Os estados da água estão presentes na crosta terrestre e na atmosfera. A hidrosfera consiste em massas exorbitantes de água líquida, principalmente salgada, que dão à Terra sua característica superfície azulada; e em seus pólos brancos, duas regiões geladas onde o gelo se prolifera na forma de calotas polares.
Quanto aos vapores, vemos seu desenvolvimento final no condensado da nuvem, quando se aglomeram o suficiente para refletir a luz do sol em suas típicas cores esbranquiçadas. As nuvens, coloides gasosos, liberam seu conteúdo de água causando chuva ou precipitação, ou congelam em pequenos cristais que caem como neve.
A água, embora pareça um composto simples, esconde em suas gotas cristalinas uma torrente de propriedades incríveis que se estendem por todos os seus estados físicos. Fonte: Pxhere.
Quando os vapores de água resfriam a baixas altitudes, eles cobrem objetos ou superfícies com gelo, que parece neve, mas mais brilhante e cristalino. Por outro lado, na névoa ou neblina, as partículas de água se combinam em mais de um estado, pois são constituídas por coloides menos densos que embaçam e embranquecem a visão dos espectadores.
De todos os seus estados físicos, o mais importante é o líquido, visto que constitui grande parte do nosso corpo e de todos os organismos vivos.
Vamos ver quais são os três estados da água:
Sólido
Como um sólido, a água pode ser encontrada como gelo, neve ou geada.
Gelo
Uma galeria de geleiras azuis. Fonte: Pxhere.
A fórmula química da água é H 2 O, e sua molécula pode ser escrita como HOH, cuja geometria é angular (tipo bumerangue), capaz de formar três ligações de hidrogênio no estado líquido.
Enquanto isso, quando a temperatura cai e a água esfria, suas moléculas adotam quatro dessas pontes, o que cria um arranjo espacial específico e repetitivo: um cristal de água. Este cristal é popularmente conhecido como gelo. O gelo é então o estado sólido da água.
Exemplos de gelo são encontrados em cubos de bebidas, em garrafas de água que congelam na geladeira, nas superfícies de piscinas ou fontes expostas ao inverno, ou nas massas de geleiras.
O gelo pode parecer blocos incolores, mas pode ficar esbranquiçado dependendo de suas impurezas ou do conteúdo de ar obstruído. Ele também pode exibir tons azulados claros (imagem superior), que representam a maneira mais natural pela qual a luz interage com seus cristais.
Assim, a água não é totalmente incolor ou cristalina: tem uma cor azul quase imperceptível. Essa cor se intensifica de acordo com a concentração e compactação das moléculas de água irradiadas pela luz.
Neve
Os campos nevados lembram superfícies arenosas. Fonte: Matthias MeyerPexels.
A neve também é gelo, mas cujos cristais são menores, pois foram formados a partir de gotas microscópicas de água, congeladas e suspensas nas nuvens. Esses cristais ou flocos de neve se aglomeram, caem no vazio e acabam por se fixar em um sólido branco pulverulento nas superfícies.
No entanto, a morfologia da neve e seus tipos fogem do campo meteorológico.
geada
Frost é reconhecido por seus cristais mais brilhantes e proeminentes. Fonte: Pixabay.
A geada também é outra das manifestações de gelo mais conhecidas e admiradas. Ao contrário da neve, seus cristais se originam em baixas altitudes, como resultado da deposição de vapores de água em superfícies frias; os primeiros cristais servem como núcleos para o segundo, e assim por diante, até que se formem padrões escamosos ou cerdosos (imagem superior).
Líquido
A água líquida é seu estado mais importante e vital, embora não seja o mais abundante no universo. Fonte: Pixabay.
A água líquida é a mais comum na Terra, embora o mesmo não possa ser dito para outros planetas. Podemos vê-lo nas margens em suas ondas efervescentes, e além no horizonte azul com suas cristas ondulantes.
Os volumes exorbitantes dos oceanos permitem que eles exibam cores azuis cada vez mais escuras à medida que se desce a profundidades maiores, onde a luz é completamente dispersa e seus raios não iluminam nada.
A água doce é o líquido que sustenta todas as formas (que se conhece) de vida, pois suas moléculas estão contidas dentro e fora das células.
Os estados energéticos das moléculas de água no líquido são mais aleatórios e heterogêneos do que aqueles encontrados no gelo: ligações de hidrogênio são constantemente criadas e quebradas à medida que as moléculas de água líquida se movem de um lado para o outro.
Da água líquida estuda-se a existência de regiões de baixa e alta densidade; isto é, áreas do líquido onde as moléculas estão mais agrupadas do que em outras. Água vítrea e super viscosa é ainda referida como transições de fase líquida sob alta pressão.
Gasoso
Nas fontes termais ou gêiseres você pode ver os vapores de água. Fonte: Pixabay.
Quando a água evapora, suas moléculas de H 2 O vão para o estado gasoso ou fase de vapor: vapor d'água. Esses vapores são incolores, mas se sua concentração for elevada podem ser vistos como uma fumaça branca, característica quando se fervem caldeirões de água, em fontes termais ou em jatos de gêiseres em ebulição.
Assim que os vapores d'água sobem para o céu, eles começam a esfriar, começando a formar gotas microscópicas de água que permanecem suspensas no ar; todos eles são conhecidos como nuvens, grandes o suficiente para refletir todas as cores da luz solar e misturadas com outras partículas presentes na atmosfera.
Outras
Se um gelo for aquecido, formar-se-á água líquida e, por sua vez, vapor de água. Isso ocorre à pressão atmosférica; No entanto, essa pressão pode ser manipulada, bem como a temperatura, para submeter a água a condições hostis, como as encontradas no Cosmos, especialmente dentro dos planetas gelados como Urano e Netuno.
A água sob pressão (da ordem de centenas de GPa) e temperaturas avassaladoras (milhares de graus Celsius), adquire estados físicos cujas características não coincidem mais com o gelo convencional e seus polimorfos, bem como com o líquido e seus vapores.
Por exemplo, um desses estados é o gelo XVIII, que, mais do que o gelo, é um sólido superiônico com características metálicas; carrega prótons dentro de si em vez de elétrons. Acredita-se que, se pudesse ser obtido em quantidades apreciáveis, se pareceria com cristais negros quentes - gelo negro.
Referências
- Whitten, Davis, Peck & Stanley. (2008). Química (8ª ed.). CENGAGE Learning.
- Steven S. Zumdahl. (15 de agosto de 2019). Banheiro. Encyclopædia Britannica. Recuperado de: britannica.com
- Wikipedia. (2019). Propriedades da água. Recuperado de: en.wikipedia.org
- Rodrigo Ledesma. (23 de dezembro de 2016). Os cientistas descobriram um novo estado da matéria para a água. Quartzo. Recuperado de: qz.com
- Martin Chaplin. (9 de setembro de 2019). Diagrama de fase da água. Recuperado de: 1.lsbu.ac.uk
- Sheila M. Estácio. (sf). Estados da Água. Recuperado de: nyu.edu
- Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. (19 de novembro de 2018). Qual é a diferença entre gelo e neve? Recuperado de: Thoughtco.com