خصائص الماء البيولوجية وكذلك خصائص الماء الكيميائية، كما سنقوم بذكر خصائص الماء، وكذلك سنتحدث عن خصائص الماء الفيزيائية، وكل هذا من خلال مقالنا هذا تاعبوا معنا.
محتويات المقال
خصائص الماء البيولوجية
من الاختبارات الهامة لمعرفة صلاحية المياه السطحية والجوفية للشرب تحديد عدد مستعمرات بكتريا الكلورفورم Coliform Group حيث أن هذه الأنواع يسهل اكتشافها بالمياه ويمكن التعرف عليها بسهولة من قبل المتخصصين فى مجال البكتيريا.
ووجود هذا النوع من البكتيريا وخاصة نوع بكتيريا إشريشيا كولاى (E. Coli) يدل على وجود تلوث بمياه المجارى وهذا النوع من البكتيريا يكون مصاحب لوجود، عدد كبير من البكتيريا المرضية، وقد أثبتت الدراسات أن هذا النوع من البكتيريا لا يتواجد فى خزانات المياه الجوفية عند أعماق أكثر من 40 متر.
إن وجود الفيروسات بالمياه يكون أكثر خطراً من البكتيريا نظراً لأن الفيروسات تعيش فترة أطول كما أن وجود وحدة فيروسية واحدة يسبب عدوى.
ولحسن الحظ فإن المياه الجوفية العميقة تكون خالية من الفيروسات والبكتيريا الممرضة هذا بالإضافة إلى اتجاه حركة ومعدل سريان المياه الجوفية وحركة الكائنات الدقيقة والبكتيريا والفيروسات تعتمد بشكل أساسى على حجم الفراغات الموجودة بالصخور وعلى التفاعلات فى الأوساط المائية وعلى كمية الغذاء المتوافر وفترة حياة هذه الكائنات.
ومن المعروف أن الكائنات الدقيقة تميل إلى أن تلتصق بحبيبات الطين الموجودة بالتربة فى التربة دقيقة الحبيبات يكون حركة البكتيريا قليلة بينما فى التربة الخشنة يكون معدل حركتها سريعة أما الفيروسات التى تعيش أكثر من 50 يوم فإنها تستطيع أن تتحرك لمسافة 250 متر وأكثر فى التربة التى تحتوى على مواد عضوية والتى تمثل مصدر الغذاء لهذه الكائنات.
ومن الممكن للكائنات الدقيقة الموجودة بالمياه أن تعيش حتى عمق 2000 متر حيث درجات الحرارة والضغط المناسبين لمعيشة بعض أنواع الكائنات الدقيقة، كما أن وجود مصدر لعنصر الكربون العضوى فى الرواسب الجيولوجية تساعد على نشاط البكتيريا، وهناك عناصر أخرى تساعد على ذلك مثل الفوسفور والكبريت والعناصر الشحيحة فى الماء وتنشط البكتيريا اللاهوائية فى الخزانات العميقة حيث تساعد على عملية الاختزال للكبريتات والمواد العضوية والنترات وتساعد على وجود ثانى أكسيد الكبريت وثانى أكسيد الكربون وغاز الميثان.
خصائص الماء الكيميائية
1- التعادل الحمضي:
يعدّ الماء مادة متعادلة كيميائياً، لأنّ درجة حموضيته وقواعديته هي سبع درجات، وبهذا لا يمكن اعتباره مادة حمضية أو مادة قواعدية.
2- الإذابة:
الماء يُذيب جميع المواد لأنّه مادة مقتطبة تحتوي على أيونات حرّة، فلذلك فإنّ كثيراً من الأملاح والمواد تذوب بالماء، لذا لا يوجد ماء نقي بنسبة 100% لأنّ هناء غازات ووأملاح مُذابة فيه.
