Acqua

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Introduzione

Acqua Composto chimico di formula H₂O.

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Proprietà chimico-fisiche

L'acqua pura è un liquido inodore e insapore, che presenta una debole colorazione blu osservabile solo nelle acque profonde. A pressione atmosferica, ha punto di fusione 0 °C e punto di ebollizione 100 °C; raggiunge la massima densità, pari a 1 g/cm³, alla temperatura di 4 °C e solidifica aumentando di volume. Come altri liquidi, può esistere in condizione di sopraffusione, cioè può trovarsi allo stato liquido anche a una temperatura minore del punto di fusione, e può essere raffreddata fino a -25 °C senza congelare. L'acqua sopraffusa, tuttavia, è fortemente instabile dal punto di vista fisico: congela istantaneamente se viene agitata, se la temperatura viene ulteriormente ridotta oppure se viene aggiunto un cristallo di ghiaccio o una particella di una sostanza insolubile, ad esempio polvere, che dia inizio al processo di cristallizzazione. Le proprietà fisiche dell'acqua vengono spesso sfruttate per tarare strumenti di misura della temperatura, del volume e della massa. Nel Sistema Internazionale il punto triplo dell'acqua viene utilizzato nella definizione dell'unità di misura della temperatura assoluta, il kelvin.

Dal punto di vista chimico, l'acqua è uno dei solventi più comuni; favorisce la ionizzazione dei sali e delle molecole in soluzione; reagisce con alcuni sali trasformandoli nelle rispettive forme idrate, con gli ossidi formando acidi e idrossidi, e partecipa come catalizzatore in molte reazioni chimiche.

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Stati di aggregazione

L'acqua è l'unica sostanza che si trova in natura nei tre stati di aggregazione: solido, liquido e gassoso. Allo stato solido è presente sotto forma di ghiaccio, nella neve, nella grandine, nella brina e nelle nubi; allo stato liquido si trova sotto forma di pioggia e rugiada, ma soprattutto ricopre i tre quarti della superficie terrestre costituendo oceani, mari, laghi e fiumi; allo stato gassoso, infine, è presente come nebbia e vapore ed è il principale costituente delle nuvole. La quantità di vapore presente nell'atmosfera viene espressa per mezzo del tasso di umidità relativa, calcolato come il rapporto tra la quantità di vapore acqueo presente a una determinata temperatura e il valore massimo possibile nelle stesse condizioni termiche.

Per effetto della gravità, l'acqua filtra attraverso il terreno e le rocce nel sottosuolo, dove va a costituire la falda che alimenta i pozzi e le sorgenti dei corsi d'acqua.

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L'acqua e la vita

L'acqua costituisce una frazione compresa tra il 50 e il 90% del peso corporeo degli organismi viventi, potendo raggiungere in alcuni invertebrati marini addirittura il 95% del peso totale. Il protoplasma cellulare è una soluzione colloidale macromolecolare in cui l'acqua rappresenta l'elemento disperdente; grassi, carboidrati, proteine, sali e altre sostanze chimiche vengono disciolte e trasportate in soluzione acquosa, e ciò permette le numerose reazioni chimiche indispensabili per i cicli fisiologici. Il sangue degli organismi animali e la linfa delle piante sono costituiti prevalentemente da acqua, che ha la funzione di trasportare le sostanze nutritive e di rimuovere i prodotti di rifiuto. L'acqua svolge inoltre un ruolo fondamentale nel metabolismo delle cellule, prendendo parte a diverse reazioni di idrolisi.