पानी अस्तित्व के लिए एक महत्वपूर्ण पदार्थ है। इसके बिना, पृथ्वी पर जीवन संभव नहीं होगा। यह हमारे भौतिक ब्रह्मांड में सबसे महत्वपूर्ण तत्वों में से एक है। हम इसके बिना नहीं रह सकते, क्योंकि यह हमारे शरीर का प्रमुख हिस्सा है और जीवन में होने वाली सभी प्रक्रियाओं में मदद करता है। सभी जीवित जीवों को जीवित रहने और विभिन्न कार्यों के लिए पानी की आवश्यकता होती है। वास्तव में, इसके बिना हमारा अस्तित्व ही नहीं रह सकता था।
पानी की संरचना में विभिन्न तत्व होते हैं जिनमें से प्रत्येक के अपने अद्वितीय भौतिक और रासायनिक गुण होते हैं। इस प्रकार, इस पदार्थ के बारे में बहुत सारी जानकारी है जो इसे समझने के लिए आवश्यक है। जल विज्ञान पृथ्वी की सतह पर और पृथ्वी की सतह के नीचे तरल पानी का वैज्ञानिक अध्ययन है, इसकी घटना और प्रवाह, पानी के रासायनिक गुण और वायुमंडल के सभी जीवित और निर्जीव तत्वों के साथ इसका संबंध है। इसके तीन अलग-अलग प्रकार हैं, पानी की सतह, पानी की मात्रा और पानी की संरचना।
हाइड्रोलिसिस नामक एक प्रक्रिया होती है जो किसी पदार्थ को कम घुलनशील रूप में बदल देती है। उदाहरण के लिए, जब दो पदार्थ एक बिंदु पर आपस में टकराते हैं, तो हाइड्रोलिसिस अणुओं को छोटे-छोटे अणुओं में तोड़ देता है और पदार्थ को हल्के तत्वों में अलग कर देता है। हाइड्रोलिसिस प्रकृति में ज्यादातर तालाबों, नालों, कुओं, नदियों और महासागरों में होता है। हाइड्रोलिसिस ऐसे वातावरण में निम्न प्रकार से होता है: अकार्बनिक पदार्थ विभिन्न रासायनिक प्रतिक्रियाओं की मदद से सरल यौगिकों में टूट जाते हैं और अकार्बनिक पदार्थ ऑस्मोटिक दबाव जैसे भौतिक तरीकों से सरल यौगिकों में परिवर्तित हो जाते हैं। प्रकाश संश्लेषण में हाइड्रोलिसिस की प्रक्रिया महत्वपूर्ण है, जो पौधों की वृद्धि के लिए आवश्यक है।
इसके कुछ भौतिक गुण पानी के रासायनिक गुणों को निर्धारित करने में उपयोगी होते हैं। यह ध्यान रखना महत्वपूर्ण है कि इन भौतिक गुणों का रासायनिक प्रक्रियाओं पर और इसलिए किसी क्षेत्र की जलवायु और अन्य भौतिक विशेषताओं पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है। किसी माध्यम में इसकी सांद्रता बढ़ने या घटने पर इसके भौतिक गुण बदल जाते हैं। यह गर्मी या ठंड की उपस्थिति में दोनों दिशाओं में बदलता है, उदाहरण के लिए, जैसे पानी गर्म सतह से वाष्पित हो जाता है और ठंडा हो जाता है या जम जाता है, यह सघन या ठंडा हो जाता है।
इसके भौतिक गुणों में से एक इसका घनत्व है, जिसकी गणना इसके क्वथनांक तापमान, विशिष्ट गुरुत्व के आधार पर की जा सकती है और सामान्य उदाहरणों में नमक, ताजा पानी और बर्फ शामिल हैं। किसी द्रव का घनत्व जितना अधिक होता है, उसमें उतनी ही अधिक ऊष्मा होती है। खारे और समुद्री जल में मैलापन के उच्च मान पाए जाते हैं। दूसरी ओर, ताजे पानी और ताजी हवा में घनत्व के निम्न मान पाए जाते हैं। इसकी संरचना में, इसमें कार्बन डाइऑक्साइड, हाइड्रोजन, ऑक्सीजन, सोडियम, फास्फोरस, सिलिकॉन और कैल्शियम की मात्रा होती है।
नमक, जो आयनिक रूपों में भी आता है, का घनत्व कम होता है लेकिन विद्युत आवेश अधिक होता है और यह खारे पानी का एक प्रमुख घटक है। आसवन इसके अधिकांश भौतिक संदूषकों को भी हटा देता है, हालांकि उनमें से कुछ, जैसे मैग्नीशियम क्लोराइड, उत्पाद में रहते हैं। समुद्री जल से आसुत जल में उच्च क्वथनांक होता है, लेकिन नमक नहीं होता है, जबकि कई लोगों द्वारा खारे पानी को दूषित पानी पीने के लिए स्वीकार्य माना जाता है।
पीएच मान के संदर्भ में, यह अम्ल-क्षार संबंध को संदर्भित करता है; कम संख्या अधिक हाइड्रोफिलिक (पानी के अनुकूल) गुणों को दर्शाती है। इसकी खनिज सामग्री और नमक संरचना को छोड़कर, इसके अधिकांश भौतिक गुण तापमान से प्रभावित होते हैं। तापमान जितना कम होगा, अंतिम घोल में लवण की सांद्रता उतनी ही कम होगी। उच्च pH मान वाला जल क्षारीय प्रकृति का होता है, जबकि निम्न pH मान वाला जल अम्लीय होता है। इसलिए, पीएच मान जितना कम होगा, प्रकृति में उतना ही कम अम्लीय होगा।
विशिष्ट हाइड्रोलिसिस स्थितियों (दबाव, तापमान, पीएच) के तहत पानी के गुणों को समझने के लिए, किसी को अंतर्निहित शरीर रचना और भंग पदार्थों के रसायन विज्ञान का कार्यसाधक ज्ञान होना चाहिए। इन प्रश्नों के उत्तर प्राप्त करने के लिए घटकों की एकाग्रता, प्रतिक्रियाशीलता और अंतर-मिश्रण महत्वपूर्ण हैं। यह माना जाता है कि अधिकांश विलेय में मुक्त-ऊर्जा आरेख होते हैं जिन्हें चर ज्ञात होने पर संतुलन की स्थिति के समीकरण से प्राप्त किया जा सकता है। हाइड्रोलिसिस के क्षेत्र में कई प्रयोगात्मक माप कई लेखकों द्वारा किए गए हैं और प्रकाशनों में चर्चा की गई है, जिनमें से अधिकांश ने तापमान के प्रभाव का उल्लेख करने की उपेक्षा की है।