Ջուր

Ջուր, անօրգանական միացություն, ջրածնի օքսիդ, քիմիական բանաձևը՝ H₂O։ Ջուրը բնության ամենատարածված նյութն է, բնության մեջ հանդիպում է պինդ, հեղուկ, գազային վիճակներում։ Կազմում է կենդանի օրգանիզմների բաղադրության 2/3 մասը։

Ջուր
Քիմիական բանաձև	H₂O
Մոլային զանգված	3,0E−26 կիլոգրամ գ/մոլ
Խտություն	0,983854 գ/սմ³[1], 0,993547 գ/սմ³[1], 0,998117 գ/սմ³[1], 0,9998395 գ/սմ³[1], 0,999972 գ/սմ³[1], 0,99996 գ/սմ³[1], 0,9997026 գ/սմ³[1], 0,9991026 գ/սմ³[1], 0,9982071 գ/սմ³[1], 0,9977735 գ/սմ³[1], 0,9970479 գ/սմ³[1], 0,9956502 գ/սմ³[1], 0,99403 գ/սմ³[1], 0,99221 գ/սմ³[1], 0,99022 գ/սմ³[1], 0,98804 գ/սմ³[1], 0,9857 գ/սմ³[1], 0,98321 գ/սմ³[1], 0,98056 գ/սմ³[1], 0,97778 գ/սմ³[1], 0,97486 գ/սմ³[1], 0,9718 գ/սմ³[1], 0,96862 գ/սմ³[1], 0,96531 գ/սմ³[1], 0,96189 գ/սմ³[1] և 0,95835 գ/սմ³[1] գ/սմ³
Դինամիկ մածուցիկություն	1,7911 միլիպասկալ վայրկյան, 1,0016 միլիպասկալ վայրկյան և 0,89002 միլիպասկալ վայրկյան Պա/վ
Կինեմատիկ մածուցիկություն	0,01012 սմ²/վ սմ²/վ (20 °C-ում)
Իոնիզացման էներգիա	2,0E−18 ջոուլ[2] կՋ/մոլ
Հալման ջերմաստիճան	0,002519 °C[3] և 0 ± 0,002 °C[4] °C
Կազմալուծման ջերմաստիճան	2200 °C
Եռման ջերմաստիճան	99,9839 °C[5] °C
Ջերմահաղորդականություն	0,56 Վտ/(մ.Կ) Վտ/(մ.Կ)
Գոյացան էնթալպիա	−241 818 ջոուլ մեկ մոլի համար[6] և −285 830 ջոուլ մեկ մոլի համար[6] կՋ/մոլ
Եռման էնթալպիա	40,656 կՋ/մոլ[7] և 40 655,928 ջոուլ մեկ մոլի համար[8] կՋ/մոլ
Բեկման ցուցիչ	1,3945, 1,33432, 1,32612, 1,39336, 1,33298 և 1,32524
Դիպոլ մոմենտ	6,2E−30 Կլ·մ[2]
Դասակարգում
CAS համար	7732-18-5
PubChem	962, 22247451
EINECS համար	231-791-2
SMILES	O
ЕС	231-791-2
RTECS	ZC0110000
ChEBI	937
Եթե հատուկ նշված չէ, ապա բոլոր արժեքները բերված են ստանդարտ պայմանների համար (25 °C, 100 կՊա)

Ջուր

Ջրի մոլեկուլն ունի անկյունային կառուցվածք՝ HOH անկյունը կազմում է 104.5°, բևեռային մոլեկուլ է։ OH կապը խիստ բևեռային կապ է, որի հետևանքով ջրի մոլեկուլների միջև առաջանում է ջրածնական կապ։ Ջուրը լավ լուծիչ է՝ բևեռայնության շնորհիվ։ Թթվածնի հիբրիդացումը sp³։

Ջուրը ծածկում է Երկրի մակերևույթի 2/3-ը և կենսականորեն անհրաժեշտ է կյանքի բոլոր ձևերի համար։ Երկիր մոլորակի ջրի 96.5%-ը պատկանում է օվկիանոսներին։ Երկրի ջրի միայն 2.5%-ն է քաղցրահամ, որի 98.8%-ը սառույցներ և գրունտային ջրեր են։ Ամբողջ քաղցրահամ ջրերի 0.3%-ից պակաս մասը գտնվում է գետերում, լճերում և մթնոլորտում, իսկ ավելի քիչ՝ 0,003 % քանակությունը գտնվում է կենդանի օրգանիզմներում։

