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Acqua: differenze tra le versioni
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|nome_IUPAC = acqua, ossidano<ref>Il nome sistematico IUPAC dell'acqua dovrebbe essere
|abbreviazioni =
|nomi_alternativi =monossido di diidrogeno
|titolo_indicazioni_sicurezza = ---
}}
L{{'}}'''acqua''' è un [[composto chimico]] di [[formula molecolare]] [[idrogeno|H]]<sub>2</sub>[[ossigeno|O]], in cui i due [[Atomo|atomi]] di [[idrogeno]] sono [[Legame chimico|legati]] all'atomo di [[ossigeno]] con [[legame covalente]] polare. In condizioni di [[temperatura]] e [[pressione]] [[Condizioni standard|normali]]<ref>
Essendo l'acqua un ottimo [[solvente]], le acque naturali contengono disciolte moltissime altre sostanze, ed è per questo motivo che con il termine "acqua" si intende comunemente sia il composto chimico [[Sostanza pura|puro]] di formula H<sub>2</sub>O, sia la [[miscela (chimica)|miscela]] (liquida) formata dallo stesso, con altre sostanze disciolte al suo interno.
==Etimologia==
Il termine
Il termine {{lang-grc|ὕδωρ, ὕδατος|hýdōr, hýdatos}} è imparentato con il protogermanico
== Fisica e chimica dell'acqua ==
[[Gilbert Newton Lewis]] ha isolato il primo campione di pura [[acqua pesante]] (in cui l'idrogeno è sostituito dal [[deuterio]], suo [[isotopo]]) nel [[1933]].<ref>{{en}} {{cita pubblicazione|autore=|nome=Gilbert N.|cognome=Lewis|data=|anno=1933|mese=marzo|titolo=The isotope of hydrogen|rivista=Journal of the American Chemical Society|volume=55|numero=3|pp=1297-1298|accesso=14 agosto 2009|doi=10.1021/ja01330a511|url=http://pubs.acs.org/doi/abs/10.1021/ja01330a511}}</ref>
Una controversia scientifica è nata alla fine degli [[anni 1960|anni sessanta]] a proposito dell'esistenza di una forma [[polimero|polimerica]] dell'acqua (la
| cognome = Rousseau
| nome = Denis
[[File:Water fountain near the art museum in Milwaukee, Wisconsin 6178.jpg|thumb|Acqua allo stato liquido]]
{{vedi anche|Ghiaccio|Ghiaccio amorfo|Cristalli di ghiaccio}}
L'acqua assume più [[Stato della materia|forme]] in natura. Allo stato [[solido]] è nota come [[ghiaccio]], allo stato [[aeriforme]] è nota come [[vapore acqueo]]. Sono note anche altre due forme solide, quella del
Il ghiaccio e la [[neve]] con cui abbiamo a che fare presentano, di norma, una [[Sistema esagonale|struttura cristallina esagonale]] ([[Ghiaccio Ih|ghiaccio I<sub>h</sub>]]). Solo leggermente meno stabile (
A diverse temperature e pressioni possono esistere altri tipi di ghiaccio, che possono essere identificati nel [[diagramma di fase]] del ghiaccio. Tra questi, vi sono: II, III, V, VI, VII, VIII, IX, e X. Il passaggio da un ghiaccio all'altro avviene attraverso una [[Isoterma (termodinamica)|transizione isotermica]] (come per tutte le [[transizione di fase|transizioni di fase]]). Sotto opportune condizioni, tutti questi tipi possono esistere anche a temperatura ambiente. I vari tipi di ghiaccio differiscono per la loro [[Cristallo|struttura cristallina]], ordinamento e [[densità]].
}}</ref>
Oltre alle forme cristalline, l'acqua può esistere in [[ghiaccio amorfo|stati amorfi]]:
Esistono anche molecole d'acqua costituite da [[isotopi dell'idrogeno]] al posto del normale [[Idrogeno#Isotopi|prozio]] (<span style="position: relative; left: 0; top: -0.5ex; font-size: 1.5ex; line-height: 0;"><sup>1</sup><sub style="position: absolute; left: 0; top: 2.1ex;">1</sub></span>H), che trovano impiego principalmente in ambito [[reazione nucleare|nucleare]].
