آب ماده‌ای فراوان در کره زمین است. به شکل‌های مختلفی همچون دریا، باران، رودخانه و ... دیده می‌شود. آب در چرخه خود، مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود، اما از بین نمی‌رود. هر گونه حیات محتاج آب می‌باشد. انسان‌ها از آب آشامیدنی استفاده می‌کنند، یعنی آبی که کیفیت آن مناسب سوخت و ساز بدن باشد.

با رشد جمعیت، منابع آب طبیعی در حال تمام شدن هستند و این مسئله، سبب نگرانی بسیاری از دولت‌ها در سراسر دنیا شده است. گاهی به دلیل مشکلات کمبود آب، این ماده را جیره‌بندی می‌کنند تا مصرف آن را تعدیل نمایند.

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب به وجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی‌شماری مولکول آب می‌باشد.

آب نوعی ماده مرکب است که از دو عنصر اکسیژن و هیدروژن ساخته شده است. آب را جزو دسته مخلوط‌ها طبقه‌بندی نمی‌کنند، چون خواص آب نه به خواص هیدروژن شبیه است و نه به خواص اکسیژن. از ترکیب دو اتم هیدروژن و یک اتم اکسیژن، یک مولکول آب به وجود می‌آید. یک قطره آب دارای تعداد بی‌شماری مولکول آب می‌باشد.

آب در اشکال متفاوتی بر روی زمین یافت می‌شود. تنها ماده‌ای است که در طبیعت به هر سه حالت جامد، مایع و گاز وجود دارد. ابرها در آسمان، موج دریا، کوه یخی، توده‌های یخی در دل کوه‌ها و منابع آبی زیرزمینی تنها چند شکل از آب می‌باشند. طی اعمال تبخیر، میعان، انجماد و ذوب، آب مرتباً از حالتی به حالت دیگر تبدیل می‌شود. این پدیده تبدیل آب را چرخه بزرگ آب می‌نامند. از آنجا که بارندگی در صنعت کشاورزی و همچنین برای خود بشر بسیار با اهمیت است، به اشکال مختلف بارندگی نام‌های به خصوصی اطلاق می‌شود. بارندگی معمولاً بصورت باران است. دیگر اشکال آن، تگرگ، برف، مه و شبنم می‌باشند. همچنین، از برخورد نور با قطرات باران، رنگین‌کمان پدید می‌آید.

آب‌های روی سطح زمین، نقش‌های مهمی ایفا می‌کنند؛ رودخانه‌ها آب موردنیاز کشاورزی را فراهم می‌کنند و دریاها هم وسیله‌ای برای تجارت و مبادله کالاها محسوب می‌شوند. توده‌های یخی و آبشارها هم از دیگر اشکال آب هستند. فرسایش به وسیله‌ی آب، نقش مهمی در شکل محیط زیست ایفا می‌کند.

به علاوه، دره‌ها و دلتاهای حاصل از رسوبات رودخانه‌ها، محلی برای سکنی گزیدن انسان‌ها بوده است. آب به داخل زمین هم نفوذ می‌کند و آب‌های زیرزمینی را ایجاد می‌کند. آب‌های زیرزمینی را می‌توان با کندن چاه یا قنات استخراج نمود. البته آب‌های زیرزمینی به شکل چشمه یا چشمه آب گرم هم به سطح زمین می‌آیند.

آب املاح و مواد معدنی مختلفی دارد که بر حسب آن مواد، طعم و مزه‌اش بسیار تفاوت می‌کند. البته ما انسان‌ها، خود، قادریم که آشامیدنی بودن آبی را ارزیابی کنیم؛ مثلاً از آب شور دریا و یا آب‌های بدبوی باتلاق‌ها استفاده نمی‌کنیم. بلکه آبی می‌نوشیم که سالم بوده و مناسب نیازهای بدنمان باشد.

آب خواص مهمی دارد که در زندگی ما بسیار با ارزشند. از جمله:

