EL AGUA:
Compuesto formado por la combinación de dos átomos de hidrógeno y uno de oxigeno, de formula molecular H2O que puede presentarse en forma liquida solida y gaseosa. El agua constituye el elemento indispensable para la vida; es el líquido mas común de la tierra. En los seres vivos es el compuesto mayoritario, supone del 50% al 95% del peso de cualquier sistema vivo.
es un compuesto muy estable, sin embargo se descompone fácilmente con la corriente eléctrica cuando se le agrega una pequeña cantidad de acido, base o sal.
Los metales activos descomponen el agua liberan dos hidrógenos y soluciones de hidróxidos:
2Na + 2H2O 2NaOH + H2
2K + 2H2O 2KOH +H2
Con óxidos - ácidos forman ácidos:
SO2 + H2O H2S03
P2O5 + 3H2O 2H3PO4
Con óxidos básicos producen bases:
CaO + H2O Ca (OH)2
MgO +H2O Mg (OH)2
PROPIEDADES FICO –QUIMICAS DEL AGUA:
Es un líquido incoloro, inodoro, insípido y transparente. Cada uno de los átomos que forman parte de su molécula están unidos a un átomo de oxigeno por medio de un enlace covalente. Las moléculas de agua están unidas entre si por medio de puentes de hidrogeno, debido a que la molécula de agua es polar, con dos zonas ligeramente positivas (los átomos de hidrogeno) y dos zonas ligeramente negativa ( los dos electrones del átomo del oxigeno sin compartir con los átomos de hidrogeno); la molécula se transforma en un dipolo, la atracción entre los polos de diferentes moléculas forman enlaces débiles, que unen un átomo de hidrogeno con carga positiva débil que forma parte de una molécula de agua,, con un átomo de oxigeno que posee carga negativa.
Propiedades físico químicas del agua
Peso molecular: (18,0154)n
Calor de formación: 285,890 kj mol a la -1
Densidad: a 1 atm y 3,94 ºc vale 1
Punto de ebullición: 100ºc a 1 atm
Punto de fusión: 0ºc a 1 atm
Calor de fusión: 79Kcal ala -1
Calor especifico a 1 atm:
· vapor: 2.078 J g ala -1 ºc ala -1 a 100ºc.
· Liquido: 4,1855 J g ala -1 ºc ala -1 a 15ºc.
· Hielo: 2,06J g ala -1 ºc ala -1 a ºc.
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
d) 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. e) Elevado calor de vaporización.A 20ºC se precisan 540 calorías para evaporar un gramo de agua, lo que da idea de la energía necesaria para romper los puentes de hidrógeno establecidos entre las moléculas del agua líquida y, posteriormente, para dotar a estas moléculas de la energía cinética suficiente para abandonar la fase líquida y pasar al estado de vapor.f) 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.g) Bajo grado de ionización. De cada 107 de moléculas de agua, sólo una se encuentra ionizada.
H2O H3O+ + OH-Esto explica que la concentración de iones hidronio (H3O+) y de los iones hidroxilo (OH-) sea muy baja. Dado los bajos niveles de H3O+ y de OH-, si al agua se le añade un ácido o una base, aunque sea en poca cantidad, estos niveles varían bruscamente.
LA ACIDEZ Y BASICIDAD:La cesión de protones por un ácido y la aceptación de protones por una base son procesos reversibles. Dado que este tipo de procesos desembocan al cabo de un cierto tiempo en una situación de equilibrio, su estudio puede efectuarse aplicando los conceptos fundamentales del equilibrio químico.El equilibrio ácido-base más sencillo y fundamental a la vez es el que corresponde a la disociación del agua:Base 1 ácido 2 ácido 1 base 2Esta reacción pone de manifiesto que el agua puede actuar como una base (base 1) ganando protones para convertirse en H3O+ (ácido 1) y puede actuar como un ácido (ácido 2) perdiendo protones para convertirse en OH- (base 2). Se dice por ello que es una sustancia anfolita.Como pone de manifiesto la escasa conductividad del agua pura, el equilibrio iónico del agua está considerablemente desplazado hacia la izquierda, lo que significa que, de acuerdo con la ley de acción de masas, su constante de equilibrio K es muy pequeña:Determinaciones experimentales de dicha constante a 25 ºC han arrojado un valor para K igual a 3,2 · 10-18, lo que indica la existencia de una disociación exigua. La concentración de H2O es, por tanto, prácticamente igual a 1 000 g/litro, o en términos de molaridad:Escribiendo la anterior expresión en la forma:K [H2O]2 = [H3O+] [OH-]y operando, resulta:3,2 · 10-18 · (55,5)2 = [H3O+] [OH-]10-14 = [H3O+] [OH-]Que se representa por Kw y se denomina producto iónico del agua.