L'[[acqua pesante]] (D<sub>2</sub>O o <span style="position: relative; left: 0; top: -0.5ex; font-size: 1.5ex; line-height: 0;"><sup>2</sup><sub style="position: absolute; left: 0; top: 2.1ex;">1</sub></span>H<sub>2</sub>O) è un'acqua in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di [[deuterio]], [[isotopo]] dell'idrogeno avente [[peso atomico]] 2 [[Unità di massa atomica|uma]]. Il suo comportamento chimico è sostanzialmente uguale a quello dell'acqua; trova applicazione in quanto è un [[Moderatore (fisica)|moderatore]] meno efficace dell'acqua comune (idrogeno + ossigeno) dei [[neutroni]] emessi dalla [[fissione nucleare]] ma ha una sezione di assorbimento dei neutroni molto inferiore. In campo nucleare quindi l'acqua comune viene definita anche come
Esiste anche un'altra forma meno stabile, chiamata [[acqua superpesante]] (T<sub>2</sub>O o <span style="position: relative; left: 0; top: -0.5ex; font-size: 1.5ex; line-height: 0;"><sup>3</sup><sub style="position: absolute; left: 0; top: 2.1ex;">1</sub></span>H<sub>2</sub>O), in cui al posto degli atomi di idrogeno sono presenti atomi di [[trizio]], isotopo dell'idrogeno avente peso atomico 3 uma.<ref>{{Cita|Holleman}}.</ref>
==== L'acqua superionica ====
Nel [[1999]] fu previsto dal [[SISSA]] di Trieste e “[[Abdus Salam]]” International Centre for Theoretical Physics (ICTP) di Trieste in via teorica l'esistenza di una fase dell'acqua chiamata
A febbraio [[2018]] uno studio pubblicato su [[Nature Physics]] di ricercatori del [[Lawrence Livermore National Laboratory]] ne conferma l'esistenza<ref name="acquasuperionica" />.
Dopo una certa pressione gli ioni ossigeno prendono forma di [[reticolo cristallino]], tipico di un solido mentre gli ioni idrogeno si ritrovano in uno stato liquido<ref name="acquasuperionica" />.
[[File:Na+H2O.svg|thumb|Sfera di idratazione attorno ad uno ione sodio]]
Le macromolecole biologiche e le strutture sopramolecolari interagiscono con le molecole di acqua vicine (
L'acqua forma [[Clatrato idrato|clatrati idrati]], costituiti da "gabbie" di molecole di acqua che circondano molecole o ioni estranei. Al di là dell'interesse per la loro struttura, che illustra quale organizzazione possa imporre il legame a idrogeno, gli idrati clatrati si assumono spesso a modello della maniera in cui l'acqua sembra organizzarsi intorno ai gruppi apolari, quali ad esempio quelli delle [[proteina|proteine]].
Chimicamente l'acqua è un buon [[soluzione (chimica)|solvente]].<ref name=Polizzotti8>{{Cita|Polizzotti|p. 8}}.</ref> Le proprietà solventi dell'acqua sono essenziali per gli esseri viventi, dal momento che consentono lo svolgersi delle complesse reazioni chimiche che costituiscono le basi della vita stessa (ad esempio, quelle che avvengono nel [[sangue]] o nel [[citoplasma]] della [[cellula]]).
Il comportamento di solvente dell'acqua è determinato dalla [[polarità]] della sua molecola: quando un composto ionico o polare viene disciolto in acqua, viene circondato dalle molecole di acqua, le quali, si inseriscono tra uno ione e l'altro o tra una molecola e l'altra di soluto (grazie alle loro piccole dimensioni), orientandosi in modo da presentare ad ogni ione (o estremità polare) del soluto la parte di sé che reca la carica opposta; questo indebolisce l'attrazione tra gli ioni (o tra le molecole polari) e rompe la struttura cristallina; ogni ione (o ogni molecola polare) si ritrova quindi
Un esempio di soluto ionico è il comune [[sale da cucina]] ([[cloruro di sodio]]), un esempio di soluto molecolare polare è lo [[zucchero]].
