L’ACQUA

Cos’è l’acqua? Proprietà chimiche e fisiche dell’acqua

Stati dell’acquaL’inquinamento dell’acqua

Il ciclo dell’acqua

Ringraziamenti

Storia dell’acqua

Cos’è l’acqua?

L'acqua è il composto più diffuso in natura, ed è formata da due tipi di atomi. Uno di questi è l’idrogeno e

l'altro l’ossigeno. Una molecola di acqua è fatta da tre atomi: uno di ossigeno e

due di idrogeno. L'idrogeno ha un protone nel nucleo, l'ossigeno ne ha

otto. Ci sono anche particelle non cariche nel nucleo: i neutroni. Gli atomi

sono composti inoltre da elettroni di carica negativa, che si muovono intorno al nucleo. L'attrazione fra i protoni e gli

elettroni è ciò che tiene insieme l’atomo.

Proprietà fisiche e chimiche dell’acquaQuali soli le proprietà chimiche e fisiche dell’acqua?

Le proprietà fisiche di una sostanza sono le proprietà riguardanti la sua apparenza.

Le proprietà chimiche sono proprietà che si rapportano ai legami chimici di una sostanza.

Proprietà fisiche

Densità: è il peso di una determinata

quantità di acqua, ed è espressa in i

chilogrammi per metro cubo. 

Proprietà termiche: si riferiscono a ciò che accade

all'acqua quando è riscaldata; a quale temperatura si trasforma

in gas ecc.

Conducibilità: indica la quantità di elettricità che l'acqua può condurre ed

è espressa con una grandezza fisica.

Viscosità: indica la consistenza dell'acqua. Quando la temperatura aumenta, la viscosità

diminuisce.

Proprietà chimiche

Assorbimento della luce: quantità di luce che una determinata quantità di

acqua può assorbire nell’unità di tempo

pH: il pH ha propria scala, che va da 1 a 14. Il pH

indica se una sostanza è acida (pH 1-6), neutra (pH

7) o basica (pH 8-14). Il numero di atomi

dell'idrogeno nella sostanza ne determina il

pH. Una sostanza che contiene molti atomi di

idrogeno e' acida. Possiamo misurare il pH

imbevendo una carta speciale della sostanza: il

colore che essa assume ne indica il pH.

Alcalinità: capacità

dell'acqua di neutralizzare un

acido o una base, di modo che il

suo pH non vari.

Stati dell’acqua

L'acqua è l’unica sostanza che troviamo, in natura, in tutti e tre gli stati di aggregazione. L'acqua si può trovare allo stato gassoso quando supera il punto di

ebollizione (100°C), e diventa vapore acqueo. Quanto velocemente l'acqua evapora dipende dalla temperatura; più la temperatura è alta, più l'acqua evapora

velocemente.

I passaggi dallo stato liquido a quello solido o a allo stato aeriforme sono denominati cambiamenti di fase (o stato). Quando una sostanza come l'acqua cambia la fase, il

suo aspetto fisico cambia, ma non le su proprietà chimiche. Ciò avviene perché la sua struttura chimica rimane la stessa, ma le molecole di cui essa è formata si muovono: maggiormente (quando aumenta la sua temperatura), minormente (quando la sua temperatura scende). Nello stato solido le molecole di acqua sono piuttosto vicine l'una all'altra, mentre nello stato liquido sono un po’ più lontane. L'acqua diventa

liquida a seguito della separazione delle molecole. Quando l'acqua si trasforma da liquido in un gas, significa che è stato fornito il calore necessario a rompere il

legame idrogeno tra le molecole, che si allontanano ulteriormente.

AeriformeLiquidoSolido

Legame a idrogenoCome sono tenute insieme le molecole

d'acqua?

