• Composition et structure de la molécule d'eau


    La molécule d'eau est susceptible de se décomposer en éléments gazeux ou de se dissocier en ions, ce qui permet de lui attribuer divers noms scientifiques :
    • par thermolyse (obtenue partiellement par Lavoisier en 1785, comme on l'a vu plus haut, à une température de l'ordre de 750 oC ; elle ne serait totale que vers 3 000 oC) ou par électrolyse (réalisée pour la première fois par Volta en 1800), on obtient de l'hydrogène et de l'oxygène, ce qui montre que l'eau est un oxyde d'hydrogène (ou de dihydrogène) ou un acide d'oxygène (on dit aussi parfois que l'eau est un hydrure d'oxygène, ce qui est en fait impropre car cette expression ne répond pas à la définition de l'hydrure où l'atome H est électronégatif) ;
    • par autoprotolyse, elle se dissocie partiellement :
      ( 1 )
      ce qui permettrait de dire que l'eau est aussi un hydroxyde d'hydrogène ou un acide hydroxyque ; dans cette réaction, l'eau joue à la fois le rôle d'acide et de base et se comporte donc comme une espèce amphotère (voir § 4.2.1) ; si l'on admet d'autre part que l'ion H+ libre n'existe pas, mais que, dans la pratique, il est hydraté sous forme d'ion hydronium ou oxonium H3O+ (il existe même, en solution diluée, des ions di- , tri- ou tétrahydratés , mais on simplifie l'écriture dans la mesure où les molécules H2O n'interviennent pas dans les réactions chimiques),...
    2. Différents états de l'eau
    Comme pour la plupart des corps, l'eau peut se présenter sous trois états ou phases : solide (glace), liquide (eau proprement dite) et gazeux (vapeur d'eau).
    Diagramme de phase de l'eau (t, p ) (non à l'échelle)
    Figure 4 - Diagramme de phase de l'eau (t, p ) (non à l'échelle)
    Pour l'eau, ces trois phases coexistent dans la nature (elle est la seule substance sur Terre à posséder cette propriété), toujours observables deux à deux, et plus ou moins en équilibre : eau-glace, glace-vapeur, eau-vapeur, selon les conditions de température et de pression. On peut voir les courbes d'équilibre correspondantes sur la figure 4 (diagramme de phase ou de changement d'état), qui traduit graphiquement les conditions de température et de pression dans lesquelles existent les trois phases de l'eau, ainsi que leurs domaines respectifs de stabilité : ce diagramme est établi pour des équilibres et n'est pas applicable aux états métastables (par exemple : eau en surfusion, en l'absence de germe de cristallisation, à t < 0 oC sous 1 atm).


    Plus précisément, suivant les phases concernées et le sens du passage d'état, les transitions sont nommées comme indiqué dans le tableau 2. L'eau liquide peut coexister avec de la vapeur atmosphérique à température ambiante grâce à une pression de vapeur saturante très inférieure à 1 atm (voir tableau 3, où l'on voit que la pression de vapeur saturante de l'eau dans l'air augmente avec la température) ; elle atteint cette valeur de 1 atm à 100 oC, ce qui permet l'ébullition sous les conditions normales de pression.
    3. Propriétés physiques de l'eau
    Les valeurs des principales constantes physiques de l'eau  sont rassemblées dans le tableau 5 et vont être détaillées dans ce qui suit. , certaines de ces caractéristiques physiques présentent, notamment dans l'eau à l'état liquide, des anomalies dans leurs valeurs et/ou dans leurs variations en fonction des conditions ambiantes (en particulier de la température). Les différents types d'associations possibles entre les molécules d'eau résultant de leur caractère polaire et du rôle des liaisons hydrogène..
    3. Propriétés physiques de l'eau
    Les valeurs des principales constantes physiques de l'eau  sont rassemblées dans le tableau 5 et vont être détaillées dans ce qui suit. certaines de ces caractéristiques physiques présentent, notamment dans l'eau à l'état liquide, des anomalies dans leurs valeurs et/ou dans leurs variations en fonction des conditions ambiantes (en particulier de la température). Les différents types d'associations possibles entre les molécules d'eau (voir § 2), résultant de leur caractère polaire et du rôle des liaisons hydrogène..
  • You might also like