Các tính chất của nước

ĐỀ TÀI: CÁC TÍNH CHẤT CỦA NƯỚC

i


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG BÀI TẬP NHÓM

Ký hiệu

Đơn vị

pm

1x10-12m

M

g/mol

Khối lượng một mol một nguyên tố
hoặc hợp chất hóa học

TDS

ppm

Tổng chất rắn hịa tan

EC

dS/m hoặc μS/cm

Nghĩa

Đơn vị đo chiều dài trong hệ mét

Độ dẫn điện

ii


MỤC LỤC
BẢNG ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ THỰC HIỆN CÔNG VIỆC NHÓM ............... Error!
Bookmark not defined.
LỜI CẢM ƠN ................................................................... Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG ANH DÙNG TRONG BÀI TẬP
NHÓM ............................................................................... Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT ........ Error! Bookmark not defined.
DÙNG TRONG BÀI TẬP NHÓM ................................. Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU DÙNG TRONG BÀI TẬP NHÓM ............................ii
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ ................... Error! Bookmark not defined.
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU .................................... Error! Bookmark not defined.
MỤC LỤC ......................................................................... Error! Bookmark not defined.
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1.

Lý do chọn đề tài ............................................................................................... 1

2.

Mục tiêu nghiên cứu ......................................................................................... 1

3.

Nội dung nghiên cứu......................................................................................... 1

4.

Phương pháp nghiên cứu ................................................................................. 1

5.

Bố cục bài tập nhóm ......................................................................................... 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC ...................................................................... 2
1.1 Khái niệm.............................................................................................................. 2
1.1.1 Nước là gì ....................................................................................................... 2
.......................................................................................................................................... 3
1.2 Cấu tạo phân tử nước .......................................................................................... 3
1.3 Tính lưỡng cực ..................................................................................................... 3
1.4 Phân tử nước ........................................................................................................ 4
1.5 Liên kết Hidro ...................................................................................................... 5
1.6 Phân loại ............................................................................................................... 6
1.7 Hương vị và mùi ................................................................................................... 9

iii


1.8 Màu sắc và hình dáng ........................................................................................ 10
CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA NƯỚC .................................................. 11
2.1

.Tính chất vật lý .............................................................................................. 11

2.1.1.

Phân tử nước ở thể lỏng:...................................................................... 11

2.1.2.

Phân tử nước ở thể khí: ....................................................................... 13

2.1.3.

Độ dẫn điện của nước: ......................................................................... 14

2.2

. Tính chất hóa học ......................................................................................... 17

2.2.1

Thành phần hóa học ............................................................................. 17

2.2.2

Tính chất phản ứng hóa học đặc trưng của nước ........................... 17

3.1. Trong sức khỏe .................................................................................................. 22
3.2. Trong đời sống .................................................................................................. 23
3.3. Trong nông nghiệp ............................................................................................ 24

3.4. Trong công nghiệp ............................................................................................ 25
3.5. Trong thực phẩm ........................................................................................... 26
3.5.1. Nước là thành phần chính trong nhiều loại thực phẩm ......................... 27
3.5.2. Nước tham gia vào tạo sản phẩm, xử lý sản phẩm ................................. 28
3.5.3. Hoạt độ nước là gì? .................................................................................... 29
CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN ........................................................................................... 32
4.1

.Kết luận: ......................................................................................................... 32

4.2.Kiến nghị: ........................................................................................................... 32

iv


MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài
Như chúng ta đã biết, 75% diện tích Trái đất được bao phủ bởi nước, cho ta thấy
được vai trò quan trọng của nước trong quá trình hình thành, duy trì và phát triển sự
sống trên toàn trái đất. Nước tham gia vào gần như tất cả các cấu trúc, các chu trình
sống trên thế trái đất.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Tìm hiểu về khái niệm của nước
Tìm hiểu các tính chất của nước
Ý nghĩa thực tiễn của nước
3. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu về cấu tạo phân tử của nước
Nghiên cứu các tính chất hóa lý của nước
Các ứng dụng của nước
4. Phương pháp nghiên cứu

Phương pháp tham khảo, tổng hợp tài liệu
5. Bố cục bài tập nhóm
Ngồi phần mở đầu và kết luận, nội dung của bài tập nhóm được trình bày trong
bố cục chương có cấu trúc như sau:
Chương 1. Tổng quan về nước
Chương 2. Tính chất hóa lý của nước
Chương 3. Vai trò và ứng dụng của nước
Chương 4. Kết luận

