ESTADOS DE LA MATERIA S Ó L I D OL Í Q U I D O G A S E O S O sublimación fusión vaporización deposición solidificacióncondensación.

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1 ESTADOS DE LA MATERIA S Ó L I D OL Í Q U I D O G A S E O S O sublimación fusión vaporización deposición solidificacióncondensación

2 Estados físicos del agua Sólido Vapor El estado Líquido 2 H 2 + O 2  2 H 2 O + Q

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4 Curva de calentamiento Temperatura Se añade calor Líquido y vapor en equilibrio Punto de ebullición Líquido Punto de fusión Sólido y líquido en equilibrio La energía calorífica para cambiar de estado no se emplea en aumentar la temperatura, sino en romper las fuerzas atractivas entre las moléculas. vaporización gas líquido Fase de Cambio líquido fusión Fase de cambio sólido Sólido vapor

5 Diagrama de fases

6 intramolecularesintermoleculares Fuerzas intramoleculares e intermoleculares mantienen juntos a los átomos en una molécula.

7 Intramolecular Contra intermolecular 930 kJ para romper todos los enlaces O-H en 1 mol de agua (intra) “Medida” de fuerza intermolecular punto de ebullición punto de fundición  H vap  H fus  H sub 41 kJ para evaporar 1 mol de agua (inter)

8 Fuerzas intermoleculares Fuerzas dipolo-dipolo Fuerzas de atracción entre moléculas polares

9 Fuerzas intermoleculares Fuerzas ion-dipolo Fuerzas de atracción entre un ion y una molécula polar

10 Fuerzas de dispersión Fuerzas de atracción que se generan como resultado de los dipolos temporales inducidos en átomos o moléculas ión interacción

11 Fuerzas intermoleculares Fuerzas de dispersión continua Polarización es la facilidad con que la distribución del electrón en el átomo o molécula puede distorsionarse La polarización aumenta con: mayor número de electrones más difusa la nube del electrón La nube de electrones de dos átomos separados no están polarizados La nube de electrones de dos átomos juntos causan polarización mutua, el resultado son las fuerzas de London

12 POLARIDAD DEL AGUA Como el oxígeno es un átomo de mayor tamaño que el hidrógeno, tiene más electrones y mayor densidad electrónica que el hidrógeno. Esto genera polos de carga positiva y negativas, haciendo del agua una molécula polar.

13 Fuerzas intermoleculares Enlace de hidrógeno Es una interacción especial dipolo-dipolo, el átomo de hidrógeno en un enlace con un átomo electronegativo.

14 Líquido y Sólido ρ líquido > ρ sólido

15 Densidad La densidad de la mayoría de las sustancias sólidas es mayor que la densidad de su estado líquido. Una excepción es el agua

16 ¿Por qué el hielo flota? En el hielo, los puentes de hidrógeno fijan las moléculas en una red cristalinas. Las moléculas de agua en la red son más espaciadas que en agua líquida Por tanto el hielo es menos denso que el agua líquida

17 ¿Qué tan fuertes son los puentes de hidrogeno? son los puentes de hidrogeno?

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19 Hielo y deshielo

20 A temperatura ambiente el agua es un líquido: Insípido Inodoro incoloro

21 La tendencia del sistema será a disminuir la energía total, y ello se logra disminuyendo el número de moléculas situadas en la superficie, de ahí la reducción de área hasta el mínimo posible Tensión superficial Presión en una burbuja Presión en una burbuja Capilaridad γ

22 Desbalance de fuerzas y tensión superficial Existe una fuerza neta atractiva para las moléculas en la superficie que de aquellas que están en el interior.

23 Tensión superficial (N/m) Agua a 20°C72,8 Agua a 60°C66,2 Agua a 100°C58,9 Agua jabonosa25,0 Aceite de olivo32,0 Glicerina63,1 Mercurio465,0 Tensión superficial y Temperatura El valor de γ disminuye con la temperatura,temperatura debido al aumento de la agitación térmica, lo que redunda en una menor intensidad efectiva de las fuerzas intermoleculares. T = tensión superficial interfacial (N/m) θ = ángulo de contacto ρ = densidad del líquido (kg/m³) g = aceleración debido a la gravedad (m/s²) r = radio del tubo (m)

24 Propiedades de los líquidos Adhesión es una atracción entre moléculas distintas. Cohesión es una atracción intermolecular entre moléculas semejantes

25 Viscosidad

26 El agua como solvente Sustancias hidrofóbicas Sustancias hidrofílicas

27 Antes de la evaporación la presión de vapor de un líquido Velocidad de condensación Velocidad de evaporación = En equilibrio dinámico H 2 O (l) H 2 O (g) Calor específico: 1 cal/g °C

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31 Parámetros de calidad del agua ParámetroUnidad de medida Estándar nacional de calidad TurbiedadUNT5 ColorTCU15 pHUnidades6,5 – 8,5 Alcalinidadmg/L CaCO 3 300 Durezamg/L CaCO 3 500 Oxigeno Disueltoppm DBO DQO Nitratosmg/L NO 3 10 Clorurosmg/L Cl250 Sulfatosmg/L250 Sólidosmg/L1000 Hierro y manganesomg/L0,3 – 0,1 Fósforo y fosfatosmg/L

32 DUREZA DE AGUA Las aguas duras son aquellas que contienen iones calcio Ca 2+ y/o iones magnesio Mg 2+ en altas concentraciones. Las aguas blandas son las que están prácticamente libres de estos iones.  La dureza temporal es debida a la presencia de bicarbonato de calcio Ca(HCO 3 ) 2 y bicarbonato de magnesio Mg(HCO 3 ) 2 en el agua, los cuales pueden eliminarse mediante ebullición del agua.  La dureza permanente es debida a la presencia de sulfato de calcio CaSO 4 y sulfato de magnesio MgSO 4 en el agua, los cuales no se pueden eliminar mediante ebullición.

