Agua

TIPOS DE AGUA a) Agua Atmosférica: vapor de agua liquido suspendido en nubes lluvia, nieve, granizo o rocío. Retorna a la atmósfera: por evaporación de la vegetación, superficie del suelo, del agua (ríos, lagos, océanos), mientras se precipita y por transpiración de los vegetales.

b) Agua Superficial: constituye las corrientes naturales (ríos, canales, esteros, etc.) en relativo reposo (embalses, lagos, mares y océanos) en estado sólido (hielo o nieve) c) Aguas Subterráneas o Subsuperficial: El agua de precipitaciones, de cursos y masas de agua, penetra a través de las porosidades de las partículas del suelo, mediante Infiltración.

DISTRIBUCIÓN EN LA NATURALEZA Contenido de agua del planeta 1.300 trillones de litros 97,23 % océanos 2,15 % casquetes polares 0,61 % acuíferos 0,009 % lagos 0,008 % mares interiores 0,005 % humedad del suelo 0,001 % atmósfera 0,0001 % ríos

Polaridad: importancia La molécula de agua presenta un elevado momento dipolar (1.84 D) Tiene la capacidad para disolver una amplia gama de sustancias iónicas y covalentes polares.

PROPIEDADES FISICAS Agua pura: Punto de ebullición: 100ºC líquido inodoro insípido transparente incoloro Punto de ebullición: 100ºC Punto de congelación: 0ºC Densidad: 1g/ml a 4ºC

PROPIEDADES QUÍMICAS Reacciona con algunos metales, liberando hidrógeno En frío: M + nH2O(l) =(Mn+ . OH1-)(ac)+ ½ n H2 M= Li, Na, K, Ca, Sr, Ba En caliente: M+H2O(v)= M2+. O2-(s) + H2(g) M= Mg, Zn, Fe, Sn, Pb

Reacciona con óxidos, solubles en agua: Básicos: dando hidróxidos Na2O + H2O = 2NaOH Ácidos: dando ácidos P4O10 + 6H2O = H3PO4 Mixtos: dando ácidos NO2 + H2O = HNO3

Se une a sales, formando “Hidratos” (sales hidratadas) Ej.: SO4Cu . 5H2O OH2 +2 O O ---------H -2 ↓ ↘ ↙ ↘ H2O →Cu ← OH2 S O ↑ ↗ ↖ ↗ OH2 O O---------H El “agua de cristalización” se elimina por calentamiento: CuSO4 . 5H2O(s) + calor = CuSO4(s) + 5 H2O (azul) (blanco)  

Estabilidad de los hidratos Depende de la presión de vapor saturada: pv del aire ≈ pv del cristal: estable a temperatura ambiente. pv del aire < pv del crsital: se produce la “esforescencia” pv del aire > pv del cristal: sustancias “higroscópicas” Sust. Higroscópica + humedad → solución saturada (delicuescencia)

AGUA DE MAR Componente iónico g/kg de agua de mar Concentración (M) Cloruro, Cl- 19.35 0.55 Sodio, Na+ 10.76 0.47 Sulfato, SO4-2 2.71 0.028 Magnesio, Mg+2 1.29 0.054 Calcio, Ca+2 0.412 0.010 Potasio, K+ 0.40 CO2 como HCO3- y CO32- 0.106 2.3 x 10-3 Bromuro, Br- 0.067 8.3 x 10-4 Ácido bórico, H3BO3 0.027 4.3 x 10-4 Estroncio, Sr +2 0.0079 9.1 x 10-5 Fluoruro, F- 0.0013 7.0 x 10-5

Desalinización Método más utilizado: evaporación súbita o evaporación flash Se calienta el agua del mar Se bombea a un tanque de baja presión (evaporación parcial) Se condensa el vapor de agua y se extrae como agua pura. Se repite varias veces el proceso Líquido restante: salmuera .

Evaporación súbita

AGUA POTABLE Potabilización

Etapas Decantación Filtración Alcalinización Desinfección

REQUISITOS DEL CAA No contener : sustancias o cuerpos extraños de origen biológico, orgánico, inorgánico o radiactivo que la hagan peligrosa para la salud. Presentar: Sabor agradable Incolora Límpida Transparente Contenido de sólidos disueltos totales 15000mg/L agua máx. Dureza Máxima: 40ºF

DUREZA DEL AGUA Esta conferida por la presencia de Ca+2 y Mg +2 en forma de sales solubles, CO3H+; Cl-; SO4-2 y Fe+2

TIPOS DE DUREZA Temporaria Dada por: (CO3H)2Ca y (CO3H)2Mg Eliminación: ebullición del agua; filtración de los carbonatos M(HCO3)2 + calor = MCO3(s) + CO2(g) + H2O(v) (M = Ca+2 Mg+2)

Permanente Total Dt = Dtemp + Dper Dada por: sales de Ca+2 y Mg+2 con Cl- y SO4-2 No pueden eliminarse térmicamente. Total Dt = Dtemp + Dper

MEDICION Se expresa en grados hidiotimétricos o grados de dureza Escalas: Francesa: 1ºF = 10mg CO3Ca / L agua Inglesa: 1ºI = 10mg CaCO3 / 700ml agua Alemana: 1ºA = 10 mg CaO/ L agua 1ºF = 0.7ºI = 0.56ºA

Clasificación del agua por su dureza: Blandas: <22ºF Moderadamente duras: 22-35ºF Muy duras: 35-50ºF No aptas para el consumo: >50ºF

PURIFICACIÓN Objetivo: eliminar del agua los componentes salinos causantes de la dureza. Métodos: Físicos (destilación) Fisicoquímicos (intercambio iónico)

Destilación: en laboratorio

Métodos basados en el intercambio químico Método de las zeolitas (Na[Si2AlO6]) 2 NaZ + M+2(ac) = MZ2 + 2Na+ (ac) M+2 = Ca+2 , Mg+2 Agua dura ………….. NaCl(ac) NaZ Zeolita Agua de lavado Agua blanda

Método de las resinas iónicas Resinas: compuestos orgánicos de estructura compleja Resinas catiónicas: n HR + Mn+(ac) = MRn + n H+(ac) Resinas aniónicas: nR´OH + Xn-(ac) = R´nX + n OH-(ac)

Agua dura ………………. ………………. HR R´OH Ácido (ac) NaOH(ac) Agua de lavado Agua de lavado Agua desionizada

Ciclo del agua en la naturaleza

Fuentes: Bibliográficas: Virtuales: Apuntes de teoría Autor Theodore L. Brown, B. E. Bursten, H. J. Escalona y García, J. R. Burdge, R. Escalona y García: Química: La ciencia central 2004. Virtuales: http://images.google.com.ar/imgres?imgurl=http://descom.jmc.utfsm.cl/sgeywitz/PIPING/AguaPotable