Gli atomi di idrogeno sono attratti ad altri atomi come gli atomi di ossigeno. Gli

elettroni sono attirati più vicino all'atomo di ossigeno, a causa della sua maggiore

elettronegatività. Di conseguenza l'atomo di ossigeno ha una parziale carica negativa e gli atomi di idrogeno hanno una parziale

carica positiva. Gli atomi di idrogeno aventi una parziale carica positiva sono quindi

attratti dagli atomi di ossigeno aventi una parziale carica negativa. Tali forze

dell'attrazione sono denominate legami a idrogeno. Le forze che tengono insieme due

molecole in un legame a idrogeno sono molto più forti di quelle esistenti fra le molecole e gli idrocarburi. I legami ad

idrogeno possono anche essere formati fra gli atomi di idrogeno e di zolfo o azoto,

tipicamente gruppi NH2- e di SH-.

Il ciclo dell’acqua

L’acqua nel terreno

Come funziona il ciclo?

Dov’è l’acqua?

L’acqua nel terreno

Il terreno è composto da tipi differenti di strati verticali, detti strati acquiferi.

L'acqua nel terreno si differenzia in due tipi: freatica quando è delimitata in basso

da uno strato impermeabile e in alto da roccia permeabile; artesiana quando è

racchiusa tra due strati di roccia impermeabile. Questa può essere un lago

o un corso d'acqua. L'acqua freatica si muove normalmente da punti ad elevata altezza e pressione verso zone ad altezze

e pressioni più basse. Nella falda artesiana, essendo compressa, c’è una

maggiore pressione.

Come si diffonde l'acqua nel terreno?

Dov’è l’acqua?

L'acqua si trova ovunque sulla terra, dato che la maggior parte del nostro pianeta e' fatto di acqua. Sul terreno l'acqua si trova soprattutto all'aperto in corsi d'acqua, laghi, paludi e riserve. Essa e' chiamata acqua superficiale.Quello che non possiamo vedere è l'acqua nel sottosuolo, che si trova sotto forma di acqua freatica. L'acqua freatica è acqua piovana che si è infiltrata nel terreno attraverso i pori. Il terreno consiste in diversi strati che contengono determinate quantità di acqua. Lo strato che è fatto di acqua freatica è chiamato strato di saturazione. Quando piove lo strato di saturazione diventa più ampio come conseguenza dell'espansione dell'acqua freatica. Infine l'acqua si può trovare in stato aereiforme nel cielo sottoforma di nebbia o nube.

Come funziona il ciclo?

Innanzitutto l'acqua che troviamo in superficie arriva grazie alle piogge. Una parte delle precipitazioni cade sul terreno e si infiltra nel sottosuolo, un'altra parte evapora e torna all'atmosfera. Le acque di scorrimento fluiscono in corsi d'acqua, laghi, paludi e nelle riserve. Le precipitazioni che si infiltrano nel suolo si muovono verso il basso attraverso i pori presenti nel terreno. L'acqua freatica si muove lentamente verso la superficie in corsi d'acqua ed in laghi. Infine, tutte le precipitazioni ad un certo punto finiscono in acque superficiali. Quindi lo strato superiore dell'acqua evapora ed risale verso il cielo a formare le nubi. Quando la pressione cresce a causa dei continui apporti di acqua, le nubi si muovono verso l'interno e comincia piovere. Il ciclo intero come descritto sopra ricomincia e continua senza interruzione.

L’inquinamento dell’acqua

Cos’è l’inquinamento dell’acqua?

Come si rileva l’inquinamento dell’acqua?

Cos’è l’inquinamento termico?

Cos’è l’eutrofizzazione

?

Perché a volte l’acqua puzza di uova marce?

Perché ci sono le piogge acide?

Cos’è l’inquinamento dell’acqua?E cosa inquina l’acqua?