33 ABLANDAMIENTO DE AGUA La dureza temporal se puede eliminar mediante la ebullición del agua. La dureza permanente se puede eliminar haciendo pasar el agua a través de una columna de intercambio iónico. Este método también permite la eliminación de la dureza temporal.

34 OSMOSIS INVERSA (OI) Es capaz de rechazar contaminantes o partículas, con diámetros del orden de los 0,0001 µm, por lo cual puede lograrse la remoción de sales, dureza, patógenos, turbiedad, compuestos orgánicos sintéticos, plaguicidas y la mayoría de los contaminantes más comúnmente encontrados en el agua potable.

35 SULFATOS ION SULFATO ES UNO DE LOS ANIONES MAS COMUNES EN LAS AGUAS.ION SULFATO ES UNO DE LOS ANIONES MAS COMUNES EN LAS AGUAS. EN AGUAS RESIDUALES ES UN FACTOR MUY IMPORTANTE PROBLEMAS DE OLORES Y CORROSION DE LAS ALCANTARILLAS.EN AGUAS RESIDUALES ES UN FACTOR MUY IMPORTANTE PROBLEMAS DE OLORES Y CORROSION DE LAS ALCANTARILLAS. REDUCCION DE SULFATOS A ACIDO SULFIHIDRICO H 2 S, BAJO CONDICIONES ANAEROBICAS.REDUCCION DE SULFATOS A ACIDO SULFIHIDRICO H 2 S, BAJO CONDICIONES ANAEROBICAS. SUBSECUENTE OXIDACION DEL H 2 S, POR BACTERIAS, ATAQUE DEL CONCRETO POR EL H 2 SO 4SUBSECUENTE OXIDACION DEL H 2 S, POR BACTERIAS, ATAQUE DEL CONCRETO POR EL H 2 SO 4

36 CLORUROS EL IÓN CLORURO ES UNO DE LOS ANIONES INORGÁNICOS PRINCIPALES EN EL AGUA.EL IÓN CLORURO ES UNO DE LOS ANIONES INORGÁNICOS PRINCIPALES EN EL AGUA. LA CONCENTRACIÓN DE CLORUROS ES MAYOR EN AGUAS RESIDUALES.LA CONCENTRACIÓN DE CLORUROS ES MAYOR EN AGUAS RESIDUALES.

37 OXIGENO DISUELTO EL OXIGENO DISUELTO EN LAS AGUAS DETERMINA LA EXISTENCIA DE CONDICIONES AEROBICAS O ANAEROBICAS EN UN MEDIO PARTICULAR.EL OXIGENO DISUELTO EN LAS AGUAS DETERMINA LA EXISTENCIA DE CONDICIONES AEROBICAS O ANAEROBICAS EN UN MEDIO PARTICULAR. SIRVE PARA DETERMINAR LA DBOSIRVE PARA DETERMINAR LA DBO PROCESOS DE TRATAMIENTO AEROBIOPROCESOS DE TRATAMIENTO AEROBIO TASAS DE AIREACION EN LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO AEROBICOTASAS DE AIREACION EN LOS PROCESOS DE TRATAMIENTO AEROBICO GRADO DE POLUCION DE RIOS (AUTOPURIFICACION DE RIOS)GRADO DE POLUCION DE RIOS (AUTOPURIFICACION DE RIOS) VARIA CON LA TEMPERATURA, PRESION BAROMETRICA, SALINIDAD.VARIA CON LA TEMPERATURA, PRESION BAROMETRICA, SALINIDAD.

38 DBO La cantidad de O 2 requerido por las bacterias para la estabilización de la Materia Orgánica (M.O) susceptible de biodegradación en condiciones aeróbicas Es un bioensayo que simula a la naturaleza Es un bioensayo que simula a la naturaleza Oxidación húmeda de la M.O a CO 2 y H 2 O Oxidación húmeda de la M.O a CO 2 y H 2 O Duración 5 días Duración 5 días DQO Mide la cantidad total de O 2 requerido para la oxidación de la materia orgánica a CO 2 y H 2 O No diferencia entre M.O biológicamente oxidable y M.O inerte

39 Contaminación del agua

40 POTABILIZACION AGUA 1.Captación de rio 2.Desarenadores 3.Filtración 4.Dosificación de coagulantes 5.Decantación 6.Tanques de resina 7.Cloración 8.Reservorio de almacenamiento

41 PLANTA DE TRATAMIENTO DE AGUAS CONTAMINADAS  Tamizado  Sedimentación  Degradación bacteriana  Decantación  Tratamiento químico  Desinfección

42 Laguna de Oxidación El agua se depura en forma natural por acción de bacterias, algas y protozoarios que se alimentan de la materia orgánica y la descomponen en sustancias menos nocivas.El agua se depura en forma natural por acción de bacterias, algas y protozoarios que se alimentan de la materia orgánica y la descomponen en sustancias menos nocivas. Uso: ReforestaciónUso: Reforestación