- น้ำ ในบทความเป็นเนื้อหาของน้ำที่ใช้ในชีวิตประจำวัน ดูที่ น้ำ (โมเลกุล) สำหรับข้อมูลทางวิทยาศาสตร์ (H2O)
น้ำ เป็นของเหลวชนิดหนึ่ง ที่มีอยู่มากที่สุดบนผิวโลกและเป็นปัจจัยสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตทุกชนิดที่มนุษย์รู้จัก เราสามารถพบน้ำได้ในหลายๆ สถานที่ อาทิทะเล ทะเลสาบ แม่น้ำ ห้วย หนอง คลอง บึง และในหลายๆ รูปแบบ เช่น น้ำแข็ง หิมะ ฝน ลูกเห็บ เมฆ และไอน้ำ
น้ำมีรูปแบบและสถานะเป็นของเหลว แต่น้ำก็ยังมีในรูปของสถานะของแข็งที่เรียกว่าน้ำแข็ง และสถานะแก๊สที่เรียกว่าไอน้ำ น้ำปริมาณประมาณ 1.460 เพตะตัน ปกคลุม 71% บนพื้นผิวโลก ส่วนมากในมหาสมุทรและในแหล่งน้ำแห่งใหญ่ทั่วไป น้ำ 1.6% อยู่ภายใต้หินหรือพื้นดินที่ยังมีน้ำแข็งอยู่ และอีก 0.001% อยู่ในอากาศในรูปแบบของไอน้ำและก้อนเมฆซึ่งเป็นลักษณะของส่วนของของแข็งและของเหลวลอยอยู่บนอากาศและเกิดการตกตะกอน[1] น้ำบนโลกบางส่วนถูกบรรจุลงในสิ่งของต่าง ๆ ที่เกิดโดยธรรมชาติและที่มนุษย์สร้างขึ้นบนโลก อย่างเช่น อ่างเก็บน้ำ ในร่างกายของสัตว์และพืช ผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ และร้านอาหาร
น้ำในมหาสมุทรมีอยู่มากถึง 97% ของพื้นผิวน้ำทั้งหมดบนโลก ธารน้ำแข็งและน้ำแข็งขั้วโลกอีก 2.4% และที่เหลือคือน้ำที่อยู่บนพื้นดินเช่น แม่น้ำ ทะเลสาบ บ่อน้ำ อีก 0.6% น้ำเคลื่อนที่อย่างต่อเนื่องผ่านวัฏจักรของการกลายเป็นไอหรือการคายน้ำ การตกลงมาเป็นฝน และการไหลของน้ำซึ่งโดยปกติจะไหลไปสู่ทะเล ลมเป็นตัวพาไอน้ำผ่านหนือพื้นดินในอัตราที่เท่า ๆ กันเช่นเดียวกับการไหลออกสู่ทะเล น้ำบางส่วนถูกกักขังไว้เป็นเวลาหลายยุคหลายสมัยในรูปแบบของน้ำแข็งขั้วโลก ธารน้ำแข็ง น้ำที่อยู่ตามหินหรือดิน หรือในทะเลสาบ บางครั้งอาจมีการหาน้ำสะอาดมาเลี้ยงสิ่งมีชีวิตบนพื้นดิน น้ำใสและสะอาดนั้นเป็นสิ่งจำเป็นต่อมนุษย์และสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ
น้ำมีสมบัติเป็นตัวทำละลายที่ดีมาก เราจึงไม่ค่อยพบน้ำบริสุทธิ์ในธรรมชาติ ดังนั้นน้ำสะอาดที่เหมาะสมต่อการบริโภคของมนุษย์จึงเป็นทรัพยากรที่มีค่ายิ่ง ในบางประเทศปัญหาการขาดแคลนน้ำเป็นปัญหาใหญ่ที่ส่งผลกระทบต่อสังคม และเศรษฐกิจของประเทศนั้นอย่างกว้างขวาง
เนื้อหา[ซ่อน] |
[แก้]รูปแบบของน้ำ
น้ำมีหลายรูปแบบ เช่น ไอน้ำและเมฆบนท้องฟ้าคลื่นและก้อนน้ำแข็งในทะเล ธารน้ำแข็งบนภูเขา น้ำบาดาลใต้ดิน ฯลฯ น้ำเปลี่ยนแปลงรูปแบบ สถานะ และสถานที่ของมันตลอดเวลา โดยผ่านกระบวนการกลายเป็นไอตกลงสู่พื้นดิน ซึม ชะล้าง และไหล ก่อให้เกิดการหมุนเวียนของน้ำบนผิวโลกเรียกว่าวัฏจักรของน้ำ
