Água: Propriedades e Conceitos

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Fórmula molecular da água

H2O, composta por dois átomos de hidrogênio ligados covalentemente a um átomo de oxigênio.

Geometria molecular da água

Geometria angular, com um ângulo de ligação de aproximadamente 104,5 graus entre os hidrogênios.

Polaridade da molécula de água

Molécula polar, devido à diferença de eletronegatividade entre oxigênio e hidrogênio e à sua geometria.

Ligações de hidrogênio

Interações intermoleculares fortes entre o oxigênio de uma molécula e o hidrogênio de outra.

Capacidade de formar ligações de hidrogênio

Cada molécula de água pode estabelecer até quatro ligações de hidrogênio com moléculas vizinhas.

Solvente universal

Capacidade de dissolver uma enorme variedade de solutos iônicos e polares devido à sua alta polaridade.

Substâncias hidrofílicas

Substâncias polares ou iônicas que têm afinidade química e se dissolvem facilmente na água.

Substâncias hidrofóbicas

Substâncias apolares que repelem a água e não se dissolvem nela, como lipídios e óleos.

Coesão da água

Força atrativa que mantém as moléculas de água unidas entre si por meio de ligações de hidrogênio.

Adesão da água

Atração intermolecular entre as moléculas de água e outras superfícies polares ou carregadas.

Tensão superficial

Resistência da superfície da água à ruptura, causada pela forte atração coesiva entre moléculas superficiais.

Capilaridade

Movimento ascendente da água em tubos estreitos, resultante do equilíbrio entre coesão e adesão.

Calor específico da água

Quantidade elevada de calor necessária para elevar em 1 °C a temperatura de 1 g de água (1 cal/g°C).

Importância biológica do alto calor específico

Atua como moderador térmico, prevenindo variações bruscas de temperatura em organismos e no ambiente.

Calor latente de vaporização

Grande quantidade de energia necessária para converter água líquida em vapor sem mudar a temperatura.

Termorregulação por transpiração

Resfriamento corporal que ocorre quando a água do suor evapora, absorvendo calor da pele.

Calor latente de fusão

Energia necessária para transformar gelo em água líquida no ponto de fusão sem alterar a temperatura.

Ponto de fusão da água

0 °C ao nível do mar (pressão de 1 atmosfera), temperatura em que o gelo vira líquido.

Ponto de ebulição da água

100 °C ao nível do mar (pressão de 1 atmosfera), temperatura de passagem do líquido para vapor.

Comportamento anômalo da densidade

A água atinge sua densidade máxima a aproximadamente 4 °C no estado líquido, e não no sólido.

Densidade do gelo vs. água líquida

O gelo é menos denso que a água líquida porque sua rede cristalina mantém as moléculas mais afastadas.

Importância ecológica da flutuação do gelo

O gelo forma uma camada isolante na superfície de lagos e rios, mantendo a vida aquática submersa viável.

Estrutura cristalina do gelo

Rede hexagonal aberta e rígida sustentada por ligações de hidrogênio maximizadas e estáveis.

Autoionização da água

Reação de equilíbrio na qual duas moléculas de água formam íons hidrônio (H3O+) e hidróxido (OH-).

Constante de autoionização (Kw)

Produto iônico da água igual a 1,0 x 10^-14 a 25 °C ([H+][OH-]).

pH da água pura

pH igual a 7 a 25 °C, considerado neutro porque as concentrações de H+ e OH- são idênticas.

Comportamento anfotérico

Capacidade da água de atuar tanto como ácido de Brønsted (doando H+) quanto como base (aceitando H+).

Eletronegatividade do oxigênio

Valor alto (3,44) que atrai os elétrons compartilhados, gerando carga parcial negativa no oxigênio.

Carga parcial do hidrogênio

Carga parcial positiva resultante da atração mais fraca sobre os elétrons compartilhados da ligação.

Constante dielétrica da água

Elevada constante dielétrica que reduz as forças atrativas entre íons opostos, facilitando a dissolução.

Camada de hidratação

Agrupamento ordenado de moléculas de água em torno de íons dissolvidos, estabilizando a solução.

Eletrólise da água

Decomposição química da água em gases hidrogênio (H2) e oxigênio (O2) por corrente elétrica contínua.

Reações de hidrólise

Reações químicas em que ligações de uma molécula são rompidas com a incorporação de íons da água.

Síntese por desidratação

Reação química em que duas moléculas se unem covalentemente com a liberação de uma molécula de água.

Pressão de vapor da água

Pressão exercida pelo vapor d'água em equilíbrio termodinâmico com a fase condensada líquida.

Efeito da altitude na ebulição

Em maiores altitudes a menor pressão atmosférica faz a água ferver em temperaturas inferiores a 100 °C.

Ponto triplo da água

Condição de 0,01 °C e 611,65 Pa na qual coexistem em equilíbrio as fases sólida, líquida e gasosa.

Viscosidade da água

Resistência interna ao fluxo, relativamente baixa em temperatura ambiente devido à rápida troca de ligações H.

Incompressibilidade da água líquida

Dificuldade de alterar o volume da água sob pressão mecânica comum, fundamental para sustentação hidrostática.

Condutividade elétrica da água destilada

Extremamente baixa, pois a água pura contém pouquíssimos íons livres para conduzir corrente.

Condutividade da água comum

Alta, decorrente da presença de sais minerais e íons dissolvidos no meio aquoso.

Água dura

Água com alta concentração de íons divalentes dissolvidos, principalmente cálcio (Ca2+) e magnésio (Mg2+).

Água pesada

Água cujos átomos de hidrogênio comum são substituídos pelo isótopo deutério (D2O).

Massa molar da água

Aproximadamente 18,015 g/mol, calculada pela soma das massas de dois hidrogênios e um oxigênio.

Transparência óptica

Permite a passagem da luz solar através de corpos hídricos, tornando possível a fotossíntese aquática.

Potencial hídrico

Medida da energia livre da água que determina a direção do fluxo osmótico em sistemas biológicos.

Osmose

Difusão da água através de membrana semipermeável de uma região de menor para maior osmolaridade.

Pressão osmótica

Pressão necessária para impedir a passagem espontânea do solvente puro para dentro de uma solução.

Água de cristalização

Moléculas de água quimicamente retidas em proporção definida dentro da estrutura cristalina de um sólido.

Sublimação da água

Transição direta de fase do estado sólido (gelo) para o gasoso sem passar pelo estado líquido.