{{vedi anche|Autoionizzazione}}
[[File:Hydronium-3D-balls.png|left|upright|thumb|La struttura tridimensionale dello ione idronio o idrossonio]]
L'acqua è una sostanza
A [[pH]] 7 (condizione di neutralità) la [[Concentrazione (chimica)|concentrazione]] di [[ossidrile|ioni idrossido]] OH<sup>-</sup> è uguale a quella di [[idrogenione|ioni idrogeno]] H<sup>+</sup> (o meglio ioni [[ossonio|idrossonio]] H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>). Quando questo equilibrio viene alterato, la soluzione diventa acida (maggiore concentrazione di ioni idrogeno) o basica (maggiore concentrazione di ioni idrossido).
è l'acqua ad agire da acido, donando il suo ione H<sup>+</sup> a quest'ultima.
Lo ione H<sub>3</sub>O<sup>+</sup>, presente sempre in piccole quantità insieme alla normale molecola d'acqua, si forma in seguito alla reazione chimica di
:<chem>2H2O <=> H3O+ + OH-</chem>
Questa reazione è anche nota come
== L'importanza biologica dell'acqua ==
=== L'acqua e la zona abitabile ===
La presenza di acqua liquida (e in misura minore nelle forme gassosa e solida) sulla Terra è una condizione essenziale per lo sviluppo e il [[Biosfera|sostentamento della vita]] come la conosciamo. La Terra presenta tali condizioni favorevoli poiché si trova in quella che gli astronomi definiscono
Definire la nozione di
Poco favorevoli ad ospitare la vita sembrano essere i sistemi planetari attorno alle [[nana rossa|nane rosse]], ovvero le stelle tra la classe K e la classe M. Esse, pur avendo periodi di vita estremamente lunghi (teoricamente, anche centinaia di miliardi di anni o più),<ref>{{cita web | lingua= en | autore= S. A Naftilan | coautori= P. B. Stetson | data= 13 luglio 2006 | url= http://www.sciam.com/article.cfm?id=how-do-scientists-determi | titolo= How do scientists determine the ages of stars? Is the technique really accurate enough to use it to verify the age of the universe? | editore= [[Scientific American]] | accesso= 27 febbraio 2009 | urlmorto= sì | urlarchivio= https://web.archive.org/web/20081205101428/http://www.sciam.com/article.cfm?id=how-do-scientists-determi | dataarchivio= 5 dicembre 2008 }}</ref><ref>{{en}} {{cita pubblicazione | autore= G. Laughlin |coautori= P. Bodenheimer, F. C. Adams | titolo= The end of the main sequence | rivista= The Astrophysical Journal | anno= 1997 | volume= 482 | pp= 420-432 | url= http://adsabs.harvard.edu/abs/1997ApJ...482..420L | accesso=14 agosto 2009 }}</ref> possiedono delle [[luminosità (fisica)|luminosità]] così basse che, perché le condizioni di [[insolazione]] della superficie del pianeta siano favorevoli alla vita, esso dovrebbe orbitare ad una distanza tale che le [[forza di marea|forze di marea]] lo vincolerebbero in un'[[rotazione sincrona|orbita sincrona]]; inoltre, alcune nane rosse manifestano dei [[stella a brillamento|violenti episodi di variabilità]]. Tuttavia, la questione concernente l'effettiva [[abitabilità dei sistemi planetari delle nane rosse]] resta aperta e riveste grandissima importanza, in quanto la maggioranza delle stelle (circa il 65 %) della Galassia fanno parte di questa categoria.<ref>{{en}} {{cita pubblicazione | autore = A. Burrows |coautori= W. B. Hubbard, D. Saumon, J. I. Lunine | titolo= An expanded set of brown dwarf and very low mass star models | rivista= [[Astrophysical Journal]] | anno= 1993 | volume= 406 | numero= 1 | pp= 158-171 | url=http://adsabs.harvard.edu/abs/1998RPPh...61...77K | doi= 10.1086/172427}}</ref>