Polaridad:
La molécula de agua es muy polar, puesto que hay una gran diferencia de electronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno. Los átomos de oxígeno son mucho más electronegativos (atraen más a los electrones) que los de hidrógeno, lo que dota a los dos enlaces de una fuerte polaridad eléctrica, con un exceso de carga negativa del lado del oxígeno, y de carga positiva del lado de los hidrógenos. Los dos enlaces no están opuestos, sino que forman un ángulo de 104,45° debido a la hibridación sp3 del átomo de oxígeno así que, en conjunto, los tres átomos forman un molécula angular, cargado negativamente en el vértice del ángulo, donde se ubica el oxígeno y, positivamente, en los extremos de la molécula, donde se encuentran los hidrógenos. Este hecho tiene una importante consecuencia, y es que las moléculas de agua se atraen fuertemente, adhiriéndose por donde son opuestas las cargas. En la práctica, un átomo de hidrógeno sirve como puente entre el átomo de oxígeno al que está unido covalentemente y el oxígeno de otra molécula. La estructura anterior se denomina enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno.
El hecho de que las moléculas de agua se adhieran electrostáticamente, a su vez modifica muchas propiedades importantes de la sustancia que llamamos agua, como la viscosidad dinámica, que es muy grande, o los puntos (temperaturas) de fusión y ebullición o los calores de fusión y vaporización, que se asemejan a los de sustancias de mayor masa molecular.
PUENTE DE HIFROGENO: se produce cuando un átomo de hidrogeno asta ligado a otro átomo electronegativo y de pequeño volumen. Para que se produzca el enlace por puente de hidrogeno deben producirse dos condiciones
Que hay una gran diferencia de electronegatividad de los átomos
Que el pequeño tamaño de un átomo (el hidrogeno) permita al otro de la molécula contigua acercarse mucho, aumentando así la atracción electrostática.
El puente de hidrogeno se produce entre el hidrogeno con flúor, oxigeno o nitrógeno.
En una molécula aislada de agua, el agua contiene dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Dos moléculas de agua pueden formar un enlace de hidrógeno entre ellas; en el caso más simple, cuando sólo dos moléculas están presentes, se llama dímero de agua y se usa frecuentemente como un sistema modelo. Cuantas más moléculas estén presentes, como en el caso del agua líquida, más enlaces son posibles, debido a que el oxígeno de una molécula de agua tiene dos pares libres de electrones, cada uno de los cuales puede formar un enlace de hidrógeno con átomos de hidrógeno de otras dos moléculas de agua. Esto puede repetirse, de tal forma que cada molécula de agua está unida mediante enlaces de hidrógeno a hasta cuatro otras moléculas de agua, como se muestra en la figura (dos a través de sus pares libres, y dos a través de sus átomos de hidrógeno).
HIDRATO: compuesto químico que resulta de la fijación de una o varias moléculas de agua sobre una molécula de otra sustancia química, generalmente una sal, en los que el agua mantiene su individualidad molecular. Se denomina agua de cristalización, el agua el hidrato, que puede ser fácilmente eliminada de la mayor parte de ellos. Algunas sustancias pueden formar varios compuestos hidratados, como por ejemplo el cloruro crómico, CrCl3, del que puede obtenerse un compuesto verde, e formula CrCl3 x 4H2O y un compuesto gris violeta, de formula CrCl3 x 6H2O.
PURIICACION DEL AGUA: agua potable es la que puede consumir el organismo humano sin que le cause daño alguno. Las etapas de purificación del agua son:
· Clarificación: se adiciona sulfato de aluminio para disolver el bicarbonato presente, haciendo que las impurezas se precipiten al fondo.
· Filtración: el agua se pasa a través de filtros especiales que retienen las partículas en suspensión.
· Purificación química: la destrucción de las bacterias que se efectúa por medio de reactivos químicos, se lleva a cabo con la utilización del cloro.
· Destilación: por este proceso se evapora y condensa el agua para separarlas de las impurezas sólidas.
· Aireación: lleva a estanques especiales para que se ponga en contacto con el aire y el sol.
El agua potable debe:
1) Ser clara, fresca y transparente, sin sabor ni olor.
2) No presentar gérmenes patógenos.
3) Disolver bien el jabón sin dejar grumos.
4) Contener aire en solución.
5) No tener sales minerales en cantidades mayores a 0,6 g/l .AGUAS PESADAS: esta formada por 2 átomos de deuterio y uno de oxigeno. Su formula es: D2OAGUA DURAS: son las que contienen disueltas sales de magnesio y de calcio.
ENSAYO:
Dentro de unos años nosotros estaremos viviendo la pena de no tener agua ya que nos hemos empeñado en malgastarla sin pensar en el futuro que nos espera, votándola a nuestro antojo, usándola sin ninguna necesidad. En unos años estaremos sufriendo, sin saber como vivir, como conseguir de nuevo el agua potable y con la poca agua potable que quedara pelearemos hasta la muerte ocasionando la tercera guerra mundial, terminaremos de destruir lo poco que nos queda de mundo.
En esa época que nos espera l agua potable se va a ver contaminada, hasta en esta época se ve que en algunos países el agua no es potable sino contaminada como será en esa época donde nos podría producir enfermedades infecciosas, el agua potable es un requerimiento para vivir ya que la necesitamos para nuestro cuerpo.
Creería yo que moriremos todos por enfermedades ya que no sabemos si vamos a tener agua dentro de unos años aunque uno nunca sabe que los científicos puedan inventar agua o ayudarla a mantenerla bien.
