מים

המים הם הנוזל החשוב ביותר לאקלים עולמנו, לחי ולצומח שבו, ומחזור המים בטבע הוא אולי הגורם המרכזי בהכתבת תנאי הסביבה והחיים; כן נודעת להם חשיבות שאין למעלה ממנה לכלכלת האדם.

בימי קדם נחשבו המים לאחד מארבעת היסודות של הטבע (לצד אדמה, אוויר ואש), הנמצא בכל הנוזלים. סברה זו הופרכה בשלהי המאה ה-18:  ב-1781 הצליח המדען הבריטי הנרי קוונדיש לסנתז מים על ידי הבערת מימן בנוכחות אוויר. עם זאת, תוצאותיו של ניסוי זה פורשו כהלכה רק כשנתיים לאחר מכן, כאשר הוכיח הכימאי הצרפתי אנטואן-לורן לבואזיה כי האוויר והמים אינם יסודות, והמים הם תרכובת של מימן וחמצן.

כשלושה רבעים מפני השטח של כדור הארץ מכוסים במים (צילום: ויז'ואל/פוטוס)

המים הם ממס מצוין, קוטבי, בעל קבוע דיאלקטרי גבוה (81 ב-17º צלזיוס). אלקטרוליט חלש. המים קיימים בטבע, על פני כדור הארץ ובקרבתם, בשלוש צורות אלוטרופיות - מים נוזלים, קרח (מוצק) וקיטור (אדים) - בשלושה מצבי צבירה שונים. בכך הם יוצאי דופן מבין כל החומרים, ויש המשערים שתכונתם זו היא תנאי הכרחי לקיום חיים בעולמנו.

תכונותיהם הפיסיקליות של המים המזוקקים משמשות לקביעת נקודות מפתח בסולמות מדידה שונים, ובמיוחד בשיטת המידות והמשקלות המטרית: במדידת טמפרטורה, נקודת הרתיחה של המים (שבה הופכים המים מנוזל לקיטור) נקבעה כ-100º בסולם צלזיוס, ונקודת הקיפאון (שבה הופכים המים מנוזל לקרח מוצק) - כ-0º בסולם זה. צפיפות המים ב-4º צלזיוס מוגדרת כ-1, ולכן משקלם הסגולי בטמפרטורה זו הוא 1 גרם לסמ"ק.

תופעה מיוחדת למים, מכל הנוזלים - הקרויה לפיכך "האנומליה של המים" - היא עליית נפחם בקירור נוסף, אל מתחת ל-4º צלזיוס. הנפח של כמות של מים נוזליים גדל עם קפיאתם ב-10%, ומשום כך קרח צף על פני המים.

המים בטבע מכילים עפ"י רוב כמויות קטנות של תרכובות מומסות, שניתן להרחיקן ע"י זיקוק, סינון, הכלרה והעברה דרך מחליפי יונים. מים שבהם איזוטופ המימן אינו האיזוטופ השכיח, ¹H, אלא אחד מהכבדים יותר, נקראים מים כבדים.

במים נוזלים יש קשר מימני בין מולקולות המימן והחמצן, ולמים המוצקים מבנה גבישי טטרהדרלי. המים מתפרקים ליונים ( H⁺ ,OH^-) באלקטרוליזה או בתגובה עם מתכות פעילות, כמו נתרן. הבחנה חשובה בין תרכובות מרובות מבדילה בין חומרים הידרופיליים, הנמשכים למים, לבין חומרים הידרופוביים, דוחי מים; חומרים שהמולקולות המורכבות שלהם דוחות מים בחלק אחד ונמשכות למים בחלקן האחר נקראים אמפיפיליים.

כאמור, המים משמשים ממס מעולה לתרכובות רבות מאוד הבנויות מיונים, כגון מלחים, משום שמולקולת המים היא קוטבית: הגם שבכללותה היא נייטרלית מבחינה חשמלית, שני אטומי המימן ואטום החמצן יוצרים מעין משולש שזווית הקדקוד שלו 105º. קדקוד הזווית (אטום החמצן) מחונן במטען שלילי חלקי, וקצות צלעותיה - במטענים חיוביים חלקיים. משום כך נמשכים לקצותיה השונים, בכוח אלקטרוסטטי, היונים בעלי המטענים המנוגדים של החומר המומס, ותוך כדי כך הם מתפרקים.

תהליך זה נקרא מִיּוּם (הידרָציה). בתנאים מסוימים עשוי להיווצר קשר יוני בין מולקולת המים לבין המומס. לאחר שהופרד יון בדרך זו, נמשכות אליו עוד מולקולות מים, עד שהוא נעשה מוקף בהן (אך אינו מתקשר אליהן). לכן יון מספר מיום סגולי משלו - מספר מולקולות המים הנספחות אליו במישרין כשהוא שרוי בתמיסה מימית. מספר המיום של יון הנתרן, לדוגמה (⁺Na), הוא 4.

