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El AGUA Y ALGUNAS CARACTERISTICAS

EL AGUA
Es el más importante de todos los compuestos y uno de los principales constituyentes del mundo en que vivimos y de la materia viva.
Casi las tres cuartas partes de nuestra superficie terrestre están cubiertas de agua.
Es esencial para toda forma de vida, aproximadamente del 60% y 70% del organismo humano.
En forma natural el agua puede presentarse en estados físicos, sin embargo, debe tenerse en cuenta que en forma natural casi no existe pura, pues casi siempre contiene sustancias minerales y orgánicas disueltas o en suspensión.
La excepcional importancia del agua desde el punto de vista químico reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, como los que se realizan en el laboratorio, tiene lugar entre sustancias disueltas esto entre soluciones acuosas.

PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA.- Entre otras tenemos: 
  1. ESTADO FÍSICO.- El agua en estado natural es líquido. Si las fuerzas de atracción entre sus moléculas dependieran solamente de las masas de sus moléculas (18 uma) el agua debería encontrarse en estado gaseoso lo que haría imposible la vida en la tierra tal como la conocemos. La polaridad de sus moléculas aumenta notablemente la fuerza de atracción entre ellas determinando que su estado físico sea líquido.
  2. PUNTO DE EBULLICIÓN.- Es de 100°C. Este es anormalmente alto en relación a su peso molecular; sin embargo, debido a la polaridad de sus moléculas y consecuente mayor fuerza de atracción entre las mismas, ese punto de ebullición es explicable.
  3. DENSIDAD.- Es de 1 g/cc, es decir que aproximadamente un centímetro cúbico de agua pesa un gramo.
  4. CALOR ESPECÍFICO.- O capacidad calorífica del agua es de 1cal/g°C, esto quiere decir que para elevar la temperatura de un gramo de agua en un grado centígrado tenemos que aplicarle una caloría de energía. Su capacidad calorífica es mayor que la de cualquier otro líquido.
  5. PODER DISOLVENTE.- El agua es un magnífico disolvente tan es así que se la conoce como el disolvente universal. Como quiera que sus moléculas son polares el agua es un disolvente polar y por tanto solo disuelve a sustancias polares.
  6. IONIZACIÓN DEL AGUA.- El agua por ser un compuesto molecular se ioniza muy poco si cogemos un litro de agua solo se ionizan 10-7 moles de la misma (10-7 mol/l). La ionización ocurre tal como se sugiere luego.
    H2O -----> H+ + OH-
  7. CONDUCTIVIDAD ELÉCTRICA.- El agua pura es mal conductor de la corriente eléctrica debida a la pequeña cantidad de iones libres que contiene. La conductividad eléctrica del agua se puede aumentar disolviendo en ella cualquier sustancia que aumente la cantidad de iones libres.
  8. SOLIDIFICACIÓN EL AGUA.- Cuando el agua se solidifica aumenta de volumen debido a que la asociación lineal de moléculas del agua en estado líquido gracias a los enlaces por puente de hidrógeno, se modifica dando lugar otro tipo de asociación que deja muchos espacios libres entre sus moléculas; de allí su mayor volumen. Esta forma de comportamiento determina que la densidad del agua sólida sea menor que la del agua líquida (aproximadamente 0,9g/cc), por esta razón el hielo flota.
  9. ESTABILIDAD QUÍMICA DEL AGUA.- El agua es un compuesto que en estado líquido es muy estable debido a la gran estabilidad de los enlaces hidrógeno oxígeno. No se descompone fácilmente por acción del aumento de temperatura: a los 2 500°C solo se descompone el 2% de sus moléculas.