Perché possa ospitare condizioni favorevoli alla presenza di acqua liquida, un pianeta deve possedere una [[gravità superficiale]] in grado di trattenere un cospicuo [[atmosfera|involucro atmosferico]]; essa non deve essere troppo grande (in quanto potrebbe mantenere allo stato solido l'acqua anche ad elevate temperature), ma neanche troppo piccola (in quanto tratterrebbe solamente una tenue atmosfera, causando eccessive [[escursione termica|escursioni termiche]] e favorendo l'accumulo di acqua solamente nelle [[regioni polari]]). La presenza poi di vapore acqueo e [[diossido di carbonio]] nell'atmosfera causa un [[effetto serra]] che consente di mantenere stabile la temperatura superficiale.<ref>{{Cita|Doyle}}.</ref>
È stato suggerito che le stesse forme di vita<ref>Intendendo con il termine "forme di vita" non solo le singole specie, ma l'insieme di tutte le forme di vita.</ref> possano contribuire a mantenere le condizioni favorevoli alla propria esistenza. La temperatura superficiale sulla Terra è stata relativamente costante nel susseguirsi delle [[era geologica|ere geologiche]], nonostante le variazioni, anche forti, dell'[[insolazione]] media superficiale, e questo indicherebbe che una serie di [[Sistema dinamico|processi dinamici]] regolerebbero la temperatura del pianeta tramite una combinazione di gas serra e dell'[[albedo]] superficiale o atmosferico. Tale teoria prende il nome di
Diverse sono le teorie in merito all'[[origine dell'acqua sulla Terra]]. Le due ipotesi più accreditate ritengono che l'acqua o sia giunta sulla Terra a seguito degli impatti con le comete e asteroidi, molto frequenti agli [[origine ed evoluzione del sistema solare|albori del sistema solare]], oppure a seguito della grande [[vulcanismo|attività vulcanica]] della Terra primordiale, che avrebbe rilasciato nell'atmosfera grandi quantità di vapore acqueo che poi sarebbe precipitato al suolo sotto forma di [[precipitazione (meteorologia)|fenomeni idrometeorici]].<ref>{{en}} {{cita pubblicazione| autore= J. Horgan |titolo= In the beginning |rivista= [[Scientific American]] | anno= 1991 |volume= 264 |pp= 100-109 }}</ref><ref>{{Cita|Gonzalez}}.</ref>
L'[[Antropizzazione|inquinamento di origine antropica]], soprattutto quello derivante dallo [[Scarico (ingegneria idraulica)|scarico]] nelle acque naturali di [[Acque reflue|reflui organici]] di origine civile, può introdurre nei corpi idrici microrganismi non tipici dell'ecosistema acquatico, che costituiscono una microflora d'inquinamento. Tra questi vi possono essere anche batteri [[patogeni]] dei generi [[Salmonella]], [[Shigella]], [[Vibrio]], [[Clostridium]], [[Pseudomonas]], [[Campylobacter]], [[Mycobacterium]], Legionella, ecc., oltre a [[protozoi]], [[elminti]] e [[Virus (biologia)|virus]] di origine enterica. La presenza di questi patogeni può essere pericolosa soprattutto per quelle acque che sono utilizzate dall'uomo per scopi potabili o ricreativi.<ref>{{cita pubblicazione|autore= [[Istituto Superiore di Sanità]] | titolo= Microbiologia delle acque di diversa derivazione | rivista= Rapporti Istisan 04/14 | anno= 2004 | url= http://www.iss.it/binary/publ/publi/0414.1106219382.pdf}}</ref>
L'analisi microbiologica di un'acqua, tuttavia, più che alla ricerca dei patogeni, tende a rilevare microrganismi che sono definiti
Questi indicatori hanno la caratteristica di avere concentrazioni, nei reflui organici, notevolmente superiori a quelle di eventuali patogeni e, inoltre, richiedono tecniche di rilevamento molto più semplici, per cui si possono facilmente inserire nei protocolli analitici di routine per la caratterizzazione microbiologica delle acque.<ref>{{cita pubblicazione|autore= Istituto Superiore di Sanità | titolo= Metodi analitici di riferimento per le acque destinate al consumo umano ai sensi del DL.vo 31/2001.Metodi microbiologici| rivista= Rapporti Istisan 07/5 | anno= 2007 | url=http://www.iss.it/binary/publ/cont/07-5.1179132742.pdf}}</ref>
Poiché moltissime sostanze hanno una certa solubilità in acqua, in [[natura]] praticamente non esistono acque pure.
