Todo sobre el agua

Monday, October 23, 2006


Usos del agua.
Además de todas las funciones que cumple el agua en los ciclos de la naturaleza y de la vida, es una sustancia de la cual el hombre hace múltiples usos.
Naturalmente, el hombre necesita del agua para su propia subsistencia, para ser ingerida como parte de sus alimentos; y también para su higiene personal y de sus casas, para regar sus cultivos, para alimentar los animales de que se sirve - como el ganado de sus campos.
En la vida urbana e industrial, el agua es un elemento que además es indispensable para asegurar el saneamiento de las ciudades, por el cual se eliminan los desechos que producen las grandes aglomeraciones humanas; y para emplearlo en muchos procesos de transformación y fabricación de productos, mediante disoluciones, lavados, calentamientos o enfriamientos.

En una época relativamente reciente, el agua fue la principal fuente de energía para potenciar las máquinas que permitieron desarrollar la civilización actual; mediante el uso de la fuerza del vapor de agua como medio de mover los motores que impulsaban los ferrocarriles y movían las fábricas, hasta que fueron sustituídos casi totalmente por los motores impulsados por derivados del petróleo o por la electricidad. El vapor de agua producido en grandes calderas, sigue siendo un elemento que se usa de modo importante en algunas fábricas y para la calefacción.
Aún así, el agua sigue siendo una importante fuente de energía en países como el Uruguay, que emplean la fuerza de los cauces de sus grandes ríos, para formar grandes lagos artificiales mediante represas en las cuales el agua, al salir, mueve las turbinas que producen electricidad.
La gran facilidad que tiene el agua para absorber calor y transferirlo, así como su bajo costo y generalmente fácil disponibilidad, hacen de ella un eficaz refrigerante o transportador de calor; en este último caso en forma líquida o como vapor a presión. Así es que el agua permite enfriar numerosos equipos, desde los motores de automóviles y otros vehículos hasta grandes maquinarias industriales; como calefaccionar edificios y otras instalaciones, o mover turbinas productoras de electricidad en las usinas basadas en reactores atómicos.
Otro de los usos muy antiguos del agua, es la extracción de sustancias útiles que contiene el agua de mar, de las cuales la principal es la sal. La sal no solamente se utiliza como medio de mejorar el sabor de los alimentos; sino que es una sustancia que se emplea en diversos procesos industriales.
La forma más fácil y económica de extraer la sal del mar, es construyendo grandes estanques artificiales junto a sus orillas, donde el agua del mar es encerrada y dejada evaporar por el calor del sol. Al desparecer el agua, la sal queda depositada.

Ciclo del agua
Suele denominarse como ciclo del agua el proceso que el agua cumple en la naturaleza, principalmente a consecuencia de la influencia del calor solar y de la circulación de los vientos en la atmósfera terrestre.
El agua se evapora - pasando a estado gaseoso - a cualquier temperatura superior a cero grado; pero con mayor intensidad si la temperatura es más alta. Por eso, cuando el sol calienta tanto la tierra húmeda como los depósitos de agua de mares, ríos y lagunas, se elevan en el aire grandes cantidades de vapor de agua que, al subir hacia cierta altura, se reúnen entre otras causas por efecto de los vientos y vuelven a formar gotas muy pequeñas que flotan en el aire, formando las nubes de color blanco y bordes cambiantes, a medida que se mueven en el cielo.
Enormes cantidades de nubes son atrapadas por los vientos que se producen como consecuencia de la rotación de la tierra y las diferencias de temperatura entre diversos lugares de ella debido al distinto calentamiento con el sol, y también durante el día y la noche. Entonces, se forman grandes circulaciones giratorias, que actualmente se ven facilmente con las fotografías tomadas por los satélites meteorológicos, que muestra la televisión cuando dan el pronóstico del tiempo.
Esas gigantescas turbulencias - que no se aprecian desde la tierra - forman las zonas de tormentas; cuando las corrientes del aire se hacen cada vez más fuertes, y lanzan el vapor de las nubes hacia zonas más frías donde las gotas pequeñas se van uniendo unas con otras hasta alcanzar un peso que las hace caer hacia la tierra como gotas de lluvia. Otras veces, las gotas se enfrían tanto que se congelan y caen como granizo.
Mientras están flotando en el aire, impulsadas por los vientos hacia arriba y cayendo para ser a veces nuevamente llevadas hacia arriba, esas gotas de lluvia se mezclan con el polvo que también flota en el aire levantado por los vientos - formando las nubes “negras”; y con otros gases existentes en el aire - algunos que son resultado de la combustión de muchas sustancias en la tierra, tanto espontáneas como producidas intencionalmente por actividades humanas - con lo cual muchas sustancias se disuelven en las gotas de lluvia antes de caer a tierra.
Cuando el agua cae a tierra en forma de lluvia - o a veces como granizo o nieve - corre sobre la superficie siguiendo la dirección de los desniveles y termina reuniéndose en los cursos de agua; desde los más chicos como las cañadas y arroyos, hasta los grandes ríos, las lagunas, los mares y los océanos. Cuando se juntan esas grandes cantidades de agua, casi siempre la evaporación que en ellas se produce no es suficiente para consumirla toda, lo que explica las grandes cantidades que se acumulan allí en estado líquido.
Otra parte del agua que cae a la tierra con la lluvia, se queda mezclada con la tierra y en pequeños espacios entre las rocas, y forma la humedad de los terrenos. El agua que penetra hacia abajo en el suelo, se reúne a cierta profundidad, que se llama nivel freático formando importantes depósitos que a veces son como verdaderos ríos o lagos subterráneos, que se llaman napas freáticas. Es el agua que luego se encuentra cuando se hacen pozos de alguna profundidad, y que sirve para extraerla, incluso en lugares alejados de otras fuentes de agua.
Toda el agua que así circula en la superficie terrestre, transporta siempre grandes cantidades de otras sustