BUDOWA CZĄSTECZKOWA: Woda zbudowana jest z 2 atomów wodoru i 1 atomu tlenu. Może istnieć 36 odmian izotopowych wody, zależy to od występowania w przyrodzie trwałych izotopów wodoru i tlenu: izotopy wodoru ¹H, ²H, izotopy tlenu ¹⁶O, ¹⁷O, ¹⁸O. Masa atomowa wody wynosi 18,01µ. 99,73% tyle wynosi zawartość wody zwykłej (H₂O) w wodzie a wielkość cząsteczek wody to

1,38 * 10^-10m. Cząsteczka wody pod względem elektrycznym jest cząsteczką obojętną, ładunek jest nałożony nierównomiernie. Cząsteczka wody tworzy dipol. H⁺ O

Moment dipolowy jest to iloczyn bezwzględnej wartości ładunku pomnożony przez odległość.

Siły Van der Vaalsa – siły międzycząsteczkowe związane z dipolem, oddziaływują na niewielkie odległości.

STAN SKUPIENIA WODY: Woda może występować w stanie: ▪ stałym – budowa krystaliczna wody, w czasie zamarzania woda zwiększa swoja objętość; ▪ ciekłym – przejściowym; ▪ gazowym – oddziałowywanie chwilowe.

SUBLIMACJA - przejście wody, ze stanu stałego pod wpływem ogrzewania w parę wodną. Przejście odwrotne nazywa się resublimacją.

WŁAŚCIWOŚCI FIZYCZNE:

ŚCIŚLIWOŚC: ściśliwość charakteryzuje zmianę objętość pod wpływem zmian ciśnienia. współczynnik ściśliwości: ß_w= -γV / Vγp ρ

β_w dla wody = 5*10^-10 Pa ^–1.

GĘSTOŚĆ: ρ=lim Δm / ΔV

^V→0

woda ma największą gęstość ma w 4ºC ( T= 3,98ºC)

ρmax= 999,973 kg/m³

ρ_10ºC = 999,7 kg/ m³

ρ_oºC = 999,84 kg/m³

obliczanie liczby cząsteczek w 1 m³:

n_o=m/m_c=Vρ/mc=(1m³ * 999,973 kg/m³ )/ 2,99*10^-26kg = 3,34*10²⁸

d=

ρ = c*e^ββ*p związek między gęstością a ciśnieniem.

LEPKOŚĆ: n- normalna do powierzchni

F=A ^V_N * η współczynnik lepkości charakteryzuje on dana ciecz; V – prędkość przesuwania się płytki po nadaniu siły; η- współczynnik lepkości.

naprężęnia styczne: T= F/A; T= V/n*η ; T= dv/dn*η prawa tarcia Newtona

ciecz newetwska – taką cieczą jest woda.

η [ mPas] – jednostka współczynnika lepkości

Pa= N/m*s

kinematyczny współczynnika lepkości:

V=n/ρ[ m² s]

η= n_o/ 1+0,0337T + 0,0022 T² T – temperatura[ºC].

η^o = 1,7885 mPa*s; η₁₀ ⁺= 1,2998; η= 1,001

TEMPERATURA: Temperatura wód podziemnych wahają się od 0˚C do 100˚C. W wyjątkowych przypadkach spotyka się wody przechłodzone o tem. poniżej 0ºC np. tak jak w krainach wiecznej marzłości, oraz przegrzane powyżej 100ºC w głębokich przewodach gejzerów. Temperatura zależy od: szerokości geograficznej miejsca na ziemi; wysokość na poziomem morza; głębokość ponad powierzchnią ziemi; prędkość płynącej wody; Geologiczno – fizycznych właściwości środowiska geologicznego. Na temperaturę w ód występujących płytko pod powierzchnią ziemi wpływają wahania temperatury powietrza i średnie temperatury rocznie. Wpływ zamian temperatury nie sięga głęboko i wygasa szybko. Stopień geotermiczny – ilość gdzie temperatura zmienia się o 1˚C jest on równy dla różnych skał. Wraz z głębokością temperatura wzrasta. Temperaturą na określonej głębokości można określić: T_H= T_ŚR + ΔT +H-Hg/G

Tśr – średnia roczna temperatura powietrza przy powierzchni ziemi; ΔT – poprawka wynosi od 0,8 – 1,5ºC; H – wysokość, na której chcemy określić temperaturę; Hg – głębokość stałych temperatur, głębokość gdzie temperatura jest już stała.

Wahania 0,8-1,0 m; sezonowe wahania 5-8m; roczne wahania 15-40m. Przy powierzchni ziemi temperatura wód jest w przybliżeniu równa temperaturze powietrza atmosferycznego (średniej).Jeśli tem. wód jest mniejsza od Tśr to widy te nazywamy chłodnymi, Tśr< T; T= Tśr -wody zwykłe; T> tSr - wody ciepłe; Tśr na ziemi jest to temperatura 10ºC. Podział wód podziemnych pod względem uzdrowiskowym: T<20ºC - wody chłodne; T> 20ºC - wody termalne; T>40ºC -woda hipertermalne.