1


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NƯỚC
1.1 Khái niệm
1.1.1 Nước là gì
- Nước là một chất lỏng thơng dụng khơng màu, khơng mùi, là hợp chất hóa học
giữa hiđro và oxi, có cơng thức hóa học H2O. Nước là dung mơi phân cực, nó
được dùng để hịa tan nhiều chất, và được coi là dung môi bậc nhất đối với con
người và các loài sinh vật.
- Theo Luật Tài Nguyên Nước: “Nước là tài nguyên đặc biệt nghiêm trọng, là
thành phần thiết yếu của sự sống và môi trường, quyết định sự tồn tại, phát triển
bền vững của đất nước, mặt khác nước cũng gây ra tai họa cho con người và môi
trường”. Tiếp cận về nước rất đa dạng, trên các phương diện lý hóa khác nhau có
một số khái niệm được đưa ra như sau:
- Nước là một hợp chất hóa học của oxi và hirđro có cơng thức hóa học là H 2O.
Với các tính chất hóa lí đặc biệt (ví dụ như tính lưỡng cực, liên kết hiđro và tính
bất thường của khối lượng riêng). 70% diện tích của trái đất được nước che phủ
nhưng chỉ 0,3% tổng lượng nước trên Trái Đất nằm trong các nguồn có thể khai
thác dùng làm nước uống.
- Trên phương diện pháp lý, theo khoản 1 Điều 3 Luật Tài nguyên Nước: Nước là

một thành phần của môi trường, nước là khái niệm chỉ có dạng tích tụ nước tự
nhiên hoặc nhân tạo có thể khai thác sử dụng được bao gồm: sông, suối, kênh,
rạch, biển, hồ, đầm, ao, các tầng nước dưới đất, mưa, băng, tuyết và các dạng tích
tụ khác.

2


Hình 1.1: Phân tử nước trong giọt nước
1.2 Cấu tạo phân tử nước
Phân tử nước bao gồm hai nguyên tử hiđrơ và một
ngun tử oxy. Về mặt hình học thì phân tử nước
có góc liên kết là 104,45°. Do các cặp điện tử tự
do chiếm nhiều chỗ nên góc này sai lệch đi so với
góc lý tưởng của hình tứ diện. Chiều dài của liên
kết O-H là 96,84 picơmét.
Hình 1.2: Mơ hình phân tử nước

1.3 Tính lưỡng cực
Oxy có độ âm điện cao hơn hiđro.Việc cấu tạo thành hình ba góc và việc tích điện từng
phần khác nhau của các ngun tử. Nó đã dẫn đến cực tính dương ở các nguyên tử
hiđro và cực tính âm ở nguyên tử oxy, gây ra sự lưỡng cực. Dựa trên hai cặp điện tử
đơn độc của nguyên tử ôxy. Lý thuyết VSEPR đã giải thích sự sắp xếp thành góc của
hai ngun tử hiđro. Việc tạo thành moment lưỡng cực và vì vậy mà nước có các tính
chất đặc biệt. Vì phân tử nước có tích điện từng phần khác nhau. Cho nên một số sóng
điện từ nhất định như sóng cực ngắn. Nó có khả năng làm cho các phân tử nước dao

3

động. Điều này dẫn đến việc nước được đun nóng. Hiện tượng này được áp dụng để
chế tạo lò vi sóng.

Hình 1.3: Liên kết lưỡng cực trong phân tử nước

1.4 Phân tử nước
- Các phân tử nước tương tác lẫn nhau thơng qua liên kết hiđro và nhờ vậy có lực hút
phân tử lớn. Đây không phải là một liên kết bền vững. Liên kết của các phân tử nước
thông qua liên kết hiđro chỉ tồn tại trong một phần nhỏ của một giây, sau đó các phân
tử nước tách ra khỏi liên kết này và liên kết với các phân tử nước khác.

Hình 1.4: Phân tử nước

4


1.5 Liên kết Hidro
Đường kính nhỏ của nguyên tử hiđro đóng vai trị quan trọng cho việc tạo thành các
liên kết hiđro, bởi vì chỉ có như vậy ngun tử hiđrơ mới có thể đến gần ngun tử ơxy
một chừng mực đầy đủ. Các chất tương đương của nước, thí dụ như đihidro
sulfua (H2S), không tạo thành các liên kết tương tự vì hiệu số điện tích q nhỏ giữa
các phần liên kết. Việc tạo chuỗi của các phân tử nước thông qua liên kết cầu nối hiđro
là nguyên nhân cho nhiều tính chất đặc biệt của nước, thí dụ như nước mặc dù có khối
lượng mol nhỏ vào khoảng 18 g/mol vẫn ở thể lỏng trong điều kiện tiêu chuẩn.Ngược
lại, H2S tồn tại ở dạng khí cùng ở trong những điều kiện này. Nước có khối lượng
riêng lớn nhất ở 4 độ Celcius và nhờ vào đó mà băng đá có thể nổi lên trên mặt nước;
hiện tượng này được giải thích nhờ vào liên kết cầu nối hiđrơ.