L'inquinamento dell'acqua è ogni cambiamento chimico, fisico o biologico dell’acqua che ha un effetto nocivo su chi la beve o vive in essa. Ci sono parecchie classi di inquinanti

acquatici: i primi sono agenti che causano malattie come batteri, virus, e vermi parassitici che entrano nei sistemi di fognatura e in acqua non trattata; una seconda categoria di

inquinanti per acqua sono i rifiuti che consumano ossigeno. Quando le numerose popolazioni di batteri di decomposizione convertono i rifiuti, i livelli dell'ossigeno nell'acqua si possono esaurire; una terza categoria di inquinanti sono le sostanze

inorganiche solubili in acqua, quali gli acidi, i sali e i metalli tossici. Grandi quantità di questi composti rendono l'acqua inadatta da bere e causano la morte della vita acquatica;

un'altra categoria di inquinanti sono sostanze nutrienti come nitrati e fosfati solubili in acqua che causano uno sviluppo eccessivo delle alghe e di altre piante acquatiche, che esauriscono le riserve di ossigeno dell'acqua. L'acqua può anche essere inquinata da

residui organici quali oli, plastiche e antiparassitari, che sono nocivi per gli esseri umani e per gli animali presenti nell'acqua. Una categoria molto pericolosa sono i sedimenti

sospesi, perché causano una diminuzione nell'assorbimento della luce da parte dell'acqua.

Dal 1950 al 1995 la quantità d’acqua dolce disponibile  pro capiteè diminuita da 17000 a

7500 metri cubi! 

Come si rileva l’inquinamento dell’acqua?

L'inquinamento dell'acqua viene rilevato in laboratori, in cui piccoli campioni di acqua sono analizzati per differenti agenti inquinanti. Allo

stesso scopo si possono anche usare organismi viventi, come alcuni pesci. Cambiamenti nel loro

comportamento o crescita ci mostrano che l'acqua in cui vivono e' inquinata. Proprietà

specifiche di questi organismi possono fornire informazioni sul tipo di inquinamento del loro ambiente naturale. Laboratori usano anche

modelli di calcolo per determinare quali pericoli ci possono essere in determinate acque: si importano i dati posseduti sull'acqua nel

calcolatore ed esso determina se l'acqua ha qualche tipo di impurità.

Perché ci sono le piogge acide? L'acqua piovana tipica ha un pH di circa 5 -

6. Ciò significa che è naturalmente un liquido neutro, leggermente acido. Durante le

precipitazioni l'acqua piovana dissolve gas quali l’anidride carbonica e l'ossigeno. Le

industrie emettono al giorno d'oggi quantità elevate di gas acidificanti, quali ossidi

solforici e monossido di carbonio. Anche tali gas si dissolvono in acqua piovana e ciò

causa un cambiamento nel pH della precipitazione (pH della pioggia) che avra' un valore inferiore a 4. Quando una sostanza ha un pH inferiore a 6.5, è acida. Più basso e' il pH, più acida sara' la sostanza. Ecco perchè la pioggia con un pH più basso, dovuto alle emissioni industriali dissolte, è chiamata

pioggia acida.

Cos’è l’inquinamento termico?

Esistono diversi effetti sulla biologia degli ecosistemi quando gli affluenti riscaldati raggiungono le acque di cui sono immissari. Un aumento della temperatura implica una

diminuzione nella solubilità dell'ossigeno. Qualsiasi riduzione del tenore in ossigeno dell'acqua, può provocare la perdita di specie sensibili.

L'effetto ambientale più nocivo consiste nei molti organismi che possono venire risucchiati attraverso la presa d'acqua della centrale elettrica. Creature più grandi, vengono uccise sugli schermi della presa, mentre le specie più piccole attraversano l'impianto. Anche le

alghe possono essere danneggiate, con danni permanenti al meccanismo fotosintetico. La temperatura dell'acqua cambia lentamente, perché essa può ricevere una grande

quantità di calore senza un'elevata variazione di temperatura. Questa alta capacità termica protegge gli organismi viventi dalle variazioni di temperatura tenendola costante,

l’acqua è inoltre un'eccellente agente refrigerante per il motore delle automobili, le centrali elettriche ed i processi industriali che producono calore. Ma quando l'acqua usata nell'industria, è molto calda e viene immessa in un fiume, incrementa la temperatura di

questo, riducendo la quantità di ossigeno nel fiume e ciò può interessare il livello di ossigeno libero disponibile per gli organismi.