Le
:<chem>SO3 + H2O -> H2SO4</chem>
[[File:Grotte de Soreq, israel, Stalactite.JPG|thumb|left|L'acqua è associata alla formazione delle stalattiti]]
Le
Le acque sotterranee, [[ossidazione|ossidando]] le [[composto organico|sostanze organiche]] presenti nel suolo, si arricchiscono di anidride carbonica, facilitando la dissoluzione di [[calcare|rocce calcaree]] secondo la [[reazione chimica|reazione]]:
Se la concentrazione del diossido di carbonio è elevata, la quantità di roccia dissolta è elevata e si possono formare delle [[grotta|grotte]]; tale fenomeno in [[Italia]] è chiamato [[carsismo]] (dalla regione del [[Carso]], dove questo fenomeno è frequente). La reazione chimica anzidetta può avvenire in entrambe le direzioni (da sinistra verso destra o da destra verso sinistra): dalla reazione inversa alla precedente, con l'eliminazione dell'anidride carbonica, si ha quindi la formazione di [[stalattite|stalattiti]] e [[stalagmite|stalagmiti]].
Le
=== Risorse idriche terrestri ===
* {{Tutto attaccato|25 000 000 km<sup>3</sup>}} (pari a circa il 2% del totale) sono nei [[ghiacciaio|ghiacciai]] e nelle [[calotta polare|calotte polari]].
* {{Tutto attaccato|13 000 000 km<sup>3</sup>}} (pari a circa l'1% del totale) sono nel [[suolo]], nelle [[falda acquifera|falde acquifere]].
* {{Tutto attaccato|250 000 km<sup>3</sup>}} (pari a circa lo 0,02% del totale) sono acque dolci nei [[lago|laghi]], nei
* 13 000 km<sup>3</sup> sono [[vapore acqueo]] nell'[[atmosfera]].
Minore, ma tutt'altro che trascurabile, fu anche l'importanza dei mari interni, soprattutto il [[mar Mediterraneo]], che facilitavano i [[commercio|commerci]] e i contatti [[cultura]]li fra popoli lontani, con la formazione di civiltà prevalentemente dedicate al commercio (anzitutto i [[Fenici]]).<ref>{{Cita|Montevecchi}}.</ref>
L'importanza dell'acqua è riconosciuta nelle [[religione|religioni]] e nei [[filosofia|sistemi filosofici]] sin dai tempi [[età antica|antichi]].<ref>{{Cita|Hidiroglou}}.</ref> Molte religioni venerano [[dio|dei]] legati all'acqua o i corsi d'acqua stessi (ad esempio, il [[Gange]] è una dea per l'[[induismo]]).<ref>{{Cita|Herbert}}.</ref> Ancora, [[semidio|semidivinità]] particolari, chiamate [[Ninfa (mitologia)|Ninfe]], sono posti nella mitologia greca a guardia di particolari fonti d'acqua.<ref>{{Cita|Becatti}}.</ref> L'acqua, poi, fu considerata un elemento primigenio presso molti popoli, anche molto lontani fra loro; ad esempio in [[Cina]] venne identificata con il caos, da cui ha avuto origine l'universo, mentre nella [[Genesi]] compare già nel secondo versetto, prima della luce e delle terre emerse. Anche il filosofo greco [[Talete]] associò l'acqua all{{'}}
[[File:Ludovisi throne Altemps Inv8570.jpg|thumb|Bassorilievo centrale del [[Trono Ludovisi]] ([[Roma]], [[Museo Nazionale Romano|Palazzo Altemps]]), raffigurante [[Afrodite]] che viene sollevata dalle acque]]