PROPIDADES QUIMICAS DEL AGUA

*Reacciona con los óxidos ácidos
*Reacciona con los óxidos básicos
*Reacciona con los metales
*Reacciona con los no metales
*Se une en las sales formando hidratos
*Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos.
*Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad.
*Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.
*El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, por ej: Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno.
*El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos.
En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.
Por otra parte, hay sustancias que tienden a tomar el vapor de agua de la atmósfera y se llaman hidrófilas y también higroscópicas; la sal se dice entonces que delicuesce, tal es el caso del cloruro cálcico.
El agua como compuesto quimico:
Habitualmente se piensa que el agua natural que conocemos es un compuesto químico de fórmula H2O, pero no es así, debido a su gran capacidad disolvente toda el agua que se encuentra en la naturaleza contiene diferentes cantidades de diversas sustancias en solución y hasta en suspensión, lo que corresponde a una mezcla.
El agua químicamente pura es un compuesto de fórmula molecular H2O. Como el átomo de oxígeno tiene sólo 2 electrones no apareados, para explicar la formación de la molécula H2O se considera que de la hibridación de los orbitales atómicos 2s y 2p resulta la formación de 2 orbitales híbridos sp3. El traslape de cada uno de los 2 orbitales atómicos híbridos con el orbital 1s1 de un átomo de hidrógeno se forman dos enlaces covalentes que generan la formación de la molécula H2O, y se orientan los 2 orbitales sp3 hacia los vértices de un tetraedro triangular regular y los otros vértices son ocupados por los pares de electrones no compartidos del oxígeno. Esto cumple con el principio de exclusión de Pauli y con la tendencia de los electrones no apareados a separarse lo más posible.
Experimentalmente se encontró que el ángulo que forman los 2 enlaces covalentes oxígeno-hidrógeno es de 105º y la longitud de enlace oxígeno-hidrógeno es de 0.96 angstroms y se requiere de 118 kcal/mol para romper uno de éstos enlaces covalentes de la molécula H2O. Además, el que el ángulo experimental de enlace sea menor que el esperado teóricamente (109º) se explica como resultado del efecto de los 2 pares de electrones no compartidos del oxígeno que son muy voluminosos y comprimen el ángulo de enlace hasta los 105º.
Las fuerzas de repulsión se deben a que los electrones tienden a mantenerse separados al máximo (porque tienen la misma carga) y cuando no están apareados también se repelen (principio de exclusión de Pauli). Además núcleos atómicos de igual carga se repelen mutuamente.
Las fuerzas de atracción se deben a que los electrones y los núcleos se atraen mutuamente porque tienen carga opuesta, el espín opuesto permite que 2 electrones ocupen la misma región pero manteniéndose alejados lo más posible del resto de los electrones.
La estructura de una molécula es el resultado neto de la interaccion de las fuerzas de atracción y de repulsión (fuerzas intermoleculares), las que se relacionan con las cargas eléctricas y con el espín de los electrones.



LA ACIDEZ Y LA BASICIDAD DEL AGUA

La acidez y la basicidad constituyen el conjunto de propiedades características de dos
importantes grupos de sustancias químicas: los ácidos y las bases. Las ideas actuales
sobre tales conceptos químicos consideran los ácidos como dadores de protones y las
bases como aceptoras. Los procesos en los que interviene un ácido interviene también su
base conjugada, que es la sustancia que recibe el protón cedido por el ácido. Tales
procesos se denominan reacciones ácido-base.
 
