Propiedades Físico- Químicas del agua

EL AGUA

1. Introducción

El "agua" uno de los compuestos más importantes para la vida del planeta y del universo.

El agua es una sustancia químicaformada por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, de fórmula H2O. Que tiene propiedades muy peculiares, una de ellas es su gran poder de disolver, por eso se le ha llamado "el solvente universal".

El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estadolíquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.

Normalmente el agua se clasifica según su origen y las sustancias que tiene en solución como el agua superficial, agua de río, agua de pozo, agua de lagos y lagunas, agua de mar, agua de lluvia y agua destilada. Cada una de ellas tiene en forma disuelta, suspendida o coloidal, diversas sales minerales y gases en cantidades variables dependiendo de donde procedan.

2. El agua

El agua es el producto de la combinación de dos átomos el oxígeno y el hidrógeno y hasta el momento es el único elemento capaz de experimentar tres tipos de estado a priori incompatibles: líquido (mares, océanos, lagos), gaseoso (en forma de vapor de agua en la atmósfera) y sólido (nieve, hielo).

Pero bueno, en su formato más tradicional, el líquido, cuando está a temperatura ambiente, sus características son: inodora, insípida, líquida e incolora, salvo en grandes volúmenes como puede ser el caso de los mares y los océanos, suele mostrar una coloración azul.

Su principal función es la de la conservación de los seres vivos, ya que hasta hoy no existe ninguna forma de vida que pueda sobrevivir sin ella.

Al día de hoy existen dos tipos de teorías acerca del origen del agua, contando cada una con una importante cantidad de adeptos. La primera que parte de la base que las rocas que conforman el manto terrestre están conformadas por una importante cantidad de agua cree que tanto el hidrógeno como el oxígeno son dos compuestos que ya existían en la nube que dio origen al planeta hace ya 4.500 millones de años, el sistema solar lleno de escombros chocó contra el planeta y ahí se unieron estos dos haciendo vapor de agua y por el otro, hay una teoría más nueva, que supone que en realidad fueron los cometas impactando sobre la tierra los que nos trajeron uno de los cuatro elementos esenciales.

3. Propiedades Físico- Químicas del agua

3.1. Propiedades físicas:

• Es un cuerpo líquido, incoloro, inodoro e insípido.

• En grandes cantidades toma una coloración azul-verdosa.

• Su densidad es igual a 1 g/cm3 cuando se determina a 40°C y al nivel del mar.

• Hierve a la temperatura de 100°C al nivel del Mar.

• Su punto de solidificación es de 0°C (forma el hielo).

• Tiene gran poder disolvente por lo que se les llama "disolvente universal".

3.2. Propiedades Químicas

• Se combina con metales y ametales dando oxido.

• Se combina con óxidos metálicos y da bases.

• Se combina con óxidos no metálicos y de ácidos oxácidos.

• Se descompone por electrolisis de hidrógeno y oxigeno.

• Para descomponerse por otro procedimiento necesita temperatura superiores a 27°C

3.3. Propiedades fisico-quimicas

El agua presenta las siguientes propiedades físico-químicas:

a) Acción disolvente.

El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua. La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones importantes para los seres vivos: es el medio en que transcurren las mayorías

de las reacciones del metabolismo, y el aporte de nutrientes y la eliminación de desechos se realizan a través de sistemas de transporte acuosos.

b) Fuerza de cohesión entre sus moléculas.

Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible.

c) Elevada fuerza de adhesión.

De nuevo los puentes de hidrógeno del agua son los responsables, al establecerse entre estos y otras moléculas polares, y es responsable, junto con la cohesión de la capilaridad, al cual se debe, en parte, la ascensión de la sabia bruta desde las raíces hasta las hojas.

c) Gran calor específico.

El agua absorbe grandes cantidades de calor que utiliza en romper los puentes de hidrógeno. Su temperatura desciende más lentamente que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite al citoplasma acuoso servir de protección para las moléculas orgánicas en los cambios bruscos de temperatura.

d) Elevada constante dieléctrica.

Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes polares como los glúcidos.

Las moléculas de agua, al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto, llegando a desdoblar los compuestos iónicos en aniones y cationes, que quedan así rodeados por moléculas de agua. Este fenómeno se llama solvatación iónica.

4. Funciones del agua

• Disolver: El agua disuelve sustancias. Ej. Azúcar + agua

• Bioquímica: El agua disuelve sustancias dentro del cuerpo.

EJ. La saliva disuelve los alimentos

Jugos gástricos = alimentos(estomago)

• Transporte: Transporta sustancias en nuestro cuerpo.

• Estructural: El agua da forma a las células

• Termorregulador: El agua regula y mantiene la temperatura corporal. homotermias (37 grados Celsius).

• Amortiguadora: liquido amniótico (agua que rodea el embrión). Liquido encéfalo raquídeo (agua que rodea el cerebro y medulas).

5. Agua dulce

Es agua que contiene 0.5g/L de sales disueltas, especialmente cloruro sódico.

5.1. Distribución:

El agua dulce que todos los seres humanos necesitan para crecer y desarrollarse representa sólo el 2,75% del agua de todo el planeta. Además se encuentra distribuida de manera desigual puesto que el 90% de estas aguas se encuentran en los casquetes polares, glaciares y masas de hielo. El agua a la que podemos acceder con facilidad se encuentra en los ríos, lagos o acuíferos a poca profundidad y esta representa el 0.26% del agua dulce.

El agua dulce se puede encontrar en ríos, lagos, manantiales, lagunas, cascadas, y más que nada se puede encontrar en el lago de Baikal, de Siberia, que tiene un índice reducido de sal y no esta aún contaminado.

5.2. Composición iónica del agua dulce

a) Ion carbonato (0.1g/L):

El anhídrido carbónico disuelto en agua y los diversos compuestos que la conforman juegan un importante papel en la química del agua, si se disuelve Una parte permanece en disolución en forma de gas mientras otra reacciona con el agua para dar ácido carbónico que se disocia parcialmente para dar iones carbonato y bicarbonato.

b) Ion cloruro (1g/L):

El ión cloruro no forma sales de baja solubilidad, no se oxida ni se reduce en aguas naturales, no es adsorbido significativamente ni entra a formar parte de procesos bioquímicos, lo que le da un carácter de trazador casi ideal (estudian la evolución temporal y/o espacial de determinado proceso químico). La concentración de cloruros en aguas subterráneas es muy variable, desde menos de 10 mg/L a más de 3000 mg/L.

c) Ion calcio (0.2g/L):

Suele ser el catión principal en la mayoría de las aguas naturales debido a su amplia difusión en rocas

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