L'eau semble être la caractéristique environnementale la plus importante qui permet l'existence et le maintien de la vie. Il existe des organismes qui n'existent ni lumière du soleil ni oxygène, mais aucun n'a encore été trouvé qui existe complètement indépendamment de l'eau. Même les cactus robustes aux confins du désert ont besoin d'une certaine quantité d'eau pour survivre. Le secret de l'utilité de l'eau pour la vie réside dans sa caractéristique de liaison hydrogène, qui confère cinq propriétés importantes pour créer un environnement où la vie peut exister et prospérer.
L'eau est cohésive et adhésive.
Les molécules d'eau sont polaires . C'est-à-dire qu'une extrémité de la molécule est plus électronégative (charge négative) que l'autre extrémité (charge positive). Par conséquent, les extrémités opposées de différentes molécules d'eau sont attirées les unes vers les autres comme les extrémités opposées des aimants. Les forces d'attraction entre les molécules d'eau sont appelées «liaisons hydrogène». La tendance à la liaison hydrogène de l'eau la rend «collante», en ce sens que les molécules d'eau ont tendance à coller ensemble (comme dans une flaque d'eau). C'est ce qu'on appelle la cohésion. En raison de cette propriété, l'eau a une tension superficielle élevée. Cela signifie qu'il faut un peu de force supplémentaire pour briser la surface de la flaque d'eau. L'eau est également adhésive, ce qui signifie qu'elle a tendance à coller à d'autres molécules que l'eau. En particulier, il collera aux substances solubles dans l'eau (hydrophiles), telles que les amidons ou la cellulose. Il n'adhère pas aux substances hydrophobes, telles que le pétrole.
L'eau maintient une température relativement constante.
L'eau a une chaleur spécifique élevée, une chaleur de vaporisation élevée et une propriété de refroidissement par évaporation qui, ensemble, la font tendre pour maintenir une température constante. Les températures de l'eau peuvent changer, bien sûr, elles changent juste plus lentement que les températures d'autres substances. Chacune de ces propriétés est due à la propriété de liaison hydrogène de l'eau. La rupture et la formation des liaisons, qui seraient nécessaires pour modifier la température de l'eau (la température affecte la vitesse de déplacement des molécules), nécessitent une quantité supplémentaire d'énergie (ou de chaleur) pour se terminer.
Haute spécificité la chaleur signifie que l'eau absorbe et retient mieux la chaleur que de nombreuses substances. Autrement dit, il faut plus d'énergie (chaleur) pour modifier la température de l'eau. Une chaleur de vaporisation élevée signifie qu'il faut plus d'énergie (chaleur) pour transformer l'eau en gaz (vapeur) que de nombreuses autres substances. Le refroidissement par évaporation est le résultat des molécules d'eau qui s'échappent dans un état gazeux (dans la vapeur) transportant de la chaleur avec elles, et donc hors de la flaque d'eau. En conséquence, la flaque d'eau aura tendance à ne pas augmenter beaucoup de température et à rester constante.
L'eau est un bon solvant
Parce que l'eau est polaire et se lie donc facilement à l'hydrogène, d'autres molécules polaires se dissolvent facilement en elle. N'oubliez pas que pour les molécules polaires, il y a une charge négative à une extrémité de la molécule, qui est attirée par la charge positive à l'autre extrémité d'autres molécules, comme un aimant. Cette attraction forme des liaisons hydrogène. Les molécules polaires sont également appelées molécules hydrophiles (qui aiment l'eau) ou solubles dans l'eau. Cependant, l'eau ne dissout pas bien les molécules non polaires ou hydrophobes (craignant l'eau). Les molécules hydrophobes comprennent les huiles et les graisses.
L'eau se dilate lorsqu'elle gèle
Le nombre élevé de liaisons hydrogène qui existent dans l'eau liquide fait que les molécules d'eau sont plus éloignées les unes des autres que les molécules d'autres liquides (le les liens prennent eux-mêmes de la place). Dans l'eau liquide, les liaisons se forment, se brisent et se reforment constamment, de sorte que l'eau peut s'écouler sans forme spécifique. Cependant, lorsque l'eau gèle, les liaisons ne peuvent plus être rompues, car il n'y a pas d'énergie thermique pour le faire. Par conséquent, les molécules d'eau forment un réseau plus expansif que l'eau sous forme liquide. Parce que l'eau gelée contient le même nombre de molécules mais est plus expansive, elle est moins dense que l'eau liquide. La glace moins dense (eau solide) flottera donc au-dessus de l'eau liquide plus dense.
Un film de glace sur un plan d'eau fait office d'isolant. Par conséquent, l'eau liquide sous la glace sera protégée de l'air extérieur et sera également moins susceptible de geler. C'est encore une autre raison pour laquelle l'eau est capable de maintenir une température constante.
L'eau a un pH neutre.
L'eau [H2O] peut se dissocier en hydrogène [H +] et hydroxyle [OH-]. Le pH est une mesure relative de l'hydrogène par rapport aux ions hydroxyle. Parce que l'eau a un nombre à peu près égal d'hydrogène et d'ions hydroxyle, elle n'est ni acide ni basique, mais a un pH neutre de 7. Et, comme elle contient à la fois de l'hydrogène et des ions hydroxyle, elle peut fournir ce qui peut être nécessaire pour réguler le pH. d'une réaction enzymatique qui se produit en sa présence. En conséquence, il s'agit d'un solvant polyvalent, dans lequel des millions de réactions enzymatiques différentes avec des exigences de pH différentes pourraient potentiellement se produire.