la acidez de una muestra de agua es por definicion, su capacidad para reaccionar con una base fuerte hasta un determinado valor de PH. En cuerpos de aguas naturales,la acidez es causada principalmente Por el CO2 y en algunos casos,por acidos minerales de tipo H2S o por la presencia de agua en sales fuertes provenientes de bases debiles acidos conjugados. La acidez se expresa como la concentracion en miliequivalentes por gramo dew iones hidrogeno o como la cantidad equivalente de carbonato de calcio requerida para neutralizar dicha acidez. 
La medicion de la acides tiene por objeto cuantificar las sustancias acidas presentes en un determinado cuerpo de aguas o en un residuo liquido.Este dato es importante devido a que las sustancias acidas presentes en el agua, incrementan su corrosividad e interfieren en la capacidad de reaccion de muchas sustancias. y procesos al interior de los sistemas acuosos.Asi la cuantificacion de las sustancias acidas es util y necesaria, por cuanto permite su posterior neutralizacion, y en general, la adecuacion del agua para un determinado fin o aplicación. 
La acidez y la basicidad son dos formas contrapuestas de comportamiento de las sustancias químicas cuyo estudio atrajo siempre la atención de los químicos. En los albores mismos de la ciencia química, Boyle y Lavoisier estudiaron sistemáticamente el comportamiento de las sustancias agrupadas bajo los términos de ácido y álcali.
Pero junto con los estudios descriptivos de sus propiedades, el avance de los conocimientos sobre la estructura del átomo y sobre la naturaleza íntima de los procesos químicos aportó nuevas ideas sobre los conceptos de ácido y de base.
En la actualidad, el resultado final de la evolución de esos dos conceptos científicos constituye un importante capítulo de la química general que resulta imprescindible para entender la multitud de procesos químicos que, ya sea en la materia viva, ya sea en la materia inerte, se engloban bajo el nombre de reacciones ácido-base.

POLARIDAD DEL AGUA 

A pesar de no tener carga neta, la molecula de agua esta formada por un elemento muy electronegativo (el oxigeno) y otro muy electropositivo (el hidrogeno), lo cual hace que la nube de electrones que rodea a la molecula se concentre cerca del átomo de oxigeno, confiriéndole a esta una carga parcial negativa, m,ientras que los dos atomos de hidrogeno quedarian con dos semicargas parciales positivas. La consecuencia más importante es que, en estado liquido, el agua es capaz de formar una estructura reticualar en la que las moleculas de agua se encuentran unidas por atomos de hidrogeno a medio camino entre un atomo de oxigeno y el de la molecula adyacente, dando lugar a un enlace estable llamado puente de hidrógeno. Por ello, su poder disolvente es excepcional (puede formar estos puentes con cualquier molécula polar o cargada, disolviendola), presenta una absorcion importante de energia sin aumentar mucho su movilidad molecular (y por tanto su temperatura: es decir, tiene un elevado calor específico, y por ello es usada como termorregulador), y tiene una cohesion y una viscosidad muy altas (lo cual la hace especialmente util para formar esqueletos hidrostáticos en organismos acuaticos o dar lugar a los fenomenos de turgencia en las celulas vegetales)  

PUENTE DE HIDROGENO 
 
Se produce un enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno (correctamente llamado
enlace por puente de hidrógeno) cuando un átomo de hidrógeno se encuentra entre
dos átomos más electronegativos, estableciendo un vínculo entre ellos. El átomo de
hidrógeno tiene una carga parcial positiva, por lo que atrae a la densidad electrónica
de un átomo cercano en el espacio. El enlace de hidrógeno es poco energético
frente al enlace covalente corriente, pero su consideración es fundamental para la
explicación de procesos como la solvatación o el plegamiento de proteínas.
Tipos
Diferentes dadores de hidrógeno para formar enlaces de hidrógeno. Los dadores
clásicos son:
• El grupo hidróxilo (OH)
• El grupo amino (NH)
• El fluoruro de hidrógeno (HF)
Mientras que existen dadores no clásicos como por ejemplo:
• Un hidrocarburo sustituido (CH) (en el caso de los hidrocarburos no se forman
puentes de hidrógeno por la baja electronegatividad del carbono. Sin embargo,
cuando el carbono tiene sustituyentes atractores de electrones se pueden dar
interacciones débiles, como en el caso del cloroformo)
• Un alquino puede dar lugar a interacciones débiles mediante sus hidrógenos
ácidos.
Diferentes dadores de electrones para formar enlaces por puente de hidrógeno son:
• Pares electrónicos solitarios de oxígeno, azufre, nitrógeno, halógenos…
El enlace de puente hidrógeno en el Agua
La presencia de enlaces de tipo puente hidrógeno entre las moléculas del agua pura
(H20) es responsable de la dilatación particular (fenómeno cotidiano del flotamiento
del agua sólida (hielo) en el agua líquida), a diferencia del resto de las sustancias
en las mismas fases. La disminución de la densidad en el estado sólido se debe
a la estructura cristalina que adoptan las moléculas del agua en el estado sólido,lo que se ve propiciado por la presencia de los enlaces de puente hidrógeno.
Esta estructura determina una configuración espacial donde la distancia entre las
moléculas determina una menor densidad que en el estado líquido.

