Les propriétés de l’eau, généralités

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Les propriétés physiques et chimiques de l’eau : généralités et curiosités.

L’eau est vitale pour la vie !

Elle couvre 70% de la planète, c’est une molécule simple aux propriétés complexes.

Une des rares substance à exister dans la nature sous les trois formes : gaz, liquide et solide.

Propriétés générales

Contrairement à la plupart des liquides :

– l’eau se dilate en se solidifiant,
– elle se contracte à la fusion,
– elle atteind sa densité maximale à 4°C,
– sa viscosité diminue lorsqu’on la comprime,
– elle a des propriétés électriques et thermiques uniques,
– elle accumule une quantité de chaleur anormalement élevée,
– sa température d’ébullition est très supérieure à celle attendue.

À la fin des années 1700, Lavoisier et Cavendish, séparément, découvrent que l’eau se compose :
– d’air inflammable (hydrogène) et
– d’air vital (oxygène)

En fait, l’eau est composée de deux atomes d’hydrogène et d’un atome d’oxygène.

Symbole H2O : oxyde d’hydrogène.

Masse atomique ou moléculaire

L’eau est composé d’un atome d’oxygène et de deux atomes d’hydrogène.

Oxygène : 16 grammes.
Hydrogène: 2*1 grammes.

Masse molaire de l’eau : 18 grammes.

Liaisons covalentes

Chaque atome d’oxygène est solidaire des deux hydrogènes par des liaisons chimiques. Singularité de l’eau : chaque atome d’oxygène a des relations particulières avec les atomes d’hydrogène des molécules voisines baptisées les liaisons hydrogène :
– ces liaisons se font et de défont des milliards de fois par seconde,
– elles sont responsables de la formation de réseaux d’hexagones,
– il en résulte une sorte d’arrangement à la manière des cristaux, plutôt qu’une anarchie chaotique comme pour la plupart des liquides,
– ceci explique que l’eau est anormalement stable.

Curiosités de l’eau :

1) La glace flotte sur l’eau : la densité de la glace est 8% inférieure à celle de l’eau liquide.

Ceci qui entraîne que 8% de la masse d’un glaçon se trouve au dessus de la surface ou vision plus large : 8% de la masse des icebergs est en surface.

2) Le passage eau glace se fait avec dilatation : si l’eau occupe un volume contraint, le récipient subit une pression colossale (plus de 2000 bars).

La quasi-totalité des liquides ont la propriété inverse: ils se contractent en se solidifiant.

3) Étoiles à 6 branches : les flocons de neige ont la forme d’étoiles à 6 branches. Les molécules d’eau s’organisent en réseaux hexagonaux. Il existe 12 variétés de glace (voir articles suivants).

L’eau référentielle de nos unités de mesures physiques.

Température : par définition de l’échelle des degrés Celsius, sous pression atmosphérique normale.

Point de fusion : 0°C
Point d’ébullition : 100°C

Par définition, la calorie est la quantité de chaleur nécessaire pour élever la température de l’eau de 14,5 à 15,5°C de 1 gramme d’eau distillée.

En savoir plus

Les propriétés physiques et chimiques de l’eau
Les propriétés isotopiques et moléculaires de l’eau

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