Hình 1.5: Liên kết hiđro

5


1.6 Phân loại
Theo mục đích sử dụng
Nước sử dụng cho đời sống hàng ngày
Nước sử dụng cho công nghiệp
Nước sử dụng cho nông nghiệp
Nước sử dụng cho giao thông vận tải
Và những mục đích sử dụng khác…
Theo nguồn gốc
Tùy theo tính chất và đặc điểm của các nguồn nước cũng như yêu cầu quản lý và sử
dụng chúng, phân chia nguồn nước nói chung thành từng loại nước như sau:
“Nước mặt”: là nước trong sông, hồ hoặc nước ngọt trong vùng đất ngập nước. Nước
mặt được bổ sung một cách tự nhiên bởi giáng thủy và chúng mất đi khi chảy vào đại
dương, bốc hơi và thấm xuống đất.Lượng giáng thủy này được thu hồi bởi các lưu vực,
tổng lượng nước trong hệ thống này tại một thời điểm cũng tùy thuộc vào một số yếu
tố khác. Các yếu tố này như khả năng chứa của các hồ, vùng đất ngập nước và các hồ
chứa nhân tạo, độ thấm của đất bên dưới các thể chứa nước này, các đặc điểm của dòng
chảy mặt trong lưu vực, thời lượng giáng thủy và tốc độ bốc hơi địa phương. Tất cả các
yếu tố này đều ảnh hưởng đến tỷ lệ mất nước. Sự bốc hơi nước trong đất, ao, hồ, sông,
biển; sự thoát hơi nước ở thực vật và động vật..., hơi nước vào trong khơng khí sau đó
bị ngưng tụ lại trở về thể lỏng rơi xuống mặt đất hình thành mưa, nước mưa chảy tràn
trên mặt đất từ nơi cao đến nơi thấp tạo nên các dịng chảy hình thành nên thác, ghềnh,
suối, sơng và được tích tụ lại ở những nơi thấp trên lục địa hình thành hồ hoặc được
đưa thẳng ra biển hình thành nên lớp nước trên bề mặt của vỏ trái đất. Trong quá trình
chảy tràn, nước hịa tan các muối khống trong các nham thạch nơi nó chảy qua, một
số vật liệu nhẹ khơng hòa tan được cuốn theo dòng chảy và bồi lắng ở nơi khác thấp
hơn, sự tích tụ muối khống trong nước biển sau một thời gian dài của quá trình lịch sử
của quả đất dần dần làm cho nước biển càng trở nên mặn. Có hai loại nước mặt là nước

6


ngọt hiện diện trong sông, ao, hồ trên các lục địa và nước mặn hiện diện trong biển, các
đại dương mênh mông, trong các hồ nước mặn trên các lục địa.
“Nước ngọt”: Nước ngọt hay nước nhạt là loại nước chứa một lượng tối thiểu các muối
hòa tan, đặc biệt là clorua natri (thường có nồng độ các loại muối hay còn gọi là độ
mặn trong khoảng 0, 01 - 0, 5 ppt hoặc tới 1 ppt), vì thế nó được phân biệt tương đối rõ
ràng với nước lợ hay các loại nước mặn và nước muối. Tất cả các nguồn nước ngọt có
xuất phát điểm là từ các cơn mưa được tạo ra do sự ngưng tụ tới hạn của hơi nước
trong khơng khí, rơi xuống ao, hồ, sơng của mặt đất cũng như trong các nguồn nước
ngầm hoặc do sự tan chảy của băng hay tuyết. Nước ngọt là nguồn tài nguyên tái tạo,
tuy vậy mà việc cung cấp nước ngọt và sạch trên thế giới đang từng bước giảm đi. Nhu
cầu nước đã vượt cung ở một vài nơi trên thế giới, trong khi dân số thế giới vẫn đang
tiếp tục tăng làm cho nhu cầu nước càng tăng. Sự nhận thức về tầm quan trọng của việc
bảo vệ nguồn nước cho nhu cầu hệ sinh thái chỉ mới được lên tiếng gần đây. Trong
suốt thế kỷ 20, hơn một nửa các vùng đất ngập nước trên thế giới đã bị biến mất cùng
với các môi trường hỗ trợ có giá trị của chúng. Các hệ sinh thái nước ngọt mang đậm
tính đa dạng sinh học hiện đang suy giảm nhanh hơn các hệ sinh thái biển và đất liền.
“Nước dưới đất”: Nước ngầm hay còn gọi là nước dưới đất, là nước ngọt được chứa
trong các lỗ rỗng của đất hoặc đá. Nó cũng có thể là nước chứa trong các tầng ngậm
nước bên dưới mực nước ngầm. Đơi khi người ta cịn phân biệt nước ngầm nông, nước
ngầm sâu và nước chôn vùi. "Nước ngầm là một dạng nước dưới đất, tích trữ trong các
lớp đất đá trầm tích bở rời như cặn, sạn, cát bột kết, trong các khe nứt, hang caxtơ dưới
bề mặt trái đất, có thể khai thác cho các hoạt động sống của con người". Tài nguyên
nước và hiện trạng sử dụng nước. Nước ngầm cũng có những đặc điểm giống như nước
mặt như: nguồn vào (bổ cấp), nguồn ra và chứa. Sự khác biệt chủ yếu với nước mặt là
do tốc độ luân chuyển chậm (dòng thấm rất chậm so với nước mặt), khả năng giữ nước
ngầm nhìn chung lớn hơn nước mặt khi so sánh về lượng nước đầu vào. Nguồn cung

cấp nước cho nước ngầm là nước mặt thấm vào tầng chứa. Các nguồn thoát tự nhiên
như suối và thấm vào các đại dương. Theo độ sâu phân bố, có thể chia nước ngầm

