QUÍMICA DEL AGUA

AGUA EN LOS SERES VIVOS

Estructura química

Molécula polar Por la gran electronegatividad del oxígeno (capacidad para atraer electrones) y lo pequeño de los átomos de hidrógeno,la molécula de agua es polar, tiene polos positivos y negativos

Unión entre las moléculas de agua El enlace entre las moléculas se produce por la polaridad de la molécula de agua Esta atracción dipolo-dipolo que es inusualmente fuerte y en la que participa el átomo de hidrógeno se denomina puente de hidrógeno.  

Enlace puente de hidrógeno

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA

Casi todas las propiedades físicas del agua se deben a la existencia del puente o enlace de hidrógeno en el estado sólido y líquido. Algunas propiedades físicas son: Densidad; tensión superficial; punto de ebullición; punto de fusión; calor específico

1.- DENSIDAD DEL AGUA 1.- El hielo presenta una menor densidad que el agua en estado líquido y, además, exhibe una baja conductividad térmica. Dichas propiedades explican que, a bajas temperaturas, el hielo queda en la superficie de los mares y lagos y no se produce el congelamiento completo de estos depósitos naturales, posibilitando así la existencia de variadas formas de vida acuática. 2.-El fenómeno anterior se relaciona con la llamada anomalía del agua, que es una excepción a la regla general de que los sólidos son más densos que los líquidos: la densidad del agua líquida sobre 0ºC es mayor que la del hielo. En estado líquido aumenta hasta alcanzar su valor máximo exactamente a 3,98ºC. A temperaturas mayores que esa se comporta de manera normal, vale decir, como los otros líquidos, disminuyendo su densidad cuando la temperatura aumenta.

¿Por qué el hielo flota sobre el agua? La estructura del hielo, forma un retículo que ocupa más espacio y es menos denso que el agua líquida. Cuando el agua se enfría, se contrae su volumen, como sucede en todos los cuerpos, pero al alcanzar los 4ºC cesa la contracción y su estructura se dilata hasta transformarse en hielo en el punto de congelación, forma una estructura perfectamente ordenada.

Estructura ordenada en el hielo

ESTADOS DEL AGUA

- El hielo es menos denso que el agua y flota sobre ella. - Gracias a esta anomalía del agua, los lagos, ríos y mares, comienzan a congelarse desde la superficie hacia abajo, y esta costra de hielo superficial sirve de abrigo a los seres que viven, pues aunque la temperatura ambiental sea extremadamente baja (-50 0 -60º C), el agua de la superficie transformada en hielo mantiene constante su temperatura en 0ºC.

el agua del fondo queda protegida térmicamente del exterior, y puede alcanzar los 4º o 5ºC, que son suficientes para la supervivencia de ciertas especies

¿Por qué se derrite el hielo?    Cuando la energía externa o medio ambiental es superior a la que se encuentra en la masa de hielo, existe mayor vibración entre las moléculas de agua, y, como consecuencia, se rompe dicha red tridimensional para dar paso al agua líquida que se caracteriza por su falta de forma.

2.- TENSIÓN SUPERFICIAL - Se denomina tensión superficial al fenómeno por el cual la superficie de un líquido tiende a comportarse como si fuera una delgada película elástica. - La tensión superficial se debe a que las fuerzas que afectan a cada molécula son diferentes en el interior del líquido y en la superficie

Las fuerzas de tensión superficial tienden a minimizar la energía en la superficie del fluido haciendo que estas tengan una tendencia a una forma esférica.

3.- PUNTO DE EBULLICIÓN punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor iguala a la presión atmosférica. Por ejemplo, a nivel del mar la presión atmosférica es de 1 atm. o 760 mmHg, el punto de ebullición del agua a esta presión será de 100°C porque a esa temperatura la presión de vapor alcanza una presión de 1 atm.

- A temperaturas inferiores al punto de ebullición sólo una pequeña fracción de las moléculas en la superficie tiene energía suficiente para romper la tensión superficial y escapar. - Al llegar al punto de ebullición la mayoría de las moléculas es capaz de escapar desde todas partes del cuerpo, no solo la superficie. - La temperatura se mantiene constante durante todo el proceso de ebullición, y el aporte de más energía sólo produce que aumente el número de moléculas que escapan del líquido.

4.- PUNTO DE FUSIÓN El punto de fusión es la temperatura a la cual el estado sólido y el estado líquido de una sustancia, coexisten en equilibrio térmico, a una presión de 1 atmósfera. Para el agua esta temperatura es 0ºC

Fusión y Ebullición

5.- Calor específico - Es la dificultad que opone el agua a ser calentada o enfriada . Tiene un valor elevado (1 cal/(g°C)) debido a que los puentes de hidrógeno absorben mucha energía y retrasan el calentamiento o enfriamiento . Esta propiedad es importante para los seres vivos (y la Biosfera en general) ya que gracias a esto, el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un regulador térmico muy bueno. Un ejemplo de esto son las temperaturas tan suaves que hay en las zonas costeras, que son consecuencias de estas propiedad.

PROPIEDADES QUÍMICAS DEL AGUA

AGUA SOLVENTE UNIVERSAL

¿Cómo se disuelve el NaCl en H2O?

DISUELVE IONES DESDE LOS DEPÓSITOS NATURALES

Disuelve gases La solubilidad de algunos gases,  como el  oxígeno y dióxido de carbono del aire en el agua,  tiene capital  importancia en la vida acuática.  A mayor temperatura menor es la cantidad de gases disueltos Cuando el agua de mares lagos o ríos eleva la temperatura hay menor cantidad de oxígeno disuelta en ella. Este cambio de temperatura es conocido como CONTAMINACIÓN TÉRMICA

CONSECUENCIAS DE SU GRAN PODER DISOLVENTE 1.- Las aguas continentales o dulces contienen en promedio 0,1% de sólidos disueltos 2.- Estos sólidos habitualmente son sales 3.- De acuerdo al tipo de sales, las aguas pueden ser duras o Blandas 4.- Las aguas fácilmente se pueden contaminar

Contaminación Por ser solvente universal puede contaminarse fácilmente

LLUVIA ÁCIDA

Formas de purificar las aguas 1.- Naturales: - Ciclo del agua - Filtración por gravas 2.- Artificiales: - Potabilización - Tratamiento de aguas servidas

CICLO DEL AGUA ESTE ACTÚA COMO UN PURIFICADOS NATURAL DEL AGUA , SIEMPRE QUE EL AIRE ESTÉ LIBRE DE CONTAMINANTES

CALENTAMIENTO GLOBAL