HIDRATO
Un hidrato es un compuesto formado por el agregado de agua o sus elementos a una molécula receptora. Por ejemplo, el etanol, C2—H5—OH, puede ser considerado un hidrato de etileno, CH2=CH2, formado por el agregado de H a un Cy OH al otro C. Una molécula de agua puede ser eliminada, por ejemplo mediante la acción de ácido sulfúrico. Otro ejemplo es el hidrato de cloral, CCl3—CH(OH)2, que puede ser obtenido mediante la reacción de agua con cloral, CCl3—CH=O.
Otras moléculas son llamadas hidratos por razones históricas. La glucosa, C6H12O6, se pensó originalmente que respondía a la fórmula C6(H2O)6 y fue identificada como un carbohidrato, pero esto es una descripción de su estructura tal como se la conoce hoy en día. Por otra parte el metanol es a menudo ofrecido como “metil hidrato”, lo que implica una fórmula que es incorrecta ( CH3OH2 ), cuando la fórmula correcta es CH3—OH.

LA PURIFICACION DEL AGUA 

Existen diferentes tipos de agua, de acuerdo a su procedencia y uso: de manantial, potable y residual. El agua de manantial es el flujo natural de agua que surge del interior de la tierra desde un solo punto o por un área restringida. Puede aparecer en tierra firme o ir a dar a cursos de agua, laguna o lagos. Su localización está en relación con la naturaleza de las rocas, la disposición de estratos permeables e impermeables y el perfil del relieve, ya que un manantial tiene lugar donde un nivel freático se corta con la superficie.

Los manantiales pueden ser permanentes o intermitentes, y tener origen atmosférico (agua de lluvia que se filtra en la tierra y surge en otro lugar a menor altitud) o ígneo, dando lugar a manantiales de agua caliente o aguas termales, calentadas por contacto con rocas ígneas.

La naturaleza a través del ciclo del agua, trabaja para limpiarla, sin embargo no tiene la capacidad suficiente para eliminar todas las sustancias y contaminantes que se vierten al agua. Por ello el agua captada de los ríos es llevada por una línea de conducción, a una planta de tratamiento para purificarla y hacerla potable y apta para el consumo humano. Ya potable el agua es conducida a tanques de distribución que a través de redes de distribución surten a los diferentes sectores de la ciudad.

Cuando un producto de desecho se incorpora al agua, el líquido resultante recibe el nombre de agua residual. Las aguas residuales pueden tener origen doméstico, industrial, subterráneo o meteorológico y reciben los siguientes nombres respectivamente: domésticas, industriales, de infiltración y pluviales.

PURIFICACION DE AGUA POR SEDIMENTACION

La sedimentación consiste en dejar el agua de un contenedor en reposo, para que los sólidos que posee se separen y se dirijan al fondo. La mayor parte de las técnicas de sedimentación se fundamentan en la acción de la gravedad.

La sedimentación puede ser simple o secundaria. La sedimentación simple se emplea para eliminar los sólidos más pesados sin necesidad de otro tratamiento especial; mientras mayor sea el tiempo de reposo mayor será el asentamiento y consecuentemente la turbidez será menor, haciendo el agua más transparente.