7


thành nước ngầm tầng mặt và nước ngầm tầng sâu. Ðặc điểm chung của nước ngầm là
khả năng di chuyển nhanh trong các lớp đất xốp, tạo thành dòng chảy ngầm theo địa
hình. Nước ngầm tầng mặt thường khơng có lớp ngăn cách với địa hình bề mặt. Do
vậy, thành phần và mực nước biến đổi nhiều, phụ thuộc vào trạng thái của nước mặt.
Loại nước ngầm tầng mặt rất dễ bị ô nhiễm. Nước ngầm tầng sâu thường nằm trong lớp
đất đá xốp được ngăn cách bên trên và phía dưới bởi các lớp khơng thấm nước. Theo
khơng gian phân bố, một lớp nước ngầm tầng sâu thường có ba vùng chức năng: •
Vùng thu nhận nước. • Vùng chuyển tải nước. • Vùng khai thác nước có áp. Khoảng
cách giữa vùng thu nhận và vùng khai thác nước thường khá xa, từ vài chục đến vài
trăm km. Các lỗ khoan nước ở vùng khai thác thường có áp lực. Ðây là loại nước ngầm
có chất lượng tốt và lưu lượng ổn định. Trong các khu vực phát triển đá cacbonat
thường tồn tại loại nước ngầm caxtơ di chuyển theo các khe nứt caxtơ. Trong các dải
cồn cát vùng ven biển thường có các thấu kính nước ngọt nằm trên mực nước biển. Có
hai loại nước ngầm: Nước ngầm khơng có áp lực và nước ngầm có áp lực. Nước ngầm
khơng có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá ngậm nước và lớp đá nầy
nằm bên trên lớp đá không thấm như lớp diệp thạch hoặc lớp sét nén chặt. Loại nước
ngầm nầy có áp suất rất yếu, nên muốn khai thác nó phải thì phải đào giếng xuyên qua
lớp đá ngậm rồi dùng bơm hút nước lên. Nước ngầm loại nầy thường ở khơng sâu dưới
mặt đất,ì có nhiều trong mùa mưa và ít dần trong mùa khô. Tài nguyên nước và hiện
trạng sử dụng nước .- Nước ngầm có áp lực: là dạng nước được giữ lại trong các lớp đá
ngậm nước và lớp đá nầy bị kẹp giữa hai lớp sét hoặc diệp thạch không thấm. Do bị
kẹp chặt giữa hai lớp đá khơng thấm nên nước có một áp lực rất lớn vì thế khi khai thác
người ta dùng khoan xuyên qua lớp đá không thấm bên trên và chạm vào lớp nước này
nó sẽ tự phun lên mà khơng cần phải bơm. Loại nước ngầm nầy thường ở sâu dưới mặt

đất, có trử lượng lớn và thời gian hình thành nó phải mất hàng trăm năm thậm chí hàng
nghìn năm.
“Nước mặn”: là thuật ngữ chung để chỉ nước chứa một hàm lượng đáng kể các muối
hòa tan (chủ yếu là NaCl). Hàm lượng này thông thường được biểu diễn dưới dạng

8


phần nghìn (ppt) hay phần triệu (ppm) hoặc phần trăm (%) hay g/l. Các mức hàm
lượng muối được USGS Hoa Kỳ sử dụng để phân loại nước mặn thành ba thể loại.
Nước hơi mặn chứa muối trong phạm vi 1.000 tới 3.000 ppm (1 tới 3 ppt). Nước mặn
vừa phải chứa khoảng 3.000 tới 10.000 ppm (3 tới 10 ppt). Nước mặn nhiều chứa
khoảng 10.000 tới 35.000 ppm (10 tới 35 ppt) muối. Trên Trái Đất, nước biển trong các
đại dương là nguồn nước mặn phổ biến nhất và cũng là nguồn nước lớn nhất. Độ mặn
trung bình của đại dương là khoảng 35.000 ppm hay 35 ppt hoặc 3,5%, tương đương
với 35 g/l. Hàm lượng nước mặn tự nhiên cao nhất có tại hồ Assal ở Djibouti với nồng
độ 34,8%.
“Nguồn nước quốc tế” là nguồn nước từ lãnh thổ Việt Nam chảy sang lãnh thổ các
nước khác, từ các nước khác chảy vào lãnh thổ Việt Nam, hoặc nằm trên biên giới giữa
Việt Nam và các nước láng giềng.
1.7 Hương vị và mùi
Nước tinh khiết thường được mô tả là không vị và không mùi, mặc dù con người có
cảm biến đặc biệt có thể cảm nhận được sự có mặt của nước trong miệng, và ếch được
biết là có khả năng ngửi thấy nó. Tuy nhiên, nước từ các nguồn thơng thường (bao gồm
nước khống đóng chai) thường có nhiều chất hịa tan, có thể làm cho nó có nhiều
hương vị và mùi khác nhau. Con người và các động vật khác đã phát triển những giác
quan cho phép họ đánh giá được chất lượng của nước bằng cách tránh nước quá mặn
hoặc quá hôi.

