はじめに
水（化学式H2O）は、水素と酸素の化合物で様々な物質を溶かし、温度により形を変える。
この水の特性は、生命を育み様々な産業を発展させ続けている。
しかし、日々の生活や産業に使用できる水は、限られており近い将来水資源を
奪い合うことになるだろう。
このブログでは、水資源における問題を科学を通して考えていく。
水とは
１．生物の生命維持に不可欠
地球上には、14億km3の水が存在している。
しかし、淡水で存在している量は、3%で利用可能な水は、0.8%しかない。
２．水は、循環する
氷、水、水蒸気と状態を変えて色々な場所を移動しながら循環を繰り返している。
３．水は、熱を容易に伝え様々な物質を容易に溶かす。
水を加熱することで接触している物質の状態を変化させる。
さらに水は、様々な物質を溶かす溶媒として利用される。
４．水と酸素で生物を生み出す
動植物や藻類は、水を多く含み生命を維持している。
水の三態について
水は、個体、液体、気体の三つの状態に分けられる。
この状態の変化を昇華↔昇華、融解↔凝固、蒸発(気化)↔凝縮(液化)に分けられ
日常の生活で当たり前の状態の変化は、様々な産業に応用され活用されている。
しかし、水は、自然界において単一組成ではなく二種類以上の化合物が混合した
混合物として存在しており温度(℃)、熱量によって複雑に状態を変化させている。
※物体の質量によって変わる。
また、見た目が水に見えたとしても塩酸や苛性ソーダなどが溶けた水溶液は、
人体に触れると悪影響(炎症や急性毒性など)を及ぼし、
最悪死亡事故に繋がる恐れがある危険な物質になりうる。
水の構造
水の化学記号は、水素原子(H)が２つと酸素原子(O)が１つの水素結合によって
結合している。この水分子がたくさん連なることで液体、個体、気体として成り立っている。
水は、普段液体で沸騰すると蒸気となり気体に変わり、凍らすと氷となり個体になる。
水の場合は、個体になると物質の体積は増加する。
しかし、多くの物質では、逆に体積は減少する。
水分子は、曲がった形をしており分子同士の隙間が多い形でしか結合できない。
そのために、水分子同士のすきまができてその隙間で体積が増えることになる。
これは、水の特性でこの力は、非常に大きく寒冷地の冬には、水道管の破裂の原因となる。
一般的な物質の液体は、個体になると密度が上がり、体積が小さくなる。
※水は、個体になると液体の時より約10％の体積が増加する。質量は、変わらない。