eau

Eau ou aqve (formule chimique H₂O, selon le nom traditionnel d'oxyde d'eau, nom systématique plus récent hydroxyde^[1]) est un composé chimique d'hydrogène et d'oxygène. C'est une condition fondamentale pour l'existence de la vie sur la Terre. À la température et pression normales, c'est une liquide incolore, transparente, sans odeur et sans goût. Elle se trouve dans la nature sous trois états physiques : solide (neige, glace), liquide (eau) et gazeux (vapeur d'eau).

C'est la substance la plus répandue à la surface de la Terre. C'est un composant essentiel de la biosphère et, avec le sol , a une importance primordiale pour l'alimentation de l'humanité. Elle constitue 70 % du corps humain et est indispensable pour les plantes et les animaux.

Elle est la composante fondamentale de la biomasse, le principal moyen de transport des nutriments, de leur absorption et d'élimination.
Pour les plantes , c'est non seulement la quantité totale d'eau pendant l'année qui est importante, mais aussi sa présence et sa répartition pendant la période végétative par rapport à leurs phases de croissance.
Pour de nombreux animaux, l'eau est directement leur milieu de vie.

Structure de l'eau

L'eau représente un composé chimique de deux atomes d'hydrogène (H) et d'un atome d'oxygène (O). Les atomes dans la molécule d'eau sont liés par une simple liaison covalente polaire . Les liaisons hydrogène intermoléculaires sont à l'origine, par exemple, de l'élévation de la température d'ébullition de l'eau à 100 °C.
L'eau se trouve dans la nature sous l'état gazeux, liquide et sous l'état solide.
Du fait de sa nature dipolaire, l'eau est un bon solvant pour les composés ioniques.

Types d'eau

Selon la teneur en sels minéraux dissous

Boisson - contient une faible quantité de sels minéraux dissous
Distillée – dépourvue de sels minéraux
Mouillante – contient peu de sels minéraux
Dure – provenant des sources souterraines, contient plus de sels minéraux
- Minérale – Selon la teneur en matières solides totales dissoutes (TDS), les eaux minérales naturelles se divisent en :
  - très faiblement minéralisées (avec une teneur en TDS de 0 à 50 mg/l)
  - faiblement minéralisées (avec une teneur en TDS de 50 à 500 mg/l)
  - moyennement minéralisées (avec une teneur en TDS de 500 à 1500 mg/l)
  - fortement minéralisées (avec une teneur en TDS de 1 500 à 5 000 mg/l)
  - très fortement minéralisées (avec une teneur en TDS de 5 000 à 15000 mg/l)
  - solutions salines (avec une teneur en TDS supérieure à 15000 mg/l)^[2].

Selon l'usage

Utilitaire – dans les usines industrielles (la dureté de l'eau est réduite et l'eau est débarrassée de Ca²⁺ et Mg²⁺), dans l'industrie alimentaire, l'eau désinfectée est exigée (chloration, ozonisation, irradiation ultraviolette)
Alimentation – eau pour les chaudières à vapeur, débarrassée des sels minéraux, afin d'éviter la formation de calcaire qui obstrue les canalisations
Potable – adaptée à l'usage quotidien, débarrassée des impuretés, contient une quantité équilibrée de sels minéraux, sans danger pour la santé
Eau usagée -L'eau usagée est de l'eau polluée qui provient de l'industrie, de l'agriculture, des ménages, des hôpitaux, des laboratoires, etc. Elle est traitée dans les stations d'épuration. Les grandes usines disposent de leurs propres stations d'épuration. Les communes évacuent l'eau usagée vers les stations d'épuration les plus proches

Selon l'occurrence

de surface (lacs, mers, océans,...)
souterraine - minérale
précipitation (pluie, neige,...)

Propriétés

Physiques

Tension superficielle – cause des phénomènes capillaires tels que l'ascension capillaire de l'eau dans les capillaires du sol et des roches, la capacité d'imprégnation, la formation d'écume, etc.
Densité – augmente de 0 °C à la température de 3,98 °C, puis diminue à des températures plus élevées
Viscosité – avec la densité, influence considérablement le comportement hydraulique de l'eau. Sa valeur détermine, par exemple, la vitesse de filtration de l'eau par le sable, la vitesse de sédimentation. Elle diminue avec l'augmentation de la température.
Conductivité électrique – dépend de la concentration des ions, de leur mobilité et de la température. La teneur en sels et gaz dissous augmente la conductivité de l'eau.
Capacité thermique – de grandes étendues d'eau comme les lacs, les mers, les océans contribuent à la régulation de la température sur la Terre.
Autres propriétés
- Absorption de la lumière
- Radioactivité de l'eau
- Changements d'états physiques de l'eau

Chimiques

Ils sont conditionnés par la teneur en substances dissoutes dans l'eau.