9

1.8 Màu sắc và hình dáng
-Màu sắc tự nhiên của nước thường được xác định bởi các chất rắn lơ lửng và chất lơ
lửng, hoặc bằng cách phản chiếu bầu trời, hơn là do nước. Điều này có nghĩa là màu
sắc của nước phụ thuộc vào góc phản xạ và khúc xạ của ánh sáng chiếu đến.
- Ánh sáng trong phổ điện từ nhìn thấy có thể đi qua một vài mét nước tinh khiết (hoặc
băng) mà khơng có sự hấp thụ đáng kể, vì vậy nó trơng trong suốt và không màu. Như
vậy thực vật thủy sinh, tảo, và sinh vật quang hợp khác có thể sống trong nước sâu đến
hàng trăm mét, bởi vì ánh sáng mặt trời có thể tiếp cận chúng.
- Nước khơng có hình dạng nhất định, nó chỉ tồn tại hình dạng tại một thời điểm trong
vật mà nó chứa. Nó có cấu trúc phân tử di chuyển trượt lên nhau và do đó nước rất dễ
mất hình dạng, tuy vậy nước rất khó nén, lợi dụng tính chất này, người ta áp dụng
nguyên lý Pascal cho các máy nén thủy lực.

10


CHƯƠNG 2: TÍNH CHẤT HĨA LÝ CỦA NƯỚC
2.1.Tính chất vật lý
- Nước là chất lỏng, không mùi, không vị, sôi ở 100°C (ở áp suất khí quyển là 760 mm
Hg), khơng màu (tuy nhiên lớp nước dày thì có màu xanh da trời)
- Tính phóng xạ: Các loại nước dưới đất hầu hết đều có tính phóng xạ.Tuy nhiên mức
độ phóng xạ của chúng khác nhau.
2.1.1. Phân tử nước ở thể lỏng:
Đây là hình thể thường thấy nhất của nước, tổng lượng nước trên Trái Đất đạt khoảng
1, 38 tỷ km3 trong đó 97% lại là nước mặn tồn tại ở các đại dương, 3% cịn lại là nước
ngọt có thể uống, nhưng không phải tất cả, nước ngọt tồn tại ở dạng băng tuyết đóng ở
hai cực và trên các đỉnh núi, chỉ có 3,6 triệu km3 nước ngọt trong các mạch nước ngầm
là có thể khai thác để uống còn lại ở dạng tiềm ẩn

Đối với sự sống con người cũng vậy, 71% cơ thể người là nước, tham gia vào quá
trình trao đổi chất, tạo ra năng lượng cho cơ thể hoạt động bình thường.

Hình 2.1: Nước ở trạng thái lỏng

11


- Như đã nói nước ở nhiệt độ 0 độ C sẽ đóng băng, có một hiện tượng đặc biệt chỉ xuất
hiện ở phân tử nước đó là xuống dưới 40 độ C nước sẽ nóng co lại, lạnh sẽ nở, trong
khi trái với các chất khác khi lạnh sẽ co lại, nóng sẽ nở.Vì các phân tử nước khi lạnh sẽ
rời xa ra, tạo thành các liên kết tinh thể hình lục giác mở. Tạo nên hiện tượng băng
tuyết, mưa đá…

Hình 2.2: Khi đơng lạnh dưới 4 °C, các phân tử nước phải dời xa ra để tạo liên kết tinh
thể lục giác mở
Phân tử nước ở thể rắn
- Nước ở thể rắn tồn tại ở hai cực Trái Đất là đa số, có vai trị giữ cân bằng sự sống trên
Trái Đất, trong đó băng ở hai cực sẽ ảnh hưởng trực tiếp đến thời tiết, dòng hải lưu các
vùng trên Trái Đất, đóng vai trị như tấm phản quang, phản xạ ánh sáng trở lại không
gian, duy trì nhiệt độ ổn định cho sự sống trên Trái Đất.

