura oppure diminuendo la pressione abbiamo l'evaporazione e quindi la formazione di vapore acqueo. In questo caso non è ancora del tutto chiara la struttura.
Secondo una moderna teoria denominata dei "clusters" (letteralmente dei grappoli), l'acqua allo stato liquido sarebbe costituita da due fasi, una continua ed una discontinua, in equilibrio dinamico tra loro; vale a dire che continuamente si rompono legami idrogeno interni alla fase continua e se ne formano nuovi a livello della discontinua.
- stato gassoso (vapore): in questo stato, infine, l'acqua tende a riempire tutto il recipiente che la contiene, assumendone la forma. Se il ghiaccio rappresenta il polimero dalla struttura cristallina, il vapore rappresenta il monomero.
Ghiaccio e acqua differsicono quindi sostanzialmente nella distanza tra le molecole, ossia nella lunghezza dei legami idrogeno (maggiore per il ghiaccio).
Fatte queste premesse, elencheremo qui di seguito alcune proprietà fondamentali correlabili alla forte interazione tra molecole vicine dovute ai legami idrogeno:
- l'acqua possiede elevato calore latente di evaporazione, perciò necessita di una notevole somministrazione di calore sia per scaldarsi sia per evaporare con minime variazioni di temperatura.
- a pressione atmosferica a livello del mare (circa 1atm, che corrisponde ad approssimativamente 105Pa) possiede elevato punto di fusione (0°C) e di ebollizione (100°C).
Le proprietà collegative dipendono tutte dal fatto che l'acqua pura se addzionata di soluti, cambia la sua struttura e le sue proprietà caratteristiche. Esse trovano importanti applicazioni nella vita di tutti i giorni, oltre ovviamente all'industria alimentare. Le trovate elencate di seguito:
1) tensione di vapore
2) innalzamento ebullioscopico
3) abbassamento crioscopico
4) pressione osmotica
Vi rimando al topic "Food Tech & Pack" per maggiori ragguagli.
A presto! Giulio
- stato solido (ghiaccio): in questo stato essa conserva la propria forma geometrica indipendentemente dalla forma del recipiente che la contiene. Il ghiaccio all'aumentare della temperatura o della pressione fonde, dando luogo all'acqua liquida.
In questo stato della materia, le molecole d'acqua, legate mediante i 4 legami idrogeno ad altrettante molecole d'acqua, costituiscono una struttura quasi cristallina caratterizzata dalla presenza di "tunnel esagonali" interni, questo conferisce al ghiaccio un volume maggiore rispetto all'acqua e quindi una minore densità, che è la causa della sua capacità di galleggiamnto in H2O e del motivo per cui comprimendo il ghiaccio si ottiene acqua liquida.. Quella dell'acqua, rappresenta un'eccezione rispetto agli altri solidi (in cui la forma solida coincide anche con la maggiore densità.
- stato liquido (acqua liquida): in questo stato, invece, essa assume la forma del recipiente che la contiene. Aumentando ulteriormente la temperatura oppure diminuendo la pressione abbiamo l'evaporazione e quindi la formazione di vapore acqueo. In questo caso non è ancora del tutto chiara la struttura.
Secondo una moderna teoria denominata dei "clusters" (letteralmente dei grappoli), l'acqua allo stato liquido sarebbe costituita da due fasi, una continua ed una discontinua, in equilibrio dinamico tra loro; vale a dire che continuamente si rompono legami idrogeno interni alla fase continua e se ne formano nuovi a livello della discontinua.
- stato gassoso (vapore): in questo stato, infine, l'acqua tende a riempire tutto il recipiente che la contiene, assumendone la forma. Se il ghiaccio rappresenta il polimero dalla struttura cristallina, il vapore rappresenta il monomero.
Ghiaccio e acqua differsicono quindi sostanzialmente nella distanza tra le molecole, ossia nella lunghezza dei legami idrogeno (maggiore per il ghiaccio).
Fatte queste premesse, elencheremo qui di seguito alcune proprietà fondamentali correlabili alla forte interazione tra molecole vicine dovute ai legami idrogeno:
- l'acqua possiede elevato calore latente di evaporazione, perciò necessita di una notevole somministrazione di calore sia per scaldarsi sia per evaporare con minime variazioni di temperatura.
- a pressione atmosferica a livello del mare (circa 1atm, che corrisponde ad approssimativamente 105Pa) possiede elevato punto di fusione (0°C) e di ebollizione (100°C).
Le proprietà collegative dipendono tutte dal fatto che l'acqua pura se addzionata di soluti, cambia la sua struttura e le sue proprietà caratteristiche. Esse trovano importanti applicazioni nella vita di tutti i giorni, oltre ovviamente all'industria alimentare. Le trovate elencate di seguito:
1) tensione di vapore
2) innalzamento ebullioscopico
3) abbassamento crioscopico
4) pressione osmotica
Vi rimando al topic "Food Tech & Pack" per maggiori ragguagli.
A presto! Giulio