Ֆիզիկական հատկություններ

Սովորական պայմաններում ջուրն անգույն, անհամ, անհոտ հեղուկ է, t_հալ=0 °C, t_եռ=100 °C, ամենամեծ խտությունը 4 °C-ում է՝ ρ=1 գ/մլ։ Դրանից ցածր և բարձր ջերմաստիճաններում ρ<1։ Ջերմաստիճանից կախված խտության այս անոմալ կախվածությամբ ջուրը խիստ տարբերվում է մյուս նյութերից, որոնց խտությունը ջերմաստիճանի բարձրացումից փոքրանում է, իսկ այս դեպքում, օրինակ, սառույցի խտությունը փոքր է ջրի խտությունից, դրա համար այն լողում է ջրի վրա, դրա շնորհիվ է ձմռանը սառույցի տակ կյանքը շարունակվում։ Ջուրն ունի ամենամեծ ջերմունակությունը, այդ պատճառով դանդաղ տաքանում է, դանդաղ սառչում։ Դրա միջոցով ջրավազանները կարգավորում են մեր մոլորակի ջերմաստիճանը։ Ջրի բոլոր այս անոմալ հատկություները պայմանավորված են ջրի մոլեկուլնեի միջև առկա ջրածնային կապերով։

Ջրի տեսակներ

Հեղուկ ջրի և սառույցի կառուցվածքները

Ջրի ագրեգատային վիճակներ

• պինդ՝ սառույց,
• հեղուկ՝ ջուր,
• գազային՝ ջրային գոլորշի։

Բնության մեջ հանդիպող տեսակներ

Ձյան փաթիլներն ըստ Ուիլսոն Բենթլիի, 1902

Բնության մեջ ջուրը հանդիպում է ամեն տեղ և ամենատարբեր տեսքերով։ Ջրի տեսակները բաժանվում են ըստ նրա ֆիզիկական և քիմիական հատկանիշների, ըստ ծագման առանձնահատկությունների, կազմի կամ օգտագործման տեսակների։

• Ըստ տեղումների տեսակների՝

• անձրև,
• շաղ՝ (շատ բարակ անձրև),
• ձյուն,
• կարկուտ։

• Ըստ մթնոլորտային երևույթների՝

• ամպեր,
• մառախուղ,
• մշուշ,
• ցող։
• եղյամ։

• Ըստ բաղադրության՝

• աղի ջուր, կամ ծովի ջուր՝ ծովերի, օվկիանոսների և որոշ լճերի (Բալխաշ, Ուրմիա) ջուրը։ Խմելու համար պիտանի չէ։
• քաղցրահամ ջուր, գետերի և լճերի մեծ մասի (Սևան, Բայկալ) ջուրը։
• փափուկ ջուր, կալցիումի և մագնեզիումի աղերի ցածր պարունակություն ունեցող,
• կոշտ ջուր, կալցիումի և մագնեզիումի աղերի բարձր պարունակություն ունեցող։

Ջրի մշակված տեսակներ

• Խմելու ջուր
• ծորակի ջուր
• շշալցված ջուր
• տնտեսական ջուր
• քլորացված ջուր
• օզոնացված ջուր
• իոնազերծված ջուր
• թորած ջուր
• գազավորած ջուր։

Այլ տեսակներ

• ծանր ջուր կամ՝ դեյտերիում, օգտագործվել է առաջին միջուկային ռեակտորներում։

Քիմիական հատկություններ

1. Ջուրը ամֆոտեր միացություն է, ունի դիսոցման շատ փոքր աստիճան (10⁻⁹)

H₂Օ⇌H⁺+ OH^- կամ HՕH+HOH⇌H₃Օ⁺+ OH^-

2. Փոխազդում է մետաղների հետ.

• ակտիվ մետաղներ (նատրիում, կալցիում)՝

2Na+2H₂O=2NaOH+H₂↑

Ca+2H₂O=Ca(OH)₂+H₂↑

• պակաս ակտիվ (ցինկ, երկաթ)՝

Zn+H₂O=ZnO+H₂↑

3Fe+4H₂O=Fe₃O₄+4H₂↑

պասիվ մետաղների հետ ջուրը չի փոխազդում։

3. Փոխազդում է ակտիվ մետաղների օքսիդների հետ.

K₂O+H₂O=2KOH

BaO+H₂O=Ba(OH)₂

4. Փոխազդում է թթվային օքսիդների հետ (բացի SiO₂)

SO₃+H₂O=H₂SO₄

P₂O₅+3H₂O=2H₃PO₄

5. Հաստատուն հոսանքի ազդեցությամբ քայքայվում է.