BARWA: Barwa rzeczywista spowodowana jest wyłącznie rozpuszczonymi w wodzie związkami, barwa pozorna zaś spowodowana jest mechanicznymi zawiesinami, które mogą być usunięte. Barwę odznacza się w stopniach skali platynowo – kobaltowej przez porównanie próbki ze wzorami.

ROZPUSZCZALNOŚĆ: następuje jeżeli energia oddziałowywania cząsteczek wody na cząsteczkę roztworu będą większe niż oddziałowywanie miedzycząsteczkowe roztworu. Jest to proces odwracalny. Część cząsteczek łączy się i następuje krystalizacja. ROZTWÓR W RÓWNOWADZE- to taki roztwór, w którym cząsteczki się krytalizują i tyle samo się jednocześnie rozpuszcza. ROZPUSZCZANIE- ilość rozpuszczonej substancji w określonej objętości lub masie wody, w danych warunkach temperaturowych i ciśnienia.

ROZPUSZCZALNOŚC CIAŁ STAŁYCH:

łatwo rozpuszczalne >10g/100g wody

średnio rozpuszczalne 2-10g/100g wody

trudno rozpuszczalne 0,1-2g/100g wody

bardzo trudno rozpuszczalne 0,01-0,1g/100g wody

nierozpuszczalne <0,01g/100g wody.

TWARDOŚĆ WODY: Twardość wody decyduje o zużyciu mydła bez wytwarzania piany. Twardość wody nadają jony wapnia (Ca²⁺) i jony magnezu (Mg²⁺). Twardość wody określa się obecnie mwal/dm³. Dawniej określano (ºn). 1 stopień 1ºn= 10 mg CaO /1 dm³ wody

1 mwal/ dm³ → 28 mg CaO / dm³. Twardość wody: 1. twardość węglanowa – (przemijająca) – związana jest z obecnością kwaśnych węglanów Ca (H²CO₃). 2. twardość niewęglanowa – nie można jej zmniejszyć poprzez gotowanie. 3. twardość ogólna. W zależności od twardości węglanowej, wody dzielą się na: 1. wody bardzo miękkie 2. miękkie 3.średnio twarde 4.twarde 5. bardzo twarde.

mwol/dm³ ºn

< 1,5 b. miękkie <4,2

1,5 – 3,0 miękkie 4,2 ÷ 8,4

3,0 – 6,0 śr. twarde 8,4 ÷ 16,8

6,0 – 10 twarde 16,8 ÷ 18

>10 b. twarde >28,0

PRZEŹROCZYSTOŚĆ, MĘTNOŚĆ: norma PN – 71/c – 04583 Przezroczystość wody – jest to zdolność przepuszczania przez nią promieni świetlnych. Odwrotnością przezroczystości jest mętność – zdolność do absorwowania promieni świetlnych. Wody podziemne są przeważnie doskonale przezroczyste a to dzięki filtrującemu, czyli oczyszczającemu działaniu ziaren w skałach porowatych. Zdarzają się jednak wody mętne, jak np. płytkie wody kontaktujące się z bagnami lub mokradłami, z których przenikają szczątki organiczne nadające wodzie mętność. Występują też wody podziemne, które są zanieczyszczone pyłami pochodzącymi ze złóż kopalin, np. węgla brunatnego. Często zdarza się, że woda podziemna po wydobyciu i zetknięciu się z powietrzem mętnieje w skutek utleniania się zawartego w niej dwuwęglnanu żelaza .

MINERALIZACJA: Wody podziemne są zmineralizowane w różnym stopniu. Ilościowym tego wyrazem jest ogólna mineralizacja, którą określa się masą suchej pozostałości. Jest to osad jaki powstaje po odparowaniu wody w temperaturze 105ºC i następnie po wysuszeniu w 150ºC. Oznaczenie suchej pozostałości jest ilościowym wskaźnikiem orientacyjnym, gdyż daje przybliżoną zawartość nielotnych składników wody. Oznaczona w ten sposób ogólna mineralizacja wody jest nieco zaniżona, bo podczas suszenia suchej pozostałości pewna ilość węglanów ulega rozkładowi i ulatnia się w postaci dwutlenku węgla. Na postawie ogólnej mineralizacji widy można podzielić na grupy: ultra słodkie o suchej pozostałości mniejszej niż 0,1g/l; słodkie przy suchej pozostałości 0,1-0,5 g/l; akratopegi, czyli wody o podwyższonej mineralizacji 0,5-1,0 g/l, jeśli temperatura ich jest wyższa od 20ºC nazywamy je akratorami; mineralne wskazujące suchą pozostałość większą niż 1 g/l i dochodzącą w skrajnych przypadkach do ponad 400 g/l. Wyróżniamy także wody: słabo zmineralizowane o suchej pozostałości 1-3 g/l w ich składzie dominują wyraźnie kwaśne węglany wapnia i magnezu; wody średni zmineralizowane o suchej pozostałości 3-10 g/l, obok kwaśnych węglanów występują też siarczany wapnia i magnezu oraz chlorki sodu; w ody silnie amnieralizowane albo słone o suchej pozostałości 10-35 g/l , w skaładzie ich domniuja chlorki sodu i wapnia; solanki o suchej pozostałości ponad 25 g/l.