לא רק מלחים סופחים אליהם מולקולות מים בדרך המיום, אלא גם חומרים רבים אחרים, למשל חלבונים רבים. למעשה, ספיחת מים חיונית לשמירה על מבנהו המורכב של החלבון, ואם ייובש, הוא עלול להתפורר ואף לאבד את תפקודו הביולוגי במקרים מסוימים.

יש להבדיל בין מיום במצב של תמיסה לבין מיום במצב יבש, שבו החלבון, או גביש אחר כלשהו, סופח אליו מים מהסביבה ונשאר מוצק. התהליך ההפוך למיום, אובדן מולקולות מים, נקרא אַלמִיום (דֶהידרָציה).

• "ויאמר אלהים ישרצו המים, שרץ נפש חיה; ועוף יעופף על-הארץ, על-פני רקיע השמים. ויברא אלהים, את-התנינם הגדלים; ואת כל-נפש החיה הרמשת אשר שרצו המים למינהם, ואת כל-עוף כנף למינהו, וירא אלהים, כי-טוב. ויברך אתם אלהים, לאמר: פרו ורבו, ומלאו את-המים בימים, והעוף, ירב בארץ"  (תנ"ך, בראשית א', כ-כב).
  

• "אנחנו שוכחים שמחזור המים ומחזור החיים חד הם" (ז'ק-איב קוסטו).
  

• "מים הם הבסיס לחיים ולבריאות. הזכות האנושית למים היא הכרחית ליצירת חיים. על כן מים הם תנאי מוקדם למימוש כול זכויות האדם האחרות " (סוכנות האו"ם לכלכלה, לתרבות ולזכויות סוציאליות)
  

• "אין דבר רך או רפה יותר ממים. יחד עם זאת, אין דבר טוב יותר לתקיפת חפצים קשים וחזקים. בשל כך אין להם תחליף" (לאו-דזה).
  

• "למים, כמו לדת ולאידיאולוגיה יש את הכוח להזיז מיליוני אנשים. משחר ההיסטוריה בני האדם עברו להתגורר בקרבתם. בני האדם נדדו כאשר היה מעט מהם. הם נדדו כאשר היה יותר מדי מהם...בני האדם עורכים מסעות בתוכם. הם כותבים, שרים ורוקדים עליהם. בני האדם נלחמים עליהם. וכולם, בכל מקום ובכל יום – צריכים אותם" (מיכאיל גורבצ'וב).
  

• "בזמן מסעותיי ברחבי העולם, חשבו תושבי המדינות שהמקום היחיד שיש בו סכסוך פוטנציאלי על מים הוא המזרח התיכון, אבל הם טועים לחלוטין. בעיית המים קיימת בכל העולם" (קופי אנן, 2001)
  

• "המים הוא הדופק ומרוץ הדמים של היישוב" (לוי אשכול, 1937).
  

• "ויסקי נועד לשתיה, מים נועדו למלחמה" (מרק טוויין).
  

• "תבורך אלוהיי ביד האחות מים, היא מועילה עד מאוד וענווה ויקרה וטהורה" (פרנסיסקוס הקדוש מאסיזי, 1225 לערך).
  

• "כאשר מתייבשות הבארות אנחנו מכירים בערך המים" (בנג'מין פרנקלין).
  

• "מים הם המשקה היחיד לאדם החכם" (הנרי דיוויד תורו).
  

לקריאת הכתבות במדור - לחצו כאן.

בתי גידול לחים בישראל: סכנת קיום מוחשית - במהירות, ובאופן גלוי וכמעט לא מתוקשר, אנו מאבדים מערכות אקולוגיות ייחודיות ובהן ערכי טבע רבים שמתקיימים רב במים ובסביבתם הטבעית. הקישון, הירקון, הכינרת והחולה, הם רק חלק קטן מהמקומות בישראל בהם חלה פגיעה משמעותית בבעלי-החיים ובצומח בעקבות צמצום מקורות המים. כתבה באתר ynet

לקריאת הכתבה - לחצו כאן.

האו"ם: חצי מהעולם יסבול ממחסור במים ב-2030 - כ-20 ארגונים וגופים של האו"ם ניסחו דו"ח מקיף אודות משבר המים העולמי, שצפוי רק להחריף. הסיבה: האוכלוסייה גדלה, אנשים אוכלים יותר בשר וייצור מוגבר דלק אורגני. הנפגעים העיקריים, כצפוי, הם התושבים העניים בעולם השלישי. כתבה באתר ynet

לקריאת הכתבה - לחצו כאן.

גלאי מים - הדור הבא - כשהם נמצאים במקומות הלא נכונים, המים יכולים לשבש פעולות של מכשירים חשמליים, לגרום לשיתוך, להשפיע על תגובות כימיות שונות וליצור נזקים שונים. צוות חוקרים פיתח אמצעי ייחודי לאיתור מולקולות מים, שיסייע לצמצם את נזקיהם במקומות רגישים. כתבה באתר ynet

לקריאת הכתבה - לחצו כאן.

גולשים על המים - מדענים רבים, במקומות שונים בעולם, מחפשים דרכים להפחתת חיכוך, ומנסים לפתח חומרי סיכה חדשים ויעילים. כתבה באתר ynet

לקריאת הכתבה - לחצו כאן.