Những tính chất thú vị của nước

Có lẽ nước đã quá quen thuộc với tất cả mọi người. Hàng ngày chúng ta tiếp xúc với nước, sử dụng nước cho những mục đích cá nhân. Nhưng liệu các bạn có biết rằng: nước mà chúng ta vấn đang sử dụng hàng ngày kia lại chứa đựng trong mình những bí mật hết sức thú vị.

Tồn tại ở cả 3 dạng

Trong tự nhiên nước có thể tồn tại được ở cả 3 thể rắn, lỏng, khí. Ở thể rắn nước tồn tại dưới dạng băng, ở thể hơi nước tồn tại ở dạng hơi nước, trên các đám mây, và ở thể lỏng nước vấn được chúng ta sử dụng cho những sinh hoạt hàng ngày. Ngoài nước ra thì không có hợp chất nào có thể tồn tại cùng lúc 3 trạng thái trên. Vậy tại sao nước lại có khả năng đặc biệt đó? Câu trả lời nằm ở liên kết “Hydro” giữa các phân tử nước với nhau. Liên kết hydro được hình thành giữ nguyên tử oxy của phân tử nước thứ nhất và nguyên tử hydro của phân tử nước thứ 2. Nhờ các liên kết hydro những phân tử nước liên kết với nhau tạo thành những nhóm nhỏ, những nhóm nhỏ này lại liên kết với nhau thành những cộng đồng lớn hơn. Phụ thuộc vào cấu trúc liên kết của các phân tử nước mà nó có những tính chất khác nhau.

Quá trình đóng băng của nước nóng nhanh hơn nước lạnh

Thông thường chúng ta đều nghĩ rằng để làm đá chúng ta sẽ dùng nước càng lạnh càng tốt vì như vậy thời gian làm lạnh sẽ được rút ngắn. Dường như điều đó rất logic. Nhưng với nước thì ngược lại. Rất nhiều thí nghiệm đã được thực hiện với nước và kết quả nhận được khá nhạc nghiên đó là việc đóng băng của nước nóng diễn ra nhanh hơn so với nước lạnh. Hiện tượng trên được gọi là ” hiệu ứng Mpemba” được đặt tên theo tên của một học sinh trung học Mpemba người Tanzania. Mpemba tình cờ phát hiện ra hiệu ứng này vào năm 1963 trong khi học một lớp nấu ăn tại trường cấp 2. Khi anh làm lạnh món kem trộn nóng và thấy rằng nó đông cứng nhanh hơn kem trộn lạnh. Sau này khi học lên cao nữa trong một buổi gặp với một tiến sỹ hóa học anh đã nêu một câu hỏi ” nếu đặt 2 cốc nước bằng nhau, một cốc nước nguội 35 độ C và một cốc nước sôi 100 độ C vào trong tủ lạnh thì cốc nào sẽ đóng băng trước. Lúc đó cả lớp đều cười và chế nhạo anh, nhưng sau đó vị tiến sỹ đã làm thực nghiệm và chứng tỏ điều Mpemba nói là đúng. Sau đó họ cùng công bố kết quả nghiên cứu và lấy tên là hiệu ứng Mpemba.

Nguyên nhận cụ thể của hiện tượng này hiện nay vẫn chưa có một lời giải thích cụ thể. Giả thuyết mới nhất do những nhà khoa học tại đại học Kỹ thuật Nanyang (Singapore) cho rằng điều này liên quan đến liên kết hydro giữ các phân tử nước. Phân tử nước được hình thành từ 2 nguyên tử hidro và 1 nguyên tử hydro bằng liên kết cộng hóa trị. Nhưng khi những phân tử nước tiến lại gần nhau thì xuất hiện liên kết giữa nguyên tử hydro của phân tử nước thứ nhất với nguyên tử oxy của phân tử nước thứ 2, liên kết này chính là liên kết Hydro mà chúng ta vừa nói ở trên. Liên kết hydro này kéo kéo các phân tử nước gần lại hơn dẫn đến liên kết cộng hóa trị trong phân tử nước giãn và căng thêm 1 đoạn. Nhờ vậy mà phân tử nước đã dự trữ một năng lượng. Khi nước được đun nóng thì liên kết hydro giữa các phân tử nước giảm phân tử nước tách xa nhau hơn, điều này kéo theo liên kết hóa trị trong phân tử nước co lại và giải phóng 1 năng lượng dẫn đến tình trạng làm mát. Do đó nước nóng đóng băng nhanh hơn nước lạnh.

Nước giống thủy tinh

Một câu hỏi đặt ra là nếu cứ tiếp tục làm lạnh nước đến một nhiệt độ thấp thì điều gì sẽ xảy ra? Những thí nghiệm đã được tiến hành bằng cách làm lạnh nước tinh khiết đến -120 độ C nước trở nên có độ nhớt rất lớn. Nếu tiếp tục làm lạnh nước đến -135 độ C nước sẽ trở thành nước “thủy tinh”. (Nước thủy tinh ở đây không phải là dung dịch Na2SiO3 nhé ). Nước thủy tinh ở đây là một chất rắn mà bên trong không tồn tại cấu trúc tinh thể giống như thủy tinh.

