اگر تا به حال شکر را در لیموناد (یا چای یا هر نوشیدنی دیگر بر پایه آب) مخلوط کرده اید و حل شدن آن را تماشا کرده اید، پس قبلاً خواص حلال آب را در عمل مشاهده کرده اید. حلال به سادگی ماده ای است که می تواند مولکول ها و ترکیبات دیگری را که به عنوان املاح شناخته می شوند حل کند. مخلوط همگن حلال و املاح محلول نامیده می شود و بیشتر شیمی زندگی در محلول های آبی یا محلول هایی با آب به عنوان حلال اتفاق می افتد. در این مقاله می خواهیم درباره املاح موجود در آب صحبت کنیم. البته بیشتر منظور ما از املاح در این مقاله، آن دسته از موادی هستند که به طور بالقوه در آب وجود دارند.
آب به دلیل قطبیت و توانایی تشکیل پیوندهای هیدروژنی، حلال بسیار خوبی است، به این معنی که می تواند انواع مختلفی از مولکول ها را حل کند. بیشتر واکنش‌های شیمیایی مهم برای حیات در یک محیط آبی در داخل سلول‌ها انجام می‌شود و ظرفیت آب برای حل کردن طیف گسترده‌ای از مولکول‌ها کلیدی است که اجازه می‌دهد این واکنش‌های شیمیایی انجام شوند.
خواص حلالیت آب
آب به دلیل توانایی آن در حل طیف گسترده ای از املاح، گاهی اوقات «حلال جهانی» نامیده می شود. با این حال، این نام کاملاً دقیق نیست، زیرا برخی از مواد (مانند روغن ها) وجود دارند که به خوبی در آب حل نمی شوند. به طور کلی، آب در حل کردن یون ها و مولکول های قطبی خوب است، اما در حل کردن مولکول های غیرقطبی ضعیف است. (یک مولکول قطبی مولکولی است که خنثی یا بدون بار است، اما دارای یک توزیع داخلی نامتقارن بار است که منجر به نواحی تا حدی مثبت و تا حدی منفی می شود.)
املاح موجود در آب مفید هستند یا مضر
آب یک حلال است و مواد معدنی را از سنگ هایی که با آنها در تماس است حل می کند. آب زیرزمینی ممکن است حاوی مواد معدنی و گازهای محلول باشد که طعم تلخی را به آن می بخشد که بسیاری از مردم از آن لذت می برند. بدون این مواد معدنی و گازها، طعم آب صاف خواهد بود. رایج ترین مواد معدنی محلول عبارتند از: سدیم، کلسیم، منیزیم، پتاسیم، کلرید، بی کربنات و سولفات.
اگر مقدار مواد معدنی محلول از 1000 میلی گرم در لیتر (میلی گرم در لیتر) بیشتر شود، معمولاً آب برای آشامیدن مطلوب در نظر گرفته نمی شود. آب با چند هزار میلی گرم در لیتر مواد معدنی محلول به عنوان کمی شور طبقه بندی می شود. آب برخی از چاه ها و چشمه ها حاوی غلظت های بسیار زیادی از مواد معدنی محلول است و برای انسان و سایر حیوانات و گیاهان قابل تحمل نیست. بسیاری از بخش‌های کشور در اعماق زیر آب‌های زیرزمینی بسیار شور قرار دارند که کاربردهای بسیار محدودی دارند.
مواد معدنی محلول در غلظت های زیاد می توانند برای حیوانات یا گیاهان خطرناک باشند. به عنوان مثال، سدیم زیاد در آب ممکن است برای افرادی که ناراحتی قلبی دارند مضر باشد. بور یک ماده معدنی است که در مقادیر کم برای گیاهان مفید است، اما برای برخی گیاهان فقط در غلظت های کمی بیشتر سمی است.
کلسیم ومنیزیم موجود در آب
گفته می شود آبی که حاوی مقدار زیادی کلسیم و منیزیم است سخت است. درباره سختی آب در مقاله سختی آب چیست؟ به طور کامل صحبت کرده ایم. سختی آب بر حسب مقدار کربنات کلسیم – ماده اصلی تشکیل دهنده سنگ آهک – یا مواد معدنی معادل که در صورت تبخیر آب تشکیل می شود، بیان می شود. آب اگر دارای سختی 0 تا 60 میلی گرم در لیتر باشد، سختی متوسط از 61 تا 120 میلی گرم در لیتر، سخت بین 121 تا 180 میلی گرم در لیتر و اگر بیش از 180 میلی گرم در لیتر باشد بسیار سخت در نظر گرفته می شود.
آب بسیار سخت برای بسیاری از مصارف خانگی مطلوب نیست. در داخل لوله‌ها، دیگ‌ها و مخازن، رسوبی پوسته‌دار باقی می‌گذارد. آب سخت را می توان با هزینه ای نسبتاً معقول نرم کرد، اما حذف تمام مواد معدنی که آب را سخت می کنند همیشه مطلوب نیست. آب بسیار نرم به احتمال زیاد فلزات را خورده می کند، اگرچه برای شستن، ظرفشویی و حمام کردن ترجیح داده می شود.
آهن موجود در آب
آب‌های زیرزمینی، به‌ویژه اگر آب اسیدی باشد، در بسیاری از نقاط حاوی مقادیر بیش از حد آهن است. آهن باعث ایجاد لکه های قرمز رنگ بر روی وسایل لوله کشی و لباس می شود. مانند سختی، محتوای آهن بیش از حد را می توان با تصفیه کاهش داد. آزمایش اسیدیته آب pH است که معیاری برای سنجش غلظت یون هیدروژن است. مقیاس pH از 0 تا 14 متغیر است. pH در صورتی که 7 باشد، نشان دهنده آب خنثی است. بیشتر از 7، آب بازی است. کمتر از 7، اسیدی است.
یک واحد تغییر در pH نشان دهنده اختلاف 10 برابری در غلظت یون هیدروژن است. برای مثال، آبی با pH 6 در حدود 10 برابر بیشتر از آب با PH 7 یون هیدروژن دارد. آب اسیدی می تواند خورده شود. طبق معیارهای آژانس حفاظت از محیط زیست ایالات متحده، آب برای مصارف خانگی باید PH بین 5.5 تا 9 داشته باشد.
در سال‌های اخیر، رشد صنعت، فناوری، جمعیت و استفاده از آب باعث افزایش فشار بر منابع آبی ما شده است. در سطح محلی، کیفیت آب زیرزمینی تنزل یافته است. پسماندهای شهری و صنعتی و کودهای شیمیایی، علف‌کش‌ها و آفت‌کش‌هایی که به درستی در آنها وجود ندارد، وارد خاک شده، به برخی از سفره‌های زیرزمینی نفوذ کرده و کیفیت آب‌های زیرزمینی را کاهش داده است.