• حلال بسیار خوبی است.
• چگالی بالایی دارد و جالب این که وقتی یخ می‌زند یا حرارت می‌بیند، چگالی آن کاهش می‌یابد.
• گرمای تبخیر آب بالاست. یعنی برای تبدیل مقدار کمی آب به بخار، گرمای زیادی لازم است. این خاصیت برای بدن ما بسیار با اهمیت می‌باشد. گرمای اضافی بدن با تبخیر تنها مقدار کمی از آب بدن از طریق منافذ پوست تعریق کاسته می‌شود.
• نیروی کشش سطحی آن به طور شگفت‌انگیزی زیاد است. گهگاه شاهد نشستن حشرات روی سطح آب بوده‌ایم. اگر به دقت به طرز قرار گرفتن حشره روی سطح آب نگاه کنید، متوجه می‌شوید که سطح آب زیر پای حشره، مانند یک تشک ابری فرو می‌رود؛ اما پاره نمی‌شود.
• آب مواد مختلف از جمله شکر و نمک را به راحتی در خود حل می‌کند. بسیاری از واکنش‌های شیمیایی تنها در حضور آب انجام می‌شوند. البته پاره‌ای مواد با آب مخلوط نمی‌شوند، مثل لیپیدها و دیگر مواد هیدرات کربن‌دار. غشاء سلولی که حاوی لیپیدها و پروتئین است، از این خاصیت آب سود جسته و تعاملات محتویات سلولی با مواد شیمیایی خارج سلول را بدقت تحت کنترل دارد.
• یکی دیگر از خواص جالب آب، حالت جامد آن، یعنی یخ می‌باشد. هنگامی که آب بر اثر سرما به یخ تبدیل می‌شود، انبساط می‌یابد، بدین معنا که حجم بیشتری را اشغال می‌کند.

بنابراین، حجمی از یخ که هم‌حجم آب اولیه است، جرم کمتری دارد. به این علت می‌گویند که چگالی یخ از آب کمتر است و همین مسئله باعث می‌شود که یخ روی آب شناور بماند. در حالی که در بیشتر موارد، چگالی ماده جامد از حالت مایع آن بیشتر است. این ویژگی آب سبب می‌شود که بر خلاف بسیاری از مایعات، آب از سطح شروع به انجماد کند. این پدیده را بارها به هنگام شروع یخ زدن آب، درون فریزر منزلتان دیده‌اید؛ در زمستان با یخ زدن سطح آب دریاچه‌ها، لایه عایقی از یخ ایجاد می‌شود که این لایه، از یخ زدن لایه‌های زیرین خود جلوگیری می‌نماید. در این شرایط، ماهی‌ها و دیگر آبزیان می‌توانند در مناطق گرم‌تر زیرین به حیات خود ادامه دهند.

دیگر ویژگی غیرعادی آب، ظرفیت گرمایی بالای آن می‌باشد. ظرفیت گرمایی یک جسم، مقدار گرمایی است که به جسم می‌دهیم تا دمایش، 1 درجه سانتی‌گراد افزایش یابد. جالب است بدانید که مقدار گرمایی که لازم است تا دمای 1 گرم آب را 1 درجه سانتی‌گراد افزایش دهد، حدود 10 برابر مقدار گرمایی است که برای 1 گرم آهن لازم است.

وجود هرگونه حیات، متکی به وجود آب است. آب در بیشتر فرآیندهای متابولیسمی بدن، نقش حیاتی دارد. هنگام گوارش غذا، مقادیر قابل توجهی آب مورد استفاده قرار می‌گیرد. تقریباً 70 درصد وزن بدن را آب تشکیل می‌دهد. برای عملکرد درست، بدن ، روزانه به 1 تا 7 لیتر آب نیاز دارد البته این میزان آب به مقدار فعالیت بدن، دمای هوا، رطوبت و دیگر عوامل بستگی دارد. آب از طریق ادرار، مدفوع، تعریق و همچنین از طریق بازدم به شکل بخار آب دفع می‌شود.

بدن انسان به آبی نیاز دارد که نمک یا ناخالصی‌های دیگر (مثل باکتری یا دیگر عوامل بیماری‌زا و یا مواد شیمیایی) نداشته باشد. البته برخی مواد محلول در آب طعم و مزه آن را بهتر هم می‌کند. امروزه، با توجه به رشد روزافزون جمعیت، میزان سرانه آب آشامیدنی کاهش یافته است.

راه‌حل‌های تحت بررسی، تولید بیشتر آب، بهبود توزیع و جلوگیری از هدر رفتن آن می‌باشد.

تحقیقات آماری در بسیاری از کشورها نشان می‌دهد که میانگین مصرف روزانه آب برای هر نفر، حدود 300 لیتر است. در حالی که مصرف نهان آب برای هر نفر، حدود 6000 لیتر و از قرار زیر می‌باشد:

• آبیاری کشتزارها و تهیه و تولید مواد غذایی: 2600 لیتر
• تأمین انرژی: 2400 لیتر
• صنایع و معادن: 700 لیتر
• امور بازرگانی و خدمات: 34 لیتر

در بسیاری از کشورها، آب نوعی منبع استراتژیک محسوب می‌شود. بسیاری از جنگ‌ها از جمله جنگ 6 روزه در خاورمیانه، بر سر به دست آوردن منابع آبی بیشتر صورت گرفت. البته کارشناسان، مشکلات بیشتری را هم پیشبینی می‌کنند که به دلیل رشد جمعیت، آلودگی آب‌ها و گرم شدن زمین حادث می‌شود.