เนื่องจากการตกลงมาของน้ำมีความสำคัญอย่างยิ่งต่อการเกษตรและต่อมนุษย์โดยทั่วไป มนุษย์จึงเรียกการตกลงมาของน้ำแบบต่างๆ ด้วยชื่อเฉพาะตัว ฝน ลูกเห็บหมอก และน้ำค้างเป็นการตกลงมาของน้ำที่พบได้ทั่วโลก แต่หิมะและน้ำค้างแข็งมีเฉพาะในประเทศเขตหนาว รุ้งเป็นปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นเมื่อละอองน้ำในอากาศต้องแสงอาทิตย์ในมุมที่เหมาะสม
น้ำท่ามีความสำคัญต่อมนุษย์ไม่แพ้การตกลงมาของน้ำ มนุษย์ใช้การชลประทานผันน้ำจากแม่น้ำและแหล่งน้ำจืดอื่นๆ มาใช้ในการเกษตร แม่น้ำและทะเลเป็นเส้นทางคมนาคมสำคัญที่เปิดโอกาสมนุษย์ได้ท่องเที่ยวและทำการค้าขาย การชะล้างและการกัดกร่อนพื้นดินของน้ำทำให้เกิดภูมิประเทศ อาทิ หุบเขาและสามเหลี่ยมปากแม่น้ำซึ่งเป็นที่ราบที่มีดินอุดมสมบูรณ์เหมาะสมแก่การเพาะปลูกและการตั้งถิ่นฐานของมนุษย์
น้ำยังซึมผ่านดินลงสู่ทางน้ำใต้ดิน น้ำใต้ดินเหล่านี้จะไหลกลับไปอยู่เหนือพื้นดินทางธารน้ำ หรือในบางภูมิประเทศเป็นธารน้ำร้อนหรือน้ำพุร้อน มนุษย์รู้จักนำน้ำใต้ดินมาใช้โดยการสร้างบ่อน้ำ
เนื่องจากน้ำเป็นตัวทำละลายพื้นฐาน สามารถละลายสารได้ ทั้ง 3 สถานะ ทั้ง ก๊าซ ของเหลว และของแข็ง เพราะฉะนั้นเราจึงหาน้ำบริสุทธิ์ได้ยาก เพราะน้ำทั่วไปมีก๊าซ เกลือ และสารอื่นๆละลายปนอยู่ ส่วนมากที่พบคือออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ โซเดียมคลอไรด์ ซัลเฟอร์ไดออกไซด์ ฯ น้ำจากแหล่งต่างๆ จึงมีสี กลิ่น และรสต่างกันไป เพื่อความอยู่รอด มนุษย์และสัตว์ได้พัฒนาประสาทสัมผัสเพื่อแยกแยะน้ำที่ดื่มได้และดื่มไม่ได้ ยกตัวอย่างเช่น สัตว์บกส่วนมากจะไม่ดื่มน้ำทะเลที่มีรสเค็มและน้ำในบึงที่มีกลิ่นเน่าเหม็น แต่จะชอบน้ำบริสุทธิ์ที่มาจากน้ำพุหรือทางน้ำใต้ดิน
[แก้]คุณสมบัติทางเคมีและฟิสิกส์
น้ำเป็นสารเคมีชนิดหนึ่งที่เขียนสูตรเคมีได้ว่า H2O: น้ำ 1 โมเลกุลประกอบด้วยไฮโดรเจน 2 อะตอมสร้างพันธะโควาเลนต์รอบออกซิเจน 1 อะตอม
- น้ำเป็นของเหลวที่ไม่มีรส ไม่มีกลิ่น ที่อุณหภูมิและความดันปกติ สีของน้ำตามธรรมชาติเป็นสีโทนน้ำเงินอ่อน ๆ แม้ว่าน้ำจะดูไม่มีสีเมื่อมีปริมาณน้อย ๆ ก็ตาม น้ำแข็งก็ดูไม่มีสีเช่นกัน และสำหรับน้ำในสถานะแก๊สนั้นโดยปกติเราจะมองไม่เห็นมันเลย
- น้ำเป็นของเหลวโปร่งใส ดังนั้นพืชน้ำจึงสามารถอยู่ในน้ำได้เพราะมีแสงสว่างส่องมันอย่างทั่วถึง จะมีเพียงแสงอุลตร้าไวโอเลตและอินฟราเรดเท่านั้นที่จะถูกน้ำดูดซับเอาไว้
- น้ำมีสถานะเป็นของเหลวในสภาวะปกติ
- น้ำเป็นโมเลกุลมีขั้ว เพราะว่าออกซิเจนมีค่าอิเล็กโทรเนกาติวิตี (Electronegativity: EN) สูงกว่าไฮโดรเจน ออกซิเจนมีขั้วลบ ในขณะที่ไฮโดรเจนมีขั้วบวก แสดงว่าน้ำเป็นโมเมนต์ขั้วคู่ ปฏิกิริยาระหว่างขั้วของแต่ละโมเลกุลเป็นเหตุให้เกิดแรงดึงดูดที่เชื่อมโยงกับมวลรวมของน้ำของความตึงผิว
- แรงยึดเหนี่ยวสำคัญอื่น ๆ ที่ทำให้โมเลกุลของน้ำเสียบเข้าสู่อีกอันหนึ่งเรียกว่าพันธะไฮโดรเจน