12


Hình 2.3: Nước ở thể rắn
2.1.2. Phân tử nước ở thể khí:
- Điều này cịn phụ thuộc vào nhiệt độ môi trường, thông thường các phân tử nước
không đủ khả năng tách ra và bốc hơi nếu khơng có q trình xúc tác như đun sơi hay
nhiệt độ mơi trường tăng lên.Ai trong chúng ta cũng đều được dạy rằng nước bốc hơi

lên gặp lạnh sẽ ngưng tụ thành những đám mây, gặp điều kiện thời tiết thích hợp sẽ rơi
xuống thành mưa, trở thành một vịng tuần hồn ni dưỡng sự sống.
Nước ở thể khí hay cịn gọi là độ ẩm trong khơng khí giúp các sinh vật vi sinh, vi
khuẩn có lợi hoặc có hại sinh sơi phát triển, giúp dự đoán hiện tượng thời tiết.Tất cả
sinh vật đều cần một độ ẩm khơng khí nhất định để sinh sống.Đây là dạng tồn tại của
phân tử nước cần thiết cho cơ thể sống.

13


Hình 2.4: Nước ở trạng thái khí

- Nước cịn có thể hoà tan được nhiều chất tan khác như (đường, muối ăn...) axit, khí
hidroclorua, khí amoniac…
- Khối lượng riêng của nước (ở 4 °C) là 1 g/ml (hoặc 1 kg/lít).
- Tính dẫn điện: Thực chất thì nước tinh khiết (nước cất) không dẫn điện.Nước thông
thường thường chứa nhiều loại muối tan.Tính dẫn điện của nước thơng thường phụ
thuộc vào tổng lượng muối trong nước, tính chất các muối và nhiệt độ của nước.Nước
khống hố cao thường có tính dẫn điện mạnh.
- Tính dẫn nhiệt: nước có khả năng dẫn nhiệt tốt.
2.1.3. Độ dẫn điện của nước:
- Sự chuyển động của các hạt tích điện tao nên một dịng điện từ.Các vật liệu rắn có
chứa các dịng điện tử bên trong được gọi là vật dẫn điện. Vật dẫn điện sẽ phụ thuộc
vào các điện tử bên trong chúng sẵn sàng cho quá trình dẫn điện. Hầu hết các kim loại
đều là vật dẫn điện, vì trong chúng có chứa một số lượng lớn các điện tử tự do ở trạng
thái sẵn sàng để chuyển động tao ra dòng điện từ.

14

-Trong nước, các vật liệu ion hoặc các chất lỏng có thể tồn tại sự chuyển động của các
ion tích điện.Hiện tượng này tao ra một dòng điện và được gọi là sự dẫn truyền ion.
Độ dẫn điện của nước (Electrical Conductivity: EC) liên quan đến sự có mặt của
các ion trong nước. Các ion này thường là muối của kim loại như NaCl, KCl, SO 42-,
NO3-, PO43- v.v… Tác động ơ nhiễm của nước có độ dẫn điện cao thường liên quan đến
tính độc hại của các ion tan trong nước.
Do đó, độ dẫn điện của nước cịn tượng trưng cho tổng lượng chất rắn hòa tan trong
nước ( TDS )…Trong dung dịch loãng, TDS và EC là một sự so sánh hợp lý. Đối với
nước sử dụng cho mục đích nơng nghiệp, thuỷ lợi, mối quan hệ giữa TDS và EC có thể
xác định qua phương trình sau đây:
TDS (ppm) = 0.64 x EC (μS/cm) = 640 x EC (dS/m)
- Mối quan hệ trên cũng có thể được sử dụng để kiểm tra trong các phân tích hóa học
của nước.Tuy nhiên, khi TDS trong nước đạt đến một mức độ nhất định, độ dẫn điện
không trực tiếp liên quan đến TDS nữa. Nguyên nhân là bởi các cặp ion kết đơi được
hình thành, các cặp ion này làm yếu đi sự chuyển động của các ion khác, do đó, khi
vượt quá một mức độ cho phép so sánh, TDS trong nước sẽ khơng cịn tỉ lệ với độ dẫn
điện nữa.Đó cũng là nguyên nhân mối quan hệ trên không áp dụng đối với nước thải.

15


Hình 2.5: Độ dẫn điện của nước
- Độ dẫn điện của nước phụ thuộc và tăng tỉ lệ thuận với nhiệt độ nước.Nhiệt độ nước
tăng lên 10oC thì độ dẫn điện của nước sẽ tăng 2-3%. Thông thường độ dẫn điện được
đo ở nhiệt độ tiêu chuẩn là 250oC.
- Nước tinh khiết không phải là một chất dẫn điện tốt. Nước cất thông thường trong
trạng thái cân bằng với lượng khí CO2 trong khơng khí có dẫn điện khoảng 20 dS / m.
Bởi vì dịng điện được tạo ra bởi sự chuyển động của các dòng ion trong dung dịch, độ
dẫn điện tăng lên khi nồng độ của các ion tăng lên.
Độ dẫn điện đặc trưng của một số loại nước:

- Nước tinh khiết: 5, 5. 10-6 S / m
- Nước uống thông thường: 0,005 – 0, 05 S / m
- Nước biển 5 S / m
Để xác định độ dẫn điện, người ta thường dùng các máy đo điện trở, cường độ dòng
điện hoặc bút đo độ dẫn điện.