El reposo natural prolongado también ayuda a mejorar la calidad del agua, pues provee oportunidad de la acción directa del aire y los rayos solares, lo cual mejora el sabor y elimina algunas sustancias nocivas del agua.
La sedimentación secundaria ocurre cuando se aplica un coagulante para producir el asiento de la materia sólida contenida en el agua.

PURIFICACION DE AGUA POR FILTRACION

La filtración es el proceso de separar un sólido del líquido en el que está suspendido al hacerlos pasar a través de un medio poroso (filtro) que retiene al sólido y por el cual el líquido puede pasar fácilmente.

Se emplea para obtener una mayor clarificación, generalmente se aplica después de la sedimentación para eliminar las sustancias que no salieron del agua durante su decantación.

PURIFICACION DE AGUA POR DESINFECCION

Se refiere a la destrucción de los microorganismos patógenos del agua ya que su desarrollo es perjudicial para la salud. Se puede realizar por medio de ebullición que consiste en hervir el agua durante 1 minuto y para mejorarle el sabor se pasa de un envase a otro varias veces, proceso conocido como aireación, después se deja reposar por varias horas y se le agrega una pizca de sal por cada litro de agua. Cuando no se puede hervir el agua se puede hacer por medio de un tratamiento químico comunmente con cloro o yodo.

PURIFICACION DE AGUA POR CLORACION

Cloración es el procedimiento para desinfectar el agua utilizando el cloro o alguno de sus derivados, como el hipoclorito de sodio o de calcio. En las plantas de tratamiento de agua de gran capacidad, el cloro se aplica después de la filtración. Para obtener una desinfección adecuada, el cloro deberá estar en contacto con el agua por lo menos durante veinte minutos; transcurrido ese tiempo podrá considerarse el agua como sanitariamente segura. Para desinfectar el agua para consumo humano generalmente se utiliza hipoclorito de sodio al 5.1%. Se agrega una gota por cada litro a desinfectar.

PURIFICACION DE AGUA POR OZONO

Es el desinfectante más potente que se conoce, el único que responde realmente ante los casos difíciles (presencia de amebas, etc.). No comunica ni sabor ni olor al agua; la inversión inicial de una instalación para tratamiento por ozono es superior a la de cloración pero posee la ventaja que no deja ningún residuo.

PURIFICACION DE AGUA POR RAYOS ULTRAVIOLETA

La desinfección por ultravioleta usa la luz como fuente encerrada en un estuche protector, montado de manera que, cuando pasa el flujo de agua a través del estuche, los rayos ultravioleta son emitidos y absorbidos dentro del compartimiento. Cuando la energía ultravioleta es absorbida por el mecanismo reproductor de las bacterias y virus, el material genético (ADN/ARN) es modificado, de manera que no puede reproducirse. Los microorganismos se consideran muertos y el riesgo de contraer una enfermedad, es eliminado.

Los rayos ultravioleta se encuentran en la luz del sol y emiten una energía fuerte y electromagnética. Están en la escala de ondas cortas, invisibles, con una longitud de onda de 100 a 400 nm ( 1 nanometro=10-9m).

 CLASIFICACION DEL AGUA 


AGUA DULCE : El agua dulce es agua que contiene cantidades mínimas de sales disueltas, especialmente cloruro sodico . El ser humano, con un proceso, la puede purificar y beberla lo que se llama proceso de potabilizacion y el agua obtenida se denomina agua potable.

El agua dulce que todos los seres humanos necesitan para crecer y desarrollarse representa sólo el 3 por ciento del agua de todo el planeta. Además se encuentra desigualmente distribuida, concentrándose más del 90 por ciento de la misma en los casquetes polares, glaciares y masas de hielo.
El agua dulce se puede encontrar en ríos, lagos, manantiales, lagunas, cascadas, y más que nada se puede encontrar en el lago de Baikal, de Siberia, que tiene un índice reducido de sal y no esta aún contaminado.

AGUA SALADA :
Los océanos y los mares ocupan aproximadamente el 71% de l superficie del planeta y separan los continentes. Así, el Océano Pacífico que  baña las costas peruanas, se caracteriza por poseer aguas tranquilas y separa al continente americano del continente asiático.Las aguas de los océanos  contienen gran cantidad de sal, al igual que otros minerales disueltos, por lo que reciben el nombre de aguas saladas.
Océano
  
   
En el relieve  del fondo oceánico, se distinguen distintos elementos:
 Plataforma continental: Es la continuación de los continentes por debajo de las aguas, con profundidades que va desde 0 metros en la línea de costa hasta unos 2oom. Ocupa alrededor del 10% del área oceánica. Es una gran zona de explotación de recursos petrolíferos, pesqueros,etc.
Talud: Es la zona que lleva desde el límite de la plataforma hasta los fondos oceánico.

Fondo oceánico: Posee una profundidad entre 2000 y 6000 metros y ocupa alrededor del 8=% del área oceánica.

Cadenas dorsales oceánicas: Son levantamientos  largados del fono oceánico. En ellas abunda la actividad volcánica y sísmica, porque corresponden a las zonas d formación de las placas litosféricas, en la que se está expandiendo el fondo oceánico.
 Cadenas de fosas abisales: Son zonas estrechas y alargadas en las que el fondo oceánico desciende. Tienen gran actividad volcánica y sísmica porque corresponden a las zonas en donde las placa subducen hacia el manto 

AGUAS  PESADAS

Se denomina agua pesada a una molécula de composición química equivalente al agua, en la que los átomos de hidrogeno son sustituidos por deuterio; un isotopo pesado del hidrógeno.
La fórmula química del agua deuterada, óxido de deuterio o agua pesada es: D2O o 2H2O. La fórmula química del agua tritiada, óxido de tritio o agua superpesada es:T2O o 3H2O. Como ya se ha indicado, esta forma es radiactiva.

AGUAS  DURAS 

Las aguas naturales contenidas en ríos, estanques, y subterranea, han entrado en contacto con rocas y materiales de diversos tipos, con ello han podido disolver en mayor o menor escala, diferentes sales en dependencia del tipo de rocas con la que haya tenido contacto.
Como de alguna de estas fuentes de abasto, es que se alimentan las fuentes de suministro de agua a nuestras casas y ciudades, puede decirse que siempre las aguas de que disponemos contienen sales disueltas.
De estas sales, algunas, y en especial las de calcio y magnesio producen efectos perjudiciales en su uso industrial y doméstico. El agua que las contiene, se conoce como agua dura.
El agua dura es particularmente perjudicial cuando se usa para la alimentación de las calderas y para el lavado de ropa al interactuar con el jabón.
Hay dos tipos de dureza en el agua: dureza temporal y dureza permanente. 

ENSAYO

A mi modo de ver me parece que el ser humano cada vez es mas inconciente de las cosas tanto que ya nuestras fuentes hidricas estan agotadas.El agua es una fuente necesaria para el ser humano sin agua no hay vida.
 En 20 años como vamos no tendremos ni una gota de agua por nuestra irresponsabilidad. Las plantas y los animales no tendrian medio de hidratacion por el cual se moririan no solo eso al no haber lluvias el calor seria tal que nos moririamos (se sabe que el agua es una forma de refrigeracion del mundo) nosotros ni existiriamos ya que no tendriamos medio de supervivencia  "La crisis provocada por la falta agua en el mundo es fácil de entender pero difícil de resolver, si en la actualidad hay muchas crisis en varios lugares por la falta de agua que sera en 20 años¡Para millones de personas en todo el mundo, encontrar el balance es una cuestión de vida o muerte."Si todos nos sensibilizamos a esta dramática realidad habrá un posible cambio.El planeta Tierra es nuestro hogar junto a muchas otras especies. No olvidemos que las plantas y los animales llegaron antes que nosotros y merecen la oportunidad de convivir en paz.no pensemos solo en nosotros sino en un buen futuro para nuestros hijos.