Eutrofizzazione significa naturale arricchimento di sostanze nutrienti in corsi

d'acqua e laghi. Tale arricchimento è spesso favorito dalle attività umane, quale

l'agricoltura. Col tempo, i laghi diventano quindi eutrofici a causa dell'aumento di

queste sostanze. L'eutrofizzazione è principalmente causata da un aumento nei

livelli di zolfo e azoto ed ha un'influenza negativa sulla vita acquatica. Ciò avviene

perché le alghe si sviluppano maggiormente e di conseguenza l'acqua assorbirà meno

luce e determinati batteri diventeranno più attivi. Questi batteri esauriscono

ulteriormente i livelli di ossigeno, in modo che solo alcuni batteri possono rimanere

attivi. Ciò rende la vita acquatica impossibile per i pesci e per altri organismi.

Cos’è l’eutrofizzazione?

Perché a volte l’acqua puzza di uova marce?

Quando l'acqua è arricchita di sostanze nutrienti, i batteri anaerobici, che non

hanno bisogno della presenza di ossigeno per esercitare le proprie funzioni, diventano altamente attivi. Questi batteri producono

determinati gas durante le loro attività: uno di questi gas è il solfuro di idrogeno. Esso

odora come le uova marce. Quando l'acqua odora come le uova che marce si può

quindi dire che vi è presente dell'idrogeno, a causa della mancanza di ossigeno

nell'acqua specifica.

La storia dell’acqua

L’acqua nacque quattro miliardi e mezzo di anni fa, nelle profondità dell’universo. La terra, non essendo ancora completamente formata, era composta prevalentemente da vulcani. Questi

liberavano nell’atmosfera dei gas ricchi di vapore acqueo, che permisero la formazione di nubi. Nel corso dei millenni, la terra si raffreddò e il vapore, condensandosi, ricadde sulla crosta

terrestre sotto forma di pioggia. A favorire la formazione di questa importantissima fonte di

vita, furono anche le comete, costituite essenzialmente da ghiaccio e frammenti di

roccia.  Questo fenomeno favorì la formazione di fiumi, laghi e oceani, dove, milioni di anni più tardi, sarebbero comparse le prime forme di

vita, che apparvero 3,5 miliardi di anni fa nelle acque oceaniche. Per milioni di anni l’acqua

rimase l’unico ambiente in cui poteva manifestarsi la vita.

Circa 4 milioni di anni fa comparvero i primi ominidi.

Evolvendo, l’uomo cominciò a influire sempre più sulla "storia" dell’acqua: dalle prime cisterne per raccogliere l'acqua piovana nell'età del bronzo, agli imponenti acquedotti romani, alle moderne reti idriche.

Noi primitivi siamo stati i primi a coltivare la terra.

Noi abbiamo imparato che un seme grazie all'acqua rinasce a nuova vita e

permette anche la nostra sopravvivenza. 

Per nutrirci abitiamo vicino ai fiumi e ai laghi che sfruttiamo per allevare il

bestiame.

L'acqua è una fonte di vita naturale e serve a rinfrescarci il corpo dentro e

fuori

Acquedotti Romani

Noi Romani abbiamo costruito gli acquedotti per trasportare l'acqua alle città. Tramite condutture in piombo, legno o argilla,

l'acqua arrivava agli edifici e alle fontane. Per attraversare i fiumi abbiamo costruito i ponti, come il Ponte di Tiberio a Rimini. Dall'acqua del mare abbiamo preso il sale. Il fiume

Tevere ci è servito per trasportare i prodotti dell'agricoltura e per ricevere merci dal mare.

Il mare era abbastanza vicino a Roma per offrire i suoi vantaggi: abbiamo costruito i porti per sfruttarlo al meglio.

Pensato da: Realizzato da: Con la partecipazione straordinaria di:

Primiano CentonzaPrimiano CentonzaPrimiano Centonza