מולקולת מים

מים (H2O) הם מולקולה פשוטה מאוד (2 אטומי מֵימָן בשילוב עם 1 אטום חַמְצָן), אך שילוב פשוט כמו מולקולת מים מאפשר את התהוותן של תכונות יוצאות דופן שהופכות את המים למֵמֵס החשוב ביותר עלי אדמות ולתומך חיוני להתפתחות החיים.

אָטוֹם החַמְצָן של מולקולת המים הוא יותר אֵלֶקְטְרוֹנֵגָטִיבִי (שְׁלִילִי חַשְׁמַלִּית) מאשר אָטוֹם המֵימָן (כלומר, הוא מושך יותר את האֱלֶקְטְרוֹנִים). כתוצאה מכך, לצד מולקולת מים עם אָטוֹם החַמְצָן יש מִטְעָן שְׁלִילִי חלקי. מוֹלֶקוּלָה עם התפלגות מטען כזו נקראת דּוּ-קֹטֶב (dipole).

מוֹמֶנְטְ דִּיפּוֹל (דּוּ-קֹטֶב) הוא הגורם למולקולת מים להימשך זו לזו (צד המימן החיובי מעט משך לצד החמצן השלילי מעט) ולמולקולות קוטביות אחרות. משיכה זו נקראת קֶשֶׁר-מֵימָן והיא אחראית לכמה מתכונות המים החשמליות, המגנטיות והפיזיקליות (המסה, התכה, רתיחה, צפיפות, צמיגות, מתח פנים וכו').

מה הם בדיוק מים ?

מים הם מֵמֵס מלחים מצוין מכיוון שהמלחים הם חומרים בעלי מבנה גבישי (סריג יוני) המורכב מיונים חיוביים ושליליים בעלי קשר יוני המחבר ביניהם, וכאשר הם מוקפים במולקולות מים הדו-קוטביות, היונים בסריג נמשכים בהתאמה לקטבים הטעונים במולקולות המים ונפרדים.

מים הם גם כן מֵמֵס טוב למולקולות אוֹרְגָּנִיּוֹת נֵיטְרָלִיּוֹת ומקיימים קשרי מימן עם מולקולות רבות המעורבות בתהליכי החיים כגון: גְּלוּקוֹז, חֶלְבּוֹנִים, חֻמְצוֹת גרעין (נוּקְלֵאָתִיּוֹת) וכו'. מכיוון שהמים הם מֵמֵס מעולה, מים אוּלְטְרָה- טְהוֹרִים מזוהמים בקלות ובמהירות.

בניסוי קְלַאסִּי שנערך, העמידו מים אוּלְטְרָה-טְהוֹרִים עם הִתְנַגְּדוּת חַשְׁמַלִּית של18.2MΩ  (@25°C) בכּוֹס-מַעְבָּדָה, וההִתְנַגְּדוּת החַשְׁמַלִּית נמדדה לאורך זמן. תוך כשעה, הזיהום המהיר של המים, שנגרם מהמגע עם פַּחְמָן דּוּ-חַמְצָנִי (CO2) מהאוויר, הוביל ליצירת יוני ביקרבונט (HCO3-) במים, וכתוצאה מכך ההִתְנַגְּדוּת החַשְׁמַלִּית ירדה מ- 18.2MΩ ל- 10MΩ תוך 9 דקות, ומ- 10MΩ ל- 4MΩ תוך 50 דקות. מה שנכון לגבי CO2 נכון גם לגבי חומרים כימיים אחרים העשויים להיות באוויר המעבדה כמו אדי חומצה ומְמִסִּים נְדִיפִים.

מים אוּלְטְרָה-טְהוֹרִים מזדהמים בקלות גם ע"י חומרים המומסים למים כשהם במגע עם כלים, כגון סיליקה מבקבוקי זכוכית, פתאלטים (Phthalates) מצינורות PVC גמישים, וקורוזיה מצנרת ברזל מגולוונת.

זו הסיבה שכדי למזער את הסיכונים לזיהומים הגורמים למִשְׁתַּנּוּת בנִסּוּיִים, יש להשתמש במים אוּלְטְרָה-טְהוֹרִים המופקים לְפִי דְּרִישָׁה (on-demand) בסמוך לשימוש בהם, לשטיפות סופיות של כלי-מעבדה ולהכנת תמיסות.