- จุดเดือดของน้ำ (รวมถึงของเหลวอื่น ๆ) ขึ้นอยู่กับความกดดันของบรรยากาศ ตัวอย่างเช่น บนยอดเขาเอเวอเรสต์น้ำจะเดือดที่อุณหภูมิ 68 องศาเซลเซียส เปรียบเทียบกับ 100 องศาเซลเซียสที่ระดับน้ำทะเล ในทางกลับกัน เขตน้ำลึกในมหาสมุทรใกล้รอยแตกของเปลือกโลกเนื่องจากภูเขาไฟระเบิด อุณหภูมิอาจขึ้นเป็นหลายร้อยองศาและยังคงสถานะเป็นของเหลวเหมือนเดิม
- น้ำจะไหลเข้าหาตัวมันเอง น้ำมีค่าความตึงผิวสูงซึ่งเกิดจากการประสานกันอย่างแข็งแรงระหว่างโมเลกุลของน้ำเพราะว่ามันมีขั้ว ความยืดหยุ่นที่เห็นได้ชัดเกิดจากค่าความตึงผิวคอยควบคุมให้คลื่นมีลักษณะเป็นพริ้ว
- น้ำมีขั้วแม่เหล็กจึงมีคุณสมบัติการยึดติดสูง
- การแทรกซึมของน้ำตามรูเล็กกล่าวถึงแนวโน้มของน้ำที่จะไหลอยู่ในหลอดเล็ก ๆ ซึ่งต้านกับแรงโน้มถ่วงคุณสมบัตินี้ถูกพึ่งพาโดยพืชสีเขียวเช่นต้นไม้
- น้ำเป็นตัวทำละลายที่ดี เรียกได้ว่าน้ำเป็น ตัวทำละลายสากล สามารถละลายสสารได้หลายชนิด สสารที่ละลายกับน้ำได้ดี เช่น เกลือ น้ำตาล กรด ด่าง และแก๊สบางชนิด โดยเฉพาะออกซิเจน คาร์บอนไดออกไซด์ เรียกว่าไฮโดรฟิลิก หรือสสารที่ชอบน้ำ ขณะที่สสารที่ละลายน้ำได้น้อยหรือไม่ได้เลย เช่น ไขมัน และน้ำมัน เรียกว่า ไฮโดรโฟบิก หรือสสารที่ไม่ชอบน้ำ
- ทุกองค์ประกอบที่สำคัญในเซลล์ (โปรตีน ดีเอ็นเอ และ โพลีแซคคาไรด์) จะละลายได้ในน้ำ
- น้ำบริสุทธิ์มีค่าการนำไฟฟ้าที่ต่ำ แต่ค่านี้จะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญกับปริมาณของสารประกอบไอออนิก เช่นโซเดียมคลอไรด์ ที่ละลายอยู่ในน้ำ
- น้ำมีค่าความร้อนจำเพาะสูงเป็นอันดับ 2 ในบรรดาสสารที่รู้จัก รองจากแอมโมเนีย อีกทั้งยังมีค่าความร้อนแฝงของการกลายเป็นไอสูงเช่นกัน (40.65 กิโลจูลต่อโมล) ซึ่งทั้งสองคุณสมบัตินี้เป็นผลมาจากพันธะไฮโดรเจนครอบคลุมเป็นบริเวณกว้างระหว่างโมเลกุล คุณสมบัติที่ไม่ธรรมดา 2 ประการนี้ช่วยทำให้น้ำบรรเทาความรุนแรงของสภาพภูมิอากาศบนโลกได้โดยการดูดซับอุณหภูมิที่ผันผวนอย่างมากเอาไว้
- ภาวะที่น้ำมีความหนาแน่นสูงที่สุดคือที่อุณหภูมิ 3.98 องศาเซลเซียส[2] เป็นคุณสมบัติที่ไม่ปกติที่มีความหนาแน่นลดลงไม่ใช่เพิ่มขึ้นของน้ำเมื่อได้รับความเย็นจนเปลี่ยนเป็นสถานะของแข็ง (กลายเป็นน้ำแข็ง) ในสถานะของแข็งนี้จะมีปริมาณเพิ่มขึ้น 9% ซึ่งเป็นสาเหตุของข้อเท็จจริงที่น้ำแข็งลอยน้ำได้
- สามารถแยกน้ำออกเป็นไฮโดรเจน และออกซิเจน ได้โดยวิธีอิเล็กโตรไลสีส
- สารบางชนิด เช่น โซเดียม ลิเทียม แคลเซียม โพแทสเซียม เป็นต้น เมื่อถูกน้ำจะปล่อยแก๊สไวไฟออกมา หรือมีปฏิกิริยาอย่างรุนแรงกับน้ำ
[แก้]ดูเพิ่ม
[แก้]อ้างอิง
- ^ ไอน้ำในระบบอากาศ, รายงานพิเศษ, [AGU], ธันวาคม 1995 (linked 4/2007). น้ำที่จำเป็นต่อชีวิต UNEP.
- ^ Kotz, J. C., Treichel, P., & Weaver, G. C. (2005). Chemistry & Chemical Reactivity. Thomson Brooks/Cole. ISBN 053439597X.
ไม่มีความคิดเห็น:
แสดงความคิดเห็น