3- الثّقل:
يعرف بالماء الثقيل وهو تركيب مكوّن من اتحاد الديوتريوم مع الأكسجين، تتكون قطرة الماء الواحدة من ملايين الجزيئات التي تتكون من ذرات الأكسجين والهيدروجين ويتكوّن الماء النقي من نسبة بسيطة من الديوتريوم وهو ما يُعرف بذرة الهيدروجين التي تزن أكثر من الذرة العادية، فلذلك يُطلق على الماء المؤلف من ذرات الديوتريوم وذرات الأكسجين بالماء الثقيل.
4- القابلية للتوصيل الكهربائي:
الماء موصل جيد للكهرباء بسبب كمية الأملاح المذابة به، فهو وحده يُعدّ موصل كهربائي سيئ.
5- الروابط الكيميائية:
يعدّ الماء ببناء ذا تركيب قوي، فتركيبة الكيميائية تعطيه تلك القوة، فجزيء الماء الواحد مكوّن من ذرتي هيدروجين وذرة أكسجين، فيكون هناك إلكترونين يدوران حول نواتين في كل من ذرتي الهيدروجين، وهناك متسع لإلكتورنين اثنين ولذرة الأكسجين ستة إلكترونات وهناك متسع لاثنين آخرين، فعند اتحاد الذرتين معاً تمتلئ النواقص في ذرتي الهيدروجين وذرة الأكسجين ليتكوّن جزيء ماء ذا قوة وترابط.
6- التماسك والترابط:
الماء من أشدّ السوائل تماسكاً وترابطاً، ويمكن ملاحظة ذلك من خلال وضعه بوعاء وملاحظة انجذاب سطحه للداخل وكأنّ شيئا يجذبه، ولو وضُع عنكبوت فأنّه يسير على سطحه وكأنّه يسير على سطح صلب، وهو ما يُعرف بظاهرة التوتر السطحي للماء، لذا يُرى الماء عندما ينسكب يتشكل على هيئة قطرات، ونتيجة لهذه الخاصية فإنه كلّما يقلّ قطر الأنبوب الذي يوجد فيه الماء فإنّه يصعد إلى الأعلى وكأنّه يتسلق جدرانه وهذا ما يُعرف بالخاصية الأسموزية التي تجعل لماء ينتقل من التربة عبر جذوع الأشجار والأغصان، وكذلك فإنّ هذه الخاصية مسؤولة عن حركة الدّم داخل الأوعية الدموية في جسم الإنسان.
7- استقرار الحرارة:
يغلي الماء على درجة حرارة مئة، وهذا خاص به من دون المركبات الهيدروجنية المشابه له في التركيب، لأنّها تغلي على درجة حرارة سبعون، فلو كان الماء مثلها لكان موجوداً على سطح الأرض في درجات الحرارة الاعتيادية بخاراً، ومن مظاهر الاستقرار الحراري للماء أنّه إذا وضع في وعاء معدني كالحديد مثلاً ووضع على النار فإنّه يحتاج لوقت أطول منه إذا وضع ذلك الوعاء فارغاً، لارتفاع معامل حرارة الماء النوعية، وبينما يُلاحظ ارتفاع درجة رمال السواحل بجانب البحار والمحيطات وماءها بارد، ونجده بارداً في الليل والماء دافئ.
8- منحنى الكثافة الفريد:
من الخصائص الفريدة والتي تعدّ شذوذاً للماء أنّه إذا تمّ تبريده ينكمش حجمه وتزداد كثافته، وتتوقف هذه الخاصية عند درجة أربع مئوية، وإذا تمّ تبريده أكثر فإنّ حجمه بدلاً من أنْ ينكمش يأخذ بالتمدد.
خصائص الماء
1- التماسك:
إنَّ التماسك من الخواص الرئيسية للمياه، حيث تتجاذب جُزيئات المياه لبعضها بسبب القطبية التي تحملها، حيث تتماسك جزيئات المياه بروابطها الهيدروجينية وتُحافظ على درجات من الحرارة المعينة كي تُحافظ على سيولتها بدلاً من أن تتبخر وتتحوّل إلى الحالة الغازية، وتعمل خاصية التماسك على ارتفاع التوتر السطحي.
