L'eau liquide, une anomalie sur Terre ?

Physigeeks

L'eau liquide n'est pas censée exister sur Terre ?  ok, c'est un titre "putaclick" mais c'est pour expliquer en quoi elle est particulière et pourquoi l'eau est liquide à température ambiante sur Terres alors que des molécules similaires sont à l'état gazeux !  on va parler de liaisons covalentes de forces de van der Waals , d'ébullition et bien sûr des liaisons hydrogène   #science #funfact #chimie #culture #eau #liaisons #atome #molecule #terre #prof #humour #vulgarisation #physiquechimie

Transcript

00:00 Le liquide n'est pas censé exister sur Terre.

00:02 Non, regardez pas comme ça, c'est pas moi qui le dit, c'est la science.

00:04 Alors, avant de dire que les scientifiques doivent boire autre chose que la cristalline,

00:06 on va s'intéresser aux molécules qui sont similaires à la molécule d'eau,

00:09 et voir pourquoi la molécule d'eau est spécifique.

00:11 Donc si on considère qu'une molécule d'eau est une molécule relativement simple, avec 3 atomes,

00:14 1 d'oxygène, 2 d'hydrogène, tu connais les bails,

00:16 et donc avec une masse atomique relativement faible,

00:18 l'énergie d'agitation nécessaire pour casser les interactions entre les différentes molécules au sein d'un liquide,

00:22 les fameuses forces de Van der Waals,

00:23 normalement ne devraient pas être si importantes. Et si on prend des molécules similaires, comme celle-ci par exemple, le sulfure de dihydrogène, H2S,

00:29 oui, le truc qui s'enlève pourri là,

00:30 eh bien sa température d'ébullition, c'est-à-dire le passage de liquide à gazeux, n'est que de -60,7°C.

00:35 Et si on considère l'ammoniaque aussi, relativement similaire,

00:38 décidément encore un truc qui pue,

00:39 eh bien sa température d'ébullition à l'ammoniaque est de -33°C.

00:42 Et donc, en théorie, en considérant uniquement ses forces, notre petite molécule d'eau devrait bouillir à -80°C.

00:47 Je rappelle que la température moyenne sur la Terre est de 15°C.

00:49 En tout cas, si on ne prend pas en compte le réchauffement climatique.

00:51 Mais alors, pourquoi l'eau boue à 100°C, et pas à des températures très faibles comme ses petites copines ?

00:55 Et surtout, pourquoi elle se comporte comme une molécule beaucoup plus complexe ?

00:57 Eh bien, c'est à cause de ce qu'on appelle les ponts hydrogènes, ou les liaisons hydrogènes.

01:00 En fait, pour former la molécule d'eau, pour faire des liaisons entre la molécule d'oxygène et d'hydrogène,

01:04 chaque atome va devoir mettre un électron en commun. C'est ce qu'on appelle des liaisons covalentes.

01:07 Sauf que l'oxygène est ce qu'on appelle un atome électronégatif.

01:10 En gros, ça veut dire qu'il aura tendance à tirer la couverture d'électrons vers lui, et à raqueter le pauvre atome d'hydrogène.

01:14 En résulte alors, un déséquilibre de charge électrique,

01:16 puisque notre pauvre atome d'hydrogène va se retrouver chargé positivement, puisqu'on lui aura tiré son électron,

01:20 alors que l'atome d'oxygène va être chargé négativement.

01:22 La molécule d'eau est alors dite polaire.

01:24 Ok, blague pourrie au montage, check.

01:26 Je ne vais pas rentrer dans le détail de la polarité des molécules aujourd'hui,

01:28 puisqu'il faut prendre en compte la géométrie aussi de la molécule.

01:30 Et vu que le plus attire le moins, et qu'en plus cette molécule est toute petite et qu'elle a un faible encombrement,

01:34 ce déséquilibre de charge va faire en sorte qu'une petite molécule d'eau va pouvoir se lier à 4 de ses congénères.

01:38 Et les ponts hydrogènes sont beaucoup plus énergétiques,

01:40 c'est-à-dire qu'il faut 4 à 10 fois plus d'énergie que pour briser les interactions lors des forces de Van der Waals.

01:45 Et c'est pourquoi il faut chauffer vachement plus fort pour vaporiser des molécules qui possèdent des liaisons hydrogènes.

01:49 Alors pour vous donner une idée, élever de 1°C la température d'une masse d'eau

01:52 requiert 4 fois plus d'énergie que pour la même masse d'air,

01:55 et 10 fois plus d'énergie que pour la même masse de cuivre.

01:57 Et d'ailleurs les liaisons hydrogènes donnent plein d'autres super pouvoirs trop cools à l'eau,

02:00 et en font un liquide exceptionnel et atypique.

02:02 Mais ça je t'en parlerai dans une autre vidéo.

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