16


2.2 . Tính chất hóa học
2.2.1 Thành phần hóa học
➢ Sự phân hủy nước
- Khi cho dòng điện một chiều đi qua nước, trên bề mặt hai điện cực sinh ra khí
hidro và oxi với tỉ lệ thể tích 2:1
PTHH: 2H2O −điện phân→ 2H2 + O2
➢ Sự tổng hợp nước
- Đốt bằng tia lửa điện hỗn hợp 2 thể tích hidro và 2 thể tích oxi, ta thấy sua cùng
hỗn hợp chỉ cịn 1 thể tích oxi. Vậy 1 thể tích oxi đã hóa hợp với 2 thể tích hidro tạo
thành nước
PTHH: 2H2 + O2 → 2H2O
2.2.2 Tính chất phản ứng hóa học đặc trưng của nước
Nước tác dụng với kim loại
- Các kim loại tính kiềm mạnh như Li, Na, K, Ba, Ca... tác dụng với nước dễ dàng ở
nhiệt độ thường tạo thành dung dịch bazơ và khí H2: H2O + Kim loại → Bazơ + H2↑
2M + 2nH2O → 2M(OH)n + nH2↑
Ví dụ:
2Na + 2H2O → 2NaOH + H2
2K + 2H2O → 2KOH + H2
Ca + 2H2O → Ca(OH)2 + H2
Ba + 2H2O → Ba(OH)2 + H2

- Kim loại Mg tan rất chậm trong nước nóng
- Một số kim loại trung bình như Mg, Al, Zn, Fe…phản ứng được với hơi nước ở nhiệt
độ cao tạo oxit kim loại và hiđro

17


Ví dụ:
Mg + H2Ohơi →MgO + H2
3Fe + 4H2Ohơi → Fe3O4+ 4H2
Fe + H2Ohơi → FeO + H2
Nước tác dụng với oxit bazo
- Nước tác dụng với oxit bazơ tạo thành dung dịch bazo tương ứng.
H2O + Oxit bazơ→ Bazơ
Na2O + H2O → 2NaOH
Li2O +H2O→ 2LiOH
K2O +H2O→ 2KOH
CaO + H2O → Ca(OH)2
Nước tác dụng với oxit axit
-Nước tác dụng với oxit axit tạo thành axit tương ứng.
CO2 + H2O → H2CO3
SO2 + H2O → H2SO3
P2O5 + 3H2O → 2H3PO4
SO3 + H2O → H2SO4
N2O5 + H2O → 2HNO3
-Ngồi ra, H2O cịn tham giá rất nhiều phản ứng với các chất khác
Phản ứng với phi kim mạnh: Flo, Clo
Khi gặp H2O khi đun nóng thì flo bốc cháy
2F2 + 2H2O → 4HF + O2
2H2O + 2Cl2

to

4HCl + O2

-Một số phản ứng với muối natri aluminat.

18


3H2O + 2AlCl3 + 3Na2SO3→→ 6NaCl + 2Al(OH)3 + 3SO2
H2O + NaAlO2 →NaAl(OH)4
2H2O + NaAlO2 + CO2 → Al(OH)3 + NaHCO3
4H2O + 2NaAlH4 →Na2O + Al2O3+ 8H2
Phía trên là một số phản ứng hóa học thường được biết của nước, nhưng ngồi ra
ở từng nguồn gốc của nước thì chúng rất xa nhau:
➢ Nước biển và Nước sông
- Nước biển bao gồm nhiều loại hợp chất khác nhau. Trong đó Natri và Clo (kết hợp
thành NaCl) là nhân tố chủ yếu tạo nên vị mặn của nước biển, chiếm 85% thành phần
chất hòa tan trong nước biển. Trong đại dương, Lượng Clo gấp 46 lần so với
Canxi.Trong nước sơng có chứa một lượng Silicat và hợp chất sắt, trong nước biển thì
khơng có. Ngồi ra, 50% các chất rắn hịa tan chứa trong nước sơng là hợp chất Canxi
Bicacbonat, ít hơn 2% so với nước biển.
- Tỷ lệ các thành phần chính của nước biển gần như khơng đổi, NaCl, Magie, Sulfat,
Canxi và Kali chiếm tới 99% các hợp chất rắn hòa tan trong nước dù độ mặn và tổng
số muối chứa bên trong nước biển có sự khác nhau giữa các nơi trên thế giới.
- Còn các nguyên tố khác không phổ biến như nhôm, đồng, thiếc,... các chất khí hịa
tan như Oxi, CO2, Nitơ thì tỷ lệ có sự khác biệt giữa các vùng nước biển khác nhau.
➢ Tính chất hóa học của nước dưới đất
- Khác với nước mặt, do tiếp xúc trực tiếp với đất đá, nước dưới đất là một dung dịch