2- الإلتصاق:
تُعبر خاصية الإلتصاق عن مقياس قدرة الماء في جذب أنواع أخرى من الجزيئات إليها، حيث إنَّ الماء من العناصر التي تعمل على إلتصاق الجزيئات ببعضها من خلال الراوابط الهديروجينية التي تُكونها، وباجتماع خاصيتي التماسك والالتصاق تعمل الشعيرات الدموية والتي تحدث عندما ترتفع المياه إلى أنبوب زجاجي ضيق أو داخل سيقان النباتات المختلفة.
3- التوتر السطحي:
تعمل خاصية التوتر السطحي على تكوين قطراتٍ وموجاتٍ من الماء، كما تعمل على تحريك الدم عبر الأوعية الدموية الدقيقة في أجسام بعض الحيوانات، بالإضافة إلى تحريك جزيئات الماء بما تحملُه أحياناً من المغذيات الذائبة فيه من جذور النباتات إلى أوراقها.
4- الخاصيّة الشعريّة:
إنَّ المسبب الرئيسي لهذه الخاصية هو التوتر السطحي وكمثال عليها ما يَحدث في النباتات عندما تُحاول امتصاص الماء، إذ تلتصق جزيئات الماء بالسطح الداخلي لأنابيب النبتة، ويحول التوتر السطحي دون ذلك فيعمل على تسطيح جزيئات المياه التي ترتفعُ وتلملمُ جزيئاتها لتتماسك مرةً أُخرى، وتستمر هذه العملية إلى أن تُصبح كميتها مُلائمة لتتغلب الجاذبية عليها وتسحبها مرةً أخرى إلى الأسفل.
5- الروابط الهيدروجينية:
تُسبب الروابط الهيدروجينة الحالة الصلبة للماء وهي الثلج الذي يمكن أن يطفو على سطح الماء مُكوّناً الجليد الذي يُعتبر ذو كثافة أقل من كثافة الماء حيثُ إنَّ جزيئات الماء تعمل على تشكيل التراكيب البلورية عند درجة حرارة التجمد وهي 0 درجة مئوية أو 32 درجة فهرنهايت.
خصائص الماء الفيزيائية
– الماء لها حرارة محددة عالية، الحرارة النوعية هي كمية الطاقة المطلوبة لتغيير درجة حرارة المادة، لأن الماء يحتوي على حرارة عالية محددة، يمكنه امتصاص كميات كبيرة من الطاقة الحرارية قبل أن يبدأ في التسخين، و يعني أيضًا أن الماء يُطلق طاقة حرارية ببطء عندما تتسبب الحالات في تبريدها، و تسمح الحرارة العالية الخاصة بالماء بالاعتدال في مناخ الأرض و تساعد الكائنات الحية على تنظيم درجة حرارة جسمها بشكل أكثر فعالية.
– المياه في حالة نقية لديها درجة حموضة محايدة، و نتيجة لذلك فإن المياه النقية ليست حمضية و لا أساسية، و يغير الماء درجة الحموضة عند تحلل المواد فيه، حيث يحتوي المطر على درجة حموضة طبيعية من حوالي 5.6 لأنه يحتوي على ثاني أكسيد الكربون المشتق الطبيعي و ثاني أكسيد الكبريت.
– تجري المياه الحرارة بسهولة أكبر من أي سائل باستثناء الزئبق، هذه الحقيقة تتسبب في وجود أجسام كبيرة من الماء السائل مثل البحيرات و المحيطات التي لديها بشكل أساسي درجة حرارة عمودية موحدة.
– توجد جزيئات الماء في شكل سائل فوق نطاق هام من درجات الحرارة من 0 إلى 100 درجة مئوية، و تتيح هذه المجموعة لجزيئات الماء أن تكون سائلة في معظم الأماكن على كوكب الارض.
– الماء هو مذيب عالي، كما إنها قادرة على إذابة عدد كبير من المركبات الكيميائية المختلفة، و تمكّن هذه الميزة الماء من حمل المغذيات المذيبة في الجريان السطحي و تدفق المياه الجوفية، و في جوف الكائنات الحية.
