Πως καταλάβαμε ότι το νερό είναι ένωση και όχι θεμελιώδες στοιχείο του Σύμπαντος [Video]

Σήμερα, τα περιεχόμενα του μορίου του νερού είναι λίγο πολύ γνωστά, αλλά πριν από δύο αιώνες, το μόριο αυτό έμοιαζε πολύ διαφορετικό. Και ακόμη πιο παλιά, ήταν μια θεμελιώδης ουσία του Σύμπαντος. Πώς λοιπόν το νερό έγινε H2O;

Στην αρχαιότητα, οι άνθρωποι πίστευαν ότι το νερό ήταν ένα στοιχείο, ένα από τα βασικά δομικά στοιχεία του Σύμπαντος. Η αντίληψη τους ήταν ότι επειδή το νερό ήταν στοιχείο, δεν μπορούσε να διασπαστεί περαιτέρω και δεν μπορούσε να δημιουργηθεί από απλούστερες ουσίες.

Ωστόσο, στις αρχές της δεκαετίας του 1780, οι Χημικοί άρχισαν να παρατηρούν ότι όταν έκαιγαν ένα συγκεκριμένο ιδιόμορφο αέριο, παρήγαγε πολύ νερό. Όμως αυτό το νερό δημιουργούνταν πράγματι από την καύση ή προερχόταν απλώς από την υγρασία του αέρα;

Για να απαντήσουν σε αυτό το ερώτημα, οι Χημικοί κατασκεύασαν ένα αεροστεγές δοχείο, σφραγισμένο από την ατμόσφαιρα, και διοχέτευσαν μέσα το ιδιόμορφο αέριο, αλλά αυτό δεν κάηκε από μόνο του. Αυτό συμβαίνει επειδή για να συμβεί η φωτιά, χρειάζεται ένα άλλο αέριο, οπότε τοποθέτησαν και τα δύο αέρια μέσα στο δοχείο. Και σίγουρα, όταν το μείγμα αναφλέχθηκε, η φωτιά παρήγαγε μόνο νερό. Πολύ νερό.

Κατάφεραν να δείξουν ότι μπορείτε να συνδυάσετε απλές ουσίες για να δημιουργήσετε νερό, αποκαλύπτοντας ότι το νερό δεν είναι τελικά στοιχείο. Και όχι μόνο αυτό, οι χημικοί ανακάλυψαν επίσης τρόπους για να διασπάσουν το νερό. Η απλούστερη μέθοδος είναι μια διαδικασία γνωστή ως ηλεκτρόλυση.

Η ηλεκτρόλυση χρησιμοποιεί ηλεκτρικό ρεύμα για να διασπάσει το νερό σε δύο διαφορετικά αέρια, τα ίδια ακριβώς αέρια που αποτελούν το νερό. Αυτά τα δομικά στοιχεία του νερού, τα οποία σήμερα γνωρίζουμε ως υδρογόνο και οξυγόνο, ήταν αρκετά σαφή από το 1808, όταν ένας από τους πατέρες της Χημείας, ο John Dalton, έκανε το πρώτο σχέδιο του μορίου του νερού: ένα άτομο υδρογόνου σε συνδυασμό με ένα άτομο οξυγόνου, ή HO. Φυσικά, αυτό είναι λάθος. Αλλά μην κατηγορείτε τον Dalton διότι δεν είχε ακόμα όλες τις πληροφορίες.

Κάθε πείραμα είχε επιβεβαιώσει ότι το νερό αποτελείται ακριβώς από 2 άτομα υδρογόνου για κάθε 1 άτομο οξυγόνου. Και ενώ αυτό φαίνεται να δείχνει ότι το νερό είναι H2O, δεν το αποδεικνύει ακριβώς. Αυτό συμβαίνει επειδή δούλευαν με όγκους αερίου και τότε δεν είχαν τρόπο να γνωρίζουν πόσα άτομα έχει κάθε όγκος. Για παράδειγμα, θα μπορούσε ένας όγκος οξυγόνου να έχει διπλάσια άτομα από έναν όγκο υδρογόνου, γεγονός που θα οδηγούσε σε αναλογία ατόμων 1:1.

Ένας Ιταλός χημικός (Giovanni Antonio Giobert), όμως, έκανε μια σημαντική ανακάλυψη όταν κατάλαβε ότι ίσοι όγκοι διαφορετικών αερίων έχουν τον ίδιο αριθμό ατόμων. Δηλαδή, όχι άτομα, αλλά μόρια. Αποδείχθηκε ότι τόσο το υδρογόνο όσο και το οξυγόνο ήταν τα ίδια μόρια που αποτελούνταν από δύο άτομα το καθένα, αλλά ευτυχώς αυτό δεν αλλάζει τις αναλογίες – με αυτό, γνωρίζουμε ότι ένας όγκος υδρογόνου έχει τον ίδιο αριθμό μορίων με έναν όγκο οξυγόνου.

Σήμερα, μπορεί να φαίνεται σαν ένα πολύ απλό γεγονός, αλλά η επίλυση του μυστηρίου της σύνθεσης του νερού απαιτούσε πολλή σκληρή δουλειά από τους μεγαλύτερους Χημικούς του κόσμου!