${\displaystyle ~\mathrm {2H_{2}O{\xrightarrow {NaOH^{\circ }}}\ 2H_{2}+O_{2}\uparrow } }$

6. Առաջացնում են բյուրեղահիդրատներ

nH₂O+H₂SO₄=H₂SO₄ • nH₂O

CuSO₄+5H₂O=CuSO₄ • 5H₂O

Na₂CO₃+10H₂O=Na₂CO₃ • 10H₂O

Na₂SO₄+10H₂O=Na₂SO₄ • 10H₂O

Այն միացությունները, որոնք ջուր են միացնում, կարող են ծառայել որպես չորացնող նյութեր գազերի համար (P₂O₅, CaO, BaO խոնավածուծ են)։

7. Ուժեղ տաքացնելիս փոխազդում է ոչմետաղների հետ.

C+H₂O=CO+H₂ (ջրագազ)

8. Որոշ աղեր ջրային միջավայրում հիդրոլիզվում են.

Na₂CO₃+2H₂O=2NaOH+H₂CO₃

MgS+2H₂O=Mg(OH)₂+H₂S

Շատ պինդ նյութեր ունեն ներքին կարգավորված դասավորություն։ Երբ նրանք վերածվում են հեղուկի, այդ դասավորությունը խախտվում է, և մոլեկուլների միջև հեռավորությունը մեծանում է։ Տաքացնելիս այդ հեռավորությունն ավելի է մեծանում, մինչև, ի վերջո, մոլեկուլներն այնքան են հեռանում, որ նյութը վերածվում է գազի։ Երբ ջուրը սառեցվում է մինչև 4 °C կամ սառը ջուրը տաքացվում է մինչև 4 °C նրա մոլեկուլների փոխադարձ դասավորությունը դառնում է առավել խիտ, այնպես որ նրանք զբաղեցնում են ամենափոքր ծավալը։ Այսինքն՝ այդ ջերմաստիճանում ջուրն ունի ամենամեծ խտությունը։

Անձրևակաթիլների առաջացում

Ջրի մակերևութային լարվածությունը՝ ծավալի շուրջ մակերևույթը կծկելու և «փաթաթելու» ունակությունն է, ինչի շնորհիվ նրա պարունակությունը մնում է միասնական։ Ջրի կպչուն խոնավությունը նույնպես մակերևութային լարվածության արդյունք է։ Մակերևութային այդ ուժը, որը ձգտում է ջրի մասնիկները պահել միասնական, բավարար է, որպեսզի այն ներծծվելով բարձրանա և թրջի իր մեջ ընկղմված սրբիչը կամ զտիչ թուղթը։

Թթվային անձրև

Մաքուր ջուրը ոչ թթվային է, ոչ հիմնային։ Մաքուր կամ թորած ջրի մեջ ընկղմված ինդիկատորային թուղթը ցույց է տալիս, որ այն չեզոք է։ Անձրևաջուրը միշտ թթվային է, քանի որ պարունակում է ածխածնի երկօքսիդ։ Մթնոլորտի միջով ընկնելու ընթացքում անձրևի կաթիլների մեջ օդից որոշ քանակությամբ ածխաթթու գազ է լուծվում։ Դրա հետևանքով անձրևը վերածվում է թույլ թթվի։ Այս փորձի ընթացքում ածխաթթու գազ ստացվում է՛ կալցիումի կարբոնատի կտորների վրա թթու ավելացնելով։ Գազն անցկացվում է թորած ջրի միջով, որը, ինչպես ցույց է տալիս ինդիկատորային թուղթը, դառնում է թթու։ Թթվային անձրևաջուրը հողմահարող գործոն է. այն, թեև դանդաղ, բայց կարող է քայքայել կրաքարը։

Ջուրը բնության մեջ

Հոսող ջուր գետում

Կյանք գոյություն ունի միայն այնտեղ, որտեղ ջուր կա։ Բույսերը հողից յուրացնում են ջուրը և նրա մեջ լուծված նյութերը։ Ջրի միջոցով կենդանի օրգանիզմներից հեռանում են ոչ պիտանի նյութերը։ Ջրային կենդանիները ջրի միջոցով ստանում են նաև ցամաքում գտնվող իրենց անհրաժեշտ նյութերը։ Աղբյուրների, գետերի և լճերի քաղցրահամ ջրերի պաշարը կազմում է ջրոլորտի սոսկ 1/10000 մասը։

Տես նաև

• Պարբերական աղյուսակ
• Ծանր ջուր
• Ջրածնի պերօքսիդ