L'indispensabilità dell'acqua per il fiorire della [[vita]] colpì molte civiltà. Ad esempio, nella lingua sumera "a" significa sia "acqua" sia "generazione". Nella maggior parte delle [[religione|religioni]], quindi, l'acqua è diventata un simbolo di rinnovamento e perciò di benedizione divina.<ref>cfr. ad esempio [[Libro di Isaia|Is.]] 35, 6 e [[Libro di Ezechiele|Ez.]] 47, 1-12.</ref> Essa compare logicamente nei riti di "[[Purificazione (Scintoismo)|purificazione]]" e di [[Rinascita (religione)|rinascita]] di molti [[culto|culti]], ad esempio nei riti di immersione del [[Battesimo|battesimo cristiano]] e nelle [[abluzione|abluzioni]] dell'[[ebraismo]] e dell'[[islam]]. Anche nello [[scintoismo]] l'acqua è usata nei rituali di purificazione di persone o luoghi.<ref>{{Cita|Ono}}.</ref>
La tradizione sapienzale [[misticismo|mistica]] [[ebraismo|ebraica]] della [[Cabala ebraica]] individua nell'acqua il simbolo della [[Sefirot|Sefirah]] [[Chessed]] indicante la qualità divina della [[Misericordia]], della gentilezza e della grandezza; molti i riferimenti della [[Torah]] all'acqua, anche suo simbolo. Secondo l'esegesi ebraica lo stesso termine
[[Mircea Eliade]] ha studiato analiticamente i miti acquatici nelle varie religioni: "Le acque simboleggiano la totalità delle virtualità". Eliade ha considerato:
* le Acque e i Germi;
* le [[cosmogonia|cosmogonie]] acquatiche (in [[India]], nell{{'}}''[[Enûma Eliš]]'' della [[mitologia babilonese]]);
* le ilogenie (origine del genere umano o di una razza dalle acque);
* l{{'}}[[acqua della vita]] (l'acqua ringiovanisce e dà la vita eterna);
* il simbolismo dell'immersione;
* il [[battesimo]];
* la sete del morto (l'evangelica [[Parabola di Lazzaro e il ricco Epulone]], presso i [[Greci]], in [[Mesopotamia]], nell'antico [[Egitto]]);
* le fonti miracolose ed oracolari (già dal [[Neolitico]], poi ad esempio la [[delfi]]ca [[Pizia]]);
* le [[epifania|epifanie]] acquatiche e le divinità delle acque;
* le [[Ninfa (mitologia)|ninfe]];
* [[Poseidone]] ed [[Ægir]];
* gli animali ed emblemi acquatici (dragoni, delfini, serpenti, conchiglie, pesci, ecc., che regolano la fecondità del mondo e hanno la forza sacra dell'abisso);
* il simbolismo del [[Diluvio universale|diluvio]].<ref>''Trattato di storia delle religioni'', ed. Universale [[Bollati Boringhieri]], Torino, 2009, capitolo 5.</ref>
L'attribuzione all'acqua di caratteristiche negative è molto più rara e recente. Nel [[XVI secolo]], durante l'epidemia della peste, si pensò che l'acqua favorisse il [[contagio]], "aprendo" i [[poro (biologia)|pori]] della pelle attraverso cui si sarebbero infiltrati i presunti agenti patogeni, chiamati ''seminaria'', per cui si riteneva che il lavaggio del corpo indebolisse l'organismo, ed era pertanto sconsigliato.<ref>{{cita web | 1 = http://leonardodavinci.csa.fi.it/osservatorio/infea/html/igiene/peste.htm | 2 = Acqua e peste | 3 = 23-12-2008 | urlarchivio = https://web.archive.org/web/20090112183252/http://leonardodavinci.csa.fi.it/osservatorio/infea/html/igiene/peste.htm | dataarchivio = 12 gennaio 2009 | urlmorto = sì }}</ref>
* [[Filtrazione (chimica)|Filtrazione]]<ref>{{Cita|Polizzotti|pp. 65-68}}.</ref>
Una forma di [[inquinamento]] è rappresentata dallo scarico nell'ambiente di acque residue di processi industriali non opportunamente trattate (
== Immagini 3D della molecola ==
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