Sensitives

Nous pouvons les déterminer à l'aide des organes sensoriels humains. Température, couleur, trouble, transparence, odeur et goût.

Curiosités

Anomalie de l'eau – à la température de 3,98 °Celsius, elle a la densité la plus élevée. Grâce à cette propriété, les animaux aquatiques peuvent survivre l'hiver sous la surface, car l'eau ne gèle pas jusqu'au fond.
Lors de la transition de l'état liquide à l'état gazeux, son volume s'accroît 1 700 fois, ce qui exige un travail volumétrique.
22. mars est déclaré Journée mondiale de l'eau (World Water Day)

Eau dans la nature

Occurrence

L'eau se trouve librement dans la nature sous les trois états physiques.

Solide

L'eau se trouve sous forme de glace et de neige à des altitudes élevées au-dessus du niveau de la mer, et l'altitude à laquelle la glace et la neige se trouvent naturellement diminue progressivement vers les pôles. Presque toute la surface de l'Antarctique et de l'Arctique est gelée la majeure partie de l'année. La neige et la glace se trouvent également en grandes quantités dans la zone tempérée pendant l'hiver, période où l'eau liquide gèle spontanément et les précipitations prennent la forme de neige.

Liquide

L'eau se trouve sous forme liquide sur la Terre en plus grande quantité. Elle se trouve habituellement sous forme de lacs, rivières, ruisseaux, océans et mers, se trouve dans le sol ainsi que dans les tourbières. La majeure partie de l'eau se trouve dans les océans sous forme d'eau salée, recouvrant 71 % de la surface terrestre.

Gazeux

La vapeur d'eau se trouve dans l'atmosphère et représente entre 1 et 4 pour cent.

Quantique (nomination temporaire)

L'état physique de l'eau le plus récent découvert, qui présente des signes d'un système quantique. Il a été trouvé dans la nature dans des canaux extrêmement petits à section hexagonale à l'intérieur du minéral beryl, dont les variétés comprennent les pierres précieuses aquamarine et émeraude.

En simplifiant, on peut dire que le tunneling consiste à ce qu'une particule (dans ce cas, une molécule entière d'eau) puisse surmonter une barrière, c'est-à-dire passer à travers et se trouver simultanément de part et d'autre, ou n'importe où à l'intérieur de la barrière.^[3]

Cycle de l'eau dans la nature

Plus d'informations dans l'article principal : Cycle de l'eau

La Terre reçoit le rayonnement du Soleil, la surface terrestre se réchauffe, l'eau se transforme en vapeur, qui monte dans l'atmosphère. Dans l'environnement plus froid de l'atmosphère, la vapeur d'eau se condense, forme des nuages, qui retombent sous forme liquide ou solide sur la surface terrestre et coulent immédiatement ou pénètrent dans le sol. Une partie des précipitations s'évapore à nouveau et continue son cycle.

Pollution de l'eau

L'eau est dégradée par des substances chimiques, des produits pétroliers, des métaux lourds, des déchets radioactifs, des eaux usées. Parmi les plus grandes sources de pollution figurent la production de cellulose et de papier, le traitement du pétrole – les hydrocarbures pétroliers causent des défauts olfactifs et gustatifs de l'eau.

Utilisation par l'homme

L'homme utilise l'eau potable pour ses besoins quotidiens. Pour obtenir de l'eau potable, il faut traiter l'eau de surface (dans les usines de traitement d'eau). D'abord, on laisse sédimer les matières solides, puis on ajoute des substances chimiques à l'eau. Ces substances réagissent avec les impuretés pour former une boue, qui se dépose au fond. L'eau ainsi traitée est filtrée à travers un filtre à sable. Le filtre retient les flocons non sédimentés et d'autres impuretés. Il ne retient pas, par exemple, les huiles, les colorants.

Fonction de l'eau

biologique – alimentation de l'humanité, de la faune, de la flore, facteur climatique et pédologique
santé – hygiène personnelle et publique de l'homme, nettoyage, élimination des déchets, chauffage, climatisation, etc.
culturelle et esthétique – embellissement du paysage