Quimica-Propiedades del agua

PROPIEDADES DEL AGUA

El agua es uno de los componentes más antiguos del mundo. Desde que la tierra se enfrió lo suficiente para originar la lluvia, hace más o menos 100 millones de años, los océanos han bañado los continentes. Los océanos son enormes depósitos de agua. Fue en ellos donde se inicio la vida, es decir, la vida surgió en el agua y durante millones de años ese fue su hogar.
Los océanos retienen el calor que les envía el sol, lo que les permite ser una válvula reguladora de la temperatura: en invierno ceden su calor al aire e impiden que este se enfrié demasiado, en verano absorben el calor del aire e impiden un calentamiento excesivo. Por ello, mientras mas lejos vivamos de los océanos, son más fríos los inviernos y más calientes los veranos.
El agua se encuentra en el suelo y en casi todas las sustancias de la corteza terrestre, hasta las rocas contienen agua. En forma, de vapor se encuentra en el aire en cantidades enormes: además, constituye en gran parte el organismo de plantas, animales y el hombre. No se sabe con certeza si otros planetas o estrellas tienen la fortuna de poseer agua, pero un tipo de vida como el de la tierra no podría existir sin ella (Fig.1)

Figura 1. Estados físicos del
Agua. El agua se encuentra en
los tres estados físicos: sólido
como en el hielo, nieve o
granizo; liquido como el agua
contenida en ríos, mares y
océanos; y gaseoso como el
vapor de agua que forma las
nubes.




Características físicas y químicas del agua
El agua es un líquido complejo extraordinario, cuyas propiedades especiales la hacen diferente de los demás líquidos. Para estudiarla debemos tenerla pura, es decir, que no contenga otras sustancias ni en solución ni en suspensión, estas características las reúne el agua obtenida por destilación.

Características físicas
1- El agua pura es incolora (sin color), inodora (sin olor) e insípida (sin sabor).
2- El agua en grandes cantidades, como en el mar, presentan un color azulado o azul verdoso debido a la reflexión de la luz del cielo.
3- Hierve a 100 ºc y se congela a 0 ºc a presión normal (760 mm d mercurio) al nivel del mar.
4- Tiene gran capacidad calorífica, es decir, es una de las sustancias que necesita mucho calor para elevar su temperatura. Por ello, donde hay cerca una gran concentración de agua (rio, lago, mar, océano, etc.) hace menos frió en invierno y mas fresco en verano.
5- La densidad del agua en estado liquido a 4 º c es 1 g/ml. Sin embargo, a diferencia del resto de las sustancias, su densidad disminuye al bajar esta temperatura. Inclusive, en estado sólido es mucho menos densa. Por ello, el hielo flota en el agua.
6- La transformación de agua en vapor en las calderas y las caídas de agua producen energía eléctrica que es aprovechada por el hombre para obtener diferentes tipos de energía (calorífica, mecánica, luminosa, entre otras.)
7- El agua pura es mala conductora de la electricidad, por que no contiene sales que puedan permitir la transferencia de iones.
8- Es un gran disolvente.


Características químicas del agua

1- La formula química del agua es H20. La molécula triatómica del agua esta constituida por dos átomos de hidrogeno y un átomo de oxigeno, dispuesto en un Angulo de 105º con el oxigeno en el vértice.
Debido a este Angulo de 105º se originan dos zonas: una positiva y otra negativa como en los polos de un imán. Por esta razón se dice que la molécula de agua es un “dipolo”.
Esto es debido a que el oxigeno se une con cada hidrogeno por medio de un enlace covalente. Pero los electrones compartidos son atraídos mas fuertemente hacia el oxigeno, lo cual ocasiona que haya un reparto desigual de la carga en la molécula, que llamamos polaridad.
El oxigeno de una molécula, con carga parcial negativa es atraído por la carga parcial positiva de un hidrogeno de otra molécula. A esta atracción se le llama “puente de hidrogeno” y suele representarse con líneas punteadas, asi como el enlace covalente se marca con una línea continua.
La consecuencia de este tipo de enlace de hidrogeno con el oxigeno, es que el hielo tiene una estructura porosa con pequeños huecos, lo que origina una densidad baja por lo que el hielo flota en el agua. Si los enlaces o puentes de hidrogeno y oxigeno no tuvieran esa estructura abierta formando Angulo, el hielo seria mas denso que el agua y, por lo tanto, en las eras geológicas de la tierra, el hielo se hubiera hundido en los océanos originando una disminución gradual en su temperatura, haciendo imposible la vida marítima y, en consecuencia, también la del resto del planeta.
Los puentes de hidrogeno hacen que las moléculas de agua se atraigan fuertemente entre si. Por ello, los elevados puntos de ebullición y de fusión del agua se deben a la gran cantidad de energía que se necesita para romper los puentes de hidrogeno de sus moléculas.
2- Los metales como el sodio (Na), litio (Li), potasio (K) y calcio (Ca) cuando reaccionan con agua a temperatura ambiente, forman un compuesto denominado hidróxido y desprenden hidrogeno (H20) gaseoso.
3- Los metales como el zinc (Zn), hierro (Fe), magnesio (Mg) y aluminio (Al) a temperaturas elevadas reaccionan con agua, produciendo un oxido básico o metálico y desprenden hidrogeno (H2).
4- Los hidrógenos básicos o metálicos con el agua producen compuestos denominados hidróxidos o bases.
5- Los óxidos ácidos o anhídridos forman con el agua los oxiacidos u axacidos (ácidos que en su molécula no contienen oxigeno).
6- El agua facilita las reacciones químicas de algunas sustancias, al disolverlas y permitir que entren en contacto.

