Formula y composición química del agua

1) Formula y composición química del agua

El agua es un compuesto de hidrógeno y oxigeno, su formula química, H2O, indica que cada molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Para saber el porcentaje de cada elemento, es cosa de sumar las masas atómicas de cada elemento y luego sacar un porcentaje:

Peso Molecular del Agua: 1 + 1 + 16 = 18 g/mol

%Hidrógeno = (2 x 1)x100/18 = 11,11%

%Oxígeno = 16 x 100/18 = 88,89%

Por lo que el agua está constituida aproximadamente por un 11% de hidrógeno y un 89% de oxígeno.

La estructura de la molécula del agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno los cuales se unen a través de un enlace covalente polar, dando como resultado una molécula de geometría angular, es decir, los átomos de hidrógeno están separados por un ángulo de 105º.

En cuanto a su composición, el agua es un compuesto químico muy estable, formado por dos partes de hidrógeno y una de oxígeno (H2O). El agua de los mares, es agua salada con materias sólidas disueltas: cloruro de sodio, potasio, magnesio y calcio. Los grandes océanos son el Pacífico, el Atlántico y el Índico. Su composición depende del tipo de agua, ya sea dulce o salada etc.

2) Propiedades químicas y físicas del agua

Propiedades físicas:

El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm. de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC, que es de 1g/cc. Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados.

Propiedades químicas:

El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella. No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas. Características de la molécula de agua: La molécula de agua libre y aislada, formada por un átomo de Oxigeno unido a otros dos átomos de Hidrogeno es triangular. El ángulo de los dos enlaces (H-O-H) es de 104,5º y la distancia de enlace O-H es de 0,96 A. Puede considerarse que el enlace en la molécula es covalente, con una cierta participación del enlace iónico debido a la diferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman. La atracción entre las moléculas de agua tiene la fuerza suficiente para producir un agrupamiento de moléculas. La fuerza de atracción entre el hidrógeno de una molécula con el oxígeno de otra es de tal magnitud que se puede incluir en los denominados enlaces de PUENTE DE HIDRÓGENO. Estos enlaces son los que dan lugar al aumento de volumen del agua sólida y a las estructuras hexagonales de que se habló más arriba.

Por otra parte el agua reacciona con los óxidos ácidos, reacciona con los óxidos básicos, reacciona con los metales, reacciona con los no metales, se une en las sales formando hidratos; los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos, los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad, algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.

El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos. En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.

Hay sustancias que tienden a tomar el vapor de agua de la atmósfera y se llaman hidrófilas y también higroscópicas; la sal se dice entonces que delicuesce, tal es el caso del cloruro cálcico.

3) Ciclo del agua

Se puede decir que el ciclo del agua consta de un total de 6 fases, las cuales son:

• Evaporación: el agua que se encuentra en la superficie (océanos, ríos, capa superior del suelo, plantas, etc.) se evapora. Al transformarse en vapor, su peso disminuye y logra subir hasta la atmósfera. Esta parte del proceso prácticamente no puede ser vista.

• Condensación: el agua (vapor) que sube hasta la atmósfera se condensa, formando así las nubes, las cuales están formadas por cientos de miles de gotas.

• Precipitación: las gotas se condensan y se unen para formar gotas mayores, las cuales caen hacia la superficie. Generalmente caen en forma de lluvia, aunque también puede caer nieve o granizo.

• Infiltración: el agua que cae llega hasta el suelo y penetra en él a través de sus poros, pasando a ser subterránea. Una parte del agua caída es utilizada directamente por las plantas o a veces por las personas.

• Escorrentía: el agua se desliza a través de la superficie, pero bajo el suelo. La forma de desplazamiento depende del tipo de suelo.

• Circulación subterránea: el agua se sigue desplazando bajo la tierra y

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