תְּכוּנוֹת פִיזִיקָלִיּוֹת וכִּימִיּוֹת שֶׁל הַמַּיִם

להלן פָּרָמֶטְרִים עיקריים של מים אוּלְטְרָה-טְהוֹרִים

תְּכוּנָה תִּרְגּוּם עֵרֶךְ יְחִידָה הֶעָרָה
אֶנְטְרוֹפְּיַת-אִדּוּי Entropy of vaporization 109 J K-1 mol- 1
הִתְנַגְּדוּת חַשְׁמַלִּית Resistivity 18.2 MΩ/cm ב- 25°C
חֹם-אִדּוּי Heat of vaporization 40.7 kJ mol- 1
חֹם-הִתּוּךְ Heat of fusion 5.98 kJ mol- 1
מוֹלִיכוּת חַשְׁמַלִּית Conductivity 0.055 µS/cm ב- 25°C
מוֹלִיכוּת תֶּרְמִית Thermal Conductivity 0.58 J-K-1m-1s- 1
מָסָה מוֹלֵקוּלָרִית Molecular mass 18.0153 g/mole
מְקַדֵּם אֶבּוּלְיוֹסְקוֹפִּי Ebullioscopic constant 0.51 K kg/mol
מְקַדֵּם דִּיאֱלֶקְטְרִי Dielectric Constant 78.4 ב- 25°C
מִשְׁקָל מולקולרי Molecular Weight 18.0153 Dalton
מֶתַח-פָּנִים surface tension 72.75 mJ/m² ב- 20°C
נְקֻדָּה קְרִיטִית Critical Point

 

374 °C
נְקֻדָּה שְׁלוּשָׁה triple point 0.01 °C ב-611.73 Pa
נְקֻדַּת-הִתּוּךְ Melting Point 0 °C
נְקֻדַּת-רְתִיחָה Boiling Point

 

100 °C ב- 1 kg/cm²
עֵרֶךְ הֲגָבָה PH 7 pH units ב- 25°C
צְמִיגוּת Viscosity 0.89 cP ב- 25°C
צְפִיפוּת (נוֹזֵל) Density (liquid) 997.07 g/L ב- 25°C
צְפִיפוּת (נוֹזֵל) Density (liquid) 999.97 g/L ב- 4°C
צְפִיפוּת (נוֹזֵל) Density (liquid) 999.83 g/L ב- 0°C
צְפִיפוּת (קֶרַח) Density (ice) 920 g/L
רִכּוּז מוֹלִי molarity 55.346 moles/L

 

התפרדות המים וערך הגבה

למולקולת המים מאפיין מעניין נוסף: יכולתה להתפרד. ערך ה-pH (מאנגלית potential of hydrogen)  מוגדר כבסיס הלוֹגָרִיתְם 10 של רִכּוּז פְּרוֹטוֹן

pH = – log [H+] , ולכן ערך ה-pH של מים טהורים מחושב באופן הבא: pH = – log [ 10 -7] = 7.0.

מאמרים נוספים

מים מזוקקים למעבדה

מים מזוקקים למעבדה

קרא עוד »
מים מטופלים

מים מטופלים

קרא עוד »
מחליפי יונים

נטילת יונים – דֵּיוֹנִיזַצְיָה (Deionization)

קרא עוד »
ריכוך מים בשיטת חילוף יונים

ריכוך מים בשיטת חילוף יונים

קרא עוד »
אוסמוזה הפוכה לתעשייה ולמעבדות

אוסמוזה הפוכה לתעשייה (Reverse Osmosis)

קרא עוד »
Filtration

סינון – Laboratory Filtration

קרא עוד »
מים למצברים

מים למצברים ומַיִם לְאוֹטוֹקְלָב (אַקְטָר)

קרא עוד »
מערכת מים למעבדות

מערכת מים למעבדה ומים לרחיצת כלי זכוכית מעבדתיים

קרא עוד »
תאי בדיקות

מים לתאי בדיקות סביבה

קרא עוד »

השאירו פרטים ואנו נדאג לחזור אליכם

שנחזור אליכם?

השאירו הודעה ונחזור אליכם בהקדם
או התקשרו: 077-9976977