Nước- nguồn gốc của mọi cuộc sống

Tại sao nước lại được coi là nguồn gốc của sự sống? Bởi vì tất cả những sinh vật sống đều được cấu tạo từ nước: Động vật chứa khoảng 75% là nước, cá chứa 75%, sứa chứa tới 99% là nước, khoai tây chứa 76%, táo chứa 85%, cà chua chứa 90%, dưa chuột chứa 95%, dưa hấu chứa 96%. Cơ thể con người lúc mới sinh chứa 70% nước và giảm xuống còn 60% khi trưởng thành.

Nước rất cần thiết cho cơ thể

Nếu cơ thể mất đi 2% lượng nước thì khả năng làm việc sẽ giảm đi 20%. Nếu mất đi 10% lượng nước thì cơ thể sẽ tự đầu độc và gây ra ảo giác, nếu mất 21% lượng nước sẽ dẫn đến tử vong.

Nước-Chất truyền bệnh

Nước không chỉ tạo ra cuộc sống mà nó còn lấy đi cuộc sống của sinh vật. Theo thống kê 85% những dịch bệnh trên toàn thế giới được lây truyền qua nước. Và hàng năm có khoảng 25 triệu người chết vì những dịch bệnh này.

35 Tấn nước cho cuộc sống

Không có nước con người không thể duy trì sự sống lâu được, nước có tầm quan trọng với cơ thể con người chỉ sau oxy. Không ăn con người có thể sống sót sau 6 tuần. Nếu không uống thì chỉ chịu đựng được 3-4 ngày. Trung bình trong toàn bộ cuộc đời chúng ta sẽ uống khoảng 35 tấn nước.

Tính chất vật lý kỳ lạ

Không giống như những hợp chất khác khi nóng thì giãn và khi lạnh thì co. Nước chỉ tuân theo quy luật này khi nhiệt độ lớn hơn 4 độ C. Khi nhiệt độ giảm dưới 4 độ C nếu tiếp tục giảm nhiệt độ của nước thì nước sẽ nở ra. Đó là lý do tại sao băng ở thể rắn lại có thể nổi được trên mặt nước. Do thể tích băng lớn hơn nước nên khối lượng riêng của băng sẽ nhỏ hơn và nổi nên trên mặt nước. Đây cũng là lý do mà tại sao lớp nước dưới của đại dương không bị đóng băng và đảm bảo cho hệ sinh thái dưới đáy biển vấn hoạt động bình thường.

Nước có “cảm xúc”

Nhà khoa học Masaru Emoto của nhật bản đã tiến hanh rất nhiều thí nghiệm để chứng minh rằng nước cũng có “cảm xúc”. Ông tiến hành thí nghiệm bằng cách để vào 3 cốc nước khác nhau mỗi cốc 1 chút gạo. Hàng ngày với 1 chiếc cốc ông nói lời “cảm ơn”, chiếc thứ hai ông không chú ý đến nó và với cốc thứ 3 ông nói những lời không hay như “ngu ngốc”. Kết quả thật ngạc nghiên sau một thời gian thì gạo trong cốc thứ nhất cái mà ông nói cảm ơn vẫn ông bị hư, hay thối rữa gạo trong cốc thứ hai thì trở nên có mầu nâu,còn gạo trong cốc thức 3 đã bị thối rữa và chuyển sang mầu đen.

Ngoài những thí nghiệm trên Masaru Emoto còn thực hiện hàng loạt những thí nghiệm khác để nghiên cứu sự ảnh hưởng của âm nhạc đến nước. Ông cho các mẫu nước nghe những giai điệu nhạc khác nhau như nhạc jazz, rock, dace… Mỗi loại nhạc đều có những tần số khác nhau, sau khi được nghe nhạc xong, nước được đem đi làm lạnh và chụp bằng kính hiển vi hình dạng của tinh thể nước kết tinh. Kết qua thu được cũng hết sức kinh ngạc: Khi được nghe những thể loại nhạc khác nhau thì hình dạng của những tinh thế nước này cũng hoàn toàn khác nhau. Được được nghe nhạc nhẹ, êm dịu hình dạng tinh thể nước cân bằng và đối xứng. Ngược lại khi được nghe nhạc mạnh thì góc cạnh của tinh thể nước cũng nhọn và mạnh mẽ hơn rất nhiều. Điều này có vẻ như nước cũng có những cảm xúc của mình

Gần đây có những nghiên cứu về việc lưu giữ thông tin của nước, tức là nước còn có “trí nhớ”. Trong tương lai rất có thể chúng ta sẽ có một nguồn lưu trữ thông tin hết sức rồi dào là “nước”. Và còn rất nhiều bí mật của nước mà chúng ta vẫn chưa thể biết và giải thích được. Hi vọng trong tương lai các nhà khoa học có thể khám phá được hết những bí mật của nước và ứng dụng nó để phục vụ tốt hơn cho cuộc sống.