hoá học phức tạp, nó chứa hầu hết các nguyên tố trong vỏ quả đất. Tuy nhiên các
ngun tố và ion đóng vai trị chủ yếu thì khơng nhiều, chỉ khoảng 10 loại là: Cl-,
HCO3-,SO42-,CO32-,Ca2+,Mg2+,Na+,K+,NH4+,H+.
- Ion Cl- thường nằm dưới dạng hợp chất NaCl do các muối bị hoà tan hay do nước
mặn bị chơn vùi trong các đá trần tích biến đi lên, pha trộn vào. Sự có mặt của Cltrong nước làm cho nước có vị chát mặn

19


- Ion HCO3- chủ yếu gặp trong nước nhạt, thường là do hồ tan các đá cacbonat. Nó
thường cân bằng với hàm lượng CO32- và CO2 tự do theo một tỷ lệ và ln dịch chuyển
cho nhau theo phương trình:
2HCO3- ‒> CO32- + CO2 + H2O
- Ion SO42- trong nước dưới đất thường ở dạng hợp chất H2SO4 hay CaSO4, sinh ra do
hoà tan đá chứa sunfat.Nước chứa nhiều

SO42- cũng sẽ có vị chát.

Các Ion kim loại kiềm như: Na+, K+ ... thường đi kèm với Cl-, ở những vùng nước
nằm gần mặt đất, vùng dân cư đông đúc mà làm lượng Na+, K+ tăng cao thì đây có thể
là dấu hiệu nước dưới đất đã bị ô nhiễm.
- Các ion kim loại kiềm thổ rất phổ biến trong nước dưới đất là Ca 2+, Mg2+. Khi nước
có độ khống hố cao thì chủ yếu là Mg2+. Nguồn gốc của nó là do sự hồ tan các đá
giàu khống vật canxit và đôlômit.
CaCO3 (canxit) + CO2+H2O ‒>Ca2++ 2HCO3MgCO3 (đôlômit) + CO2+H2O ‒> Mg2++ 2HCO3- Các Ion Ca2+ và Mg2+ trong nước làm cho nước có tính cứng, gây ra sự tích đọng cặn
cacbonat trong nồi hơi, ấm đun nước. Tổng lượng Ca2+ và Mg2+ có trong nước gọi là
tổng độ cứng, phần Ca2+ và Mg2+ bị kết tủa khi đun sôi nước gọi là độ cứng tạm thời.
Ca2+ (Mg2+) + CO32- = Ca(Mg) CO3
Phần Ca2+ và Mg2+ không bị kết tủa khi đun sôi gọi là độ cứng vĩnh viễn. Dựa vào độ
cứng có thể chia nước dưới đất thành 05 loại như sau:

Nước rất mềm: có độ cứng <1, 5mg đương lượng.
Nước mềm: có độ cứng 1, 5 - 3mg đương lượng.
Nước hơi mềm: có độ cứng 3 - 6mg đương lượng.
Nước cứng: có độ cứng 6- 9mg đương lượng.

20


Nước rất cứng: có độ cứng > 9mg đương lượng.
1mg đương lượng (1mgđl) tương đương với 20,04mg/l Ca2+ hay 12,16mg/l Mg2+.
Ion H+ có trong nước dưới đất là do nước và các Axit phân ly ra, nồng độ H+ được biểu
thị bằng độ pH của nó (pH = - Lg [H+]). Căn cứ vào trị số pH có thể chia nước dưới
đất là 5 loại:
Nước có tính axit mạnh khi pH < 5.
Nước có tính axit

pH = 5 - 7.

Nước trung tính

pH = 7

Nước có tính kiềm

pH = 7 - 9.

Nước có tính kiềm mạnh

pH > 9.

- Đại bộ phận nước dưới đất có tính kiềm yếu và trung tính. Nước trong vùng có các
mỏ khống sản kim loại, mỏ than thường có tính axit.
- Ngồi các Ion trong nước, về thành phần hố của nước cịn có các muối hoà tan. Tổng
lượng muối tan trong nước gọi là tổng độ khoáng hoá [M(g/l)]. Tổng độ khoáng hoá
được xác định bằng cách chưng khô nước ở nhiệt độ 105-110 0C. Dựa vào tổng độ
khoáng hoá người ta chia nước dưới đất làm 04 loại:
Nước nhạt khi

M < 1.

Nước khoáng hoá thấp

M = 1 - 10.

Nước khoáng hoá cao

M = 10 - 50.

Nước muối

M > 50.

21