آب‌های آشامیدنی را از چشمه‌ها، قنات‌ها و یا چاه‌ها استخراج می‌کنند. بنابراین، برای تولید بیشتر آب، می‌توان چاه‌های بیشتری ساخت. باران و دریا هم از دیگر منابع آبی هستند که البته به عنوان آب آشامیدنی مناسب نیستند. این‌گونه آب‌ها را باید تصفیه نمود. روش‌های معروف تصفیه آب، تقطیر و جوشاندن می‌باشند.

در بیشتر ادیان از جمله اسلام، مسیحیت و یهودیت، آب ماده پاک‌کننده محسوب می‌شود. برای مثال، در مسیحیت غسل تعمید را در کلیسا با آب انجام می‌دهند.

در بسیاری ادیان همچون اسلام نوعی مراسم عبادی وجود دارد که در آن، مرده را با آب پاک شستشو می‌دهند (غسل). در دین اسلام هم تنها پس از وضو گرفتن (شستن بخش‌هایی از بدن با آب پاک) می‌توان فریضه نماز را بجا آورد

در مذهب شینتو (مذهب ژاپنی) در تمام مراسم عبادی از آب برای پاکیزه ساختن بدن فرد یا مکان خاصی استفاده می‌شود.

اهمیت آب در تولید محصولات گیاهی غیرقابل انکار است. میزان آب موجود در هر منطقه معرف آن است که از نظر اقتصادی چه گیاهی را می توان کاشت و چه گیاهی را نمی‌توان. بسیاری از اعمال حیاتی گیاه توسط آب کنترل می‌شود. آب از مواد اصلی تشکیل‌دهنده یاخته زنده می‌باشد و میزان آن در بافت‌های مختلف متفاوت بوده از 2% در بعضی بذور خشک تا 40% در بافت‌های چوبی در حال خواب و 95% در میوه‌های آبدار (مانند هندوانه) دیده می‌شود. آب هم حلال است و هم وسیله‌ای برای انتقال مواد در داخل گیاه کمبود آب در گیاه باعث توقف رشد، و ادامه این کمبود منجر به اختلالات برگشت‌ناپذیر می‌گردد و گاهی هم موجب مرگ گیاه می‌شود. این عمل در نواحی گرم و خشک و گیاهانی که بر اساس ویژگی گونه‌ای دارای تبخیر شدید می‌باشند‏، به سرعت اتفاق می‌افتد میزان مصرف آب در گیاهان مختلف متفاوت است برای مثال برای تولید هر گرم ماده خشک در سوزنی برگ‌ها 50 گرم آب و در سبزهای برگی 2500 گرم آب مصرف می‌شود بطور کلی، برای بیشتر گیاهان‏، این مقدار بین 300 تا 1000 گرم می‌باشد. وقتی گیاه در حال رشد است پیوسته آب از زمین جذب کرده و از برگ‌ها آن را تبخیر می‌کند. میزان تبخیر آب از سطح برگ بستگی به دما‏ جریان هوا و عوامل دیگری مانند تعداد و چگونگی روزنه‌ها‏، رطوبت نسبی هوا و غیره دارد. خورشید، انرژی لازم را برای تبخیر آب از سطح برگ تامین می‌کند. اگر بین جذب آب و تبخیر تعادل برقرار باشد تمام فرآیندهای گیاهی بطور طبیعی پیش می‌رود و گرنه یکی از دو حالت زیر پیش می‌آید:

الف: اگر مقدار جذب بیشتر از مقدار دفع باشد: این حالت ممکن است در اثر کم بودن شاخساره نسبت به ریشه، پیرایش (هرس) بی‌قاعده، حمله آفات و امراض و یا بالا بودن رطوبت نسبی هوا اتفاق بیفتد در این حالت فشار آب درون یاخته‌ها یا آوندها بالا می‌رود. علایم عمومی این حالت، درازی و باریکی و نرمی ساقه گیاه و خوابیدگی آن روی زمین و ترک خوردن میوه (به علت به هم خوردن رابطه سطح و حجم) است.

ب: مقدار دفع بیشتر از جذب باشد: این حالت ممکن است در اثر خشک بودن خاک، کمبود ریشه نسبت به شاخساره، یا در اثر جابجا کردن گیاه پیش بیاید. این حالت باعث تیرگی رنگ برگ‌ها و در صورت ادامه باعث پژمردگی آن‌ها و خشک شدن گیاه می‌شود. کم‌آبی مزمن در بعضی از انواع هندوانه و گوجه‌فرنگی باعث پوسیدگی گلگاه می‌شود.