El ciclo del agua

El agua en la superficie de nuestro planeta esta en constante movimiento originando un ciclo (Fig. 2).Este se inicia cuando el agua contenida en los mares, lagos y ríos desprende constantemente vapor de agua a causa de la evaporación provocada por el calor del sol. El vapor de agua es arrastrado por el aire y se eleva alas altas regiones de la atmósfera, saturando el aire de humedad. Los vientos mueven este aire saturado de agua y los distribuyen sobre los continentes. Al enfriarse el vapor se condensa en pequeñas gotas de agua que al unirse en cantidades muy grandes forman las nubes; estas gotas se unen formando otras mayores, que por su peso acaban precipitándose como lluvia, nieve o granizo.
La lluvia que cae sobre la superficie de la tierra puede filtrarse al interior del suelo, o también originar arroyuelos que desembocan en los ríos y estos acarrean finalmente el agua a lagos interiores o al mar. Durante este ciclo, el agua ayuda a descomponer o desmoronar las rocas, arrastra materias en disolución o suspensión de los lugares más altos a los más bajos. Esta acción del agua es parcialmente responsable de la erosión de las rocas y de la tierra. Se calcula que la cantidad de agua que cae sobre la tierra en forma de lluvia, nieve, granizo, es casi de unos 50 millones de litros por segundo. La vida en los continentes es posible debido a que la gran cantidad de agua que cae sobre ellos no vuelve rápidamente al mar, sino que es retenida por diversas causas. Una de las más importantes es la filtración en los terrenos permeables, que da origen a los llamados mantos acuíferos, verdaderas reservas de donde el agua regresa a la superficie por medio de corrientes subterráneas o por la extracción que efectué el hombre.
La destrucción de los bosques tiene funestas consecuencias en el desenvolvimiento de la vida normal, ya que el agua en vez de filtrarse y quedar retenida bajo el suelo, corre por las laderas arrastrando la poca vegetación existente y causando la erosión del suelo, lo cual origina la destrucción de terreno útil en donde ya no se puede desarrollar vegetación.

El agua y la vida
El agua es indispensable para la vida; disuelve y transporta los nutrientes que los seres vivos necesitan para subsistir y también elimina los productos de excreción, regula la temperatura de medio ambiente, asi como la del interior de los organismos vivos de cualquier clase o especie; favorece el crecimiento y da cuerpo a las estructuras vivas.
El agua facilita la mayoría de las racciones químicas propias de los organismos vivos, de modo que la vida misma seria imposible si no hubiera agua.
El agua en la vida de los vegetales
Todas las funciones vegetales dependen del agua, desde el proceso de absorción que llevan acabo las raíces, en donde el agua disuelve las sales minerales del suelo, hasta la circulación de la savia que lleva los nutrientes a todas las células de la planta. Por ello, el agua resulta indispensable en las funciones de absorción, nutrición, respiración y transpiración de los vegetales, asi como para la germinación de las semillas.
Existen plantas acuáticas que pueden vivir total o parcialmente sumergidas en el agua, como el loto, los nenúfares, los tules, el fitoplacton, entre otras. (Fig.3)
En su adaptación al medio para poder subsistir, cambian su morfología tanto interna como externa. Si se comparan los vegetales de un medio húmedo con los de un medio seco se observa que los de medio húmedo tienen hojas grandes que facilitan la transpiración.

El agua en la vida d los animales
El medio marino es propicio para la vida animal, por la abundancia de alimentos que hay en el, la gran extensión disponible para vivir y la temperatura estable, ya que el agua es un excelente regulador térmico. Además, los órganos que los animales marinos están adaptados para vivir en ese medio.
El agua es indispensable para que los animales puedan realizar todas las funciones propias de un ser vivo. Todos los animales, desde los unicelulares hasta los de grandes dimensiones, necesitan del agua para vivir. La vida en mares y ríos depende del oxigeno disuelto en el agua y contenido de sus sales.

El agua en la vida del hombre
El agua ocupa entre el 75 y 80% de la masa total de los seres humanos. Este líquido desempeña un papel muy importante en las funciones digestivas, circulatorias, secretoras, reproductoras, respiratorias y en la regulación de su temperatura. El hombre elimina de modo constante y normal fuertes cantidades de agua, en el aire que exhala, en la transpiración de la piel, en la orina, etc.
Al ingerir comida abundante en sales, azucares y otras materias solubles que pasan a la sangre, el hombre requiere un aporte inmediato de agua para restablecer el equilibrio de la misma, lo que le produce una sensación de sed.
Las perdidas normales de agua se compensan con el agua que se bebe y con la que contienen los alimentos como leche, verduras o frutas.
En la alimentación humana se requiere que el agua sea potable, esto significa que el agua debe reunir las siguientes condiciones:
1-Debe ser incolora, inodora e insípida.
2-Ser fresca y limpia.
3-Debe contener en disoluciones pequeñas cantidades de sales, no mayores de o. 25g por litro, como el cloruro de sodio (NaCl), cloruro de potasio (KCl), sulfato de sodio (Na2 So4), hierro (Fe), calcio (Ca), que son importantes para la salud.
4-No contener microorganismos patógenos.
5-Estar libre de materia orgánica.
6-Debe contener cierta cantidad de oxigeno (O2) disuelto.

El agua potable no solo sirve al hombre para su alimentación, sino también para su aseo personal, lavado de ropa, preparación de comidas.
Podemos decir que el agua ha tenido una influencia decisiva en la vida del hombre, no solo para su supervivencia, sino que ha estado ligada a el en casi todas sus actividades, desde los inicios de su vida primitiva, hasta la moderna tecnología alcanzada por los científicos actuales.

Fuente: por McGraw-Hill Interamericana Editores (libro de química)
presentacion:
//http://docs.google.com/Presentation?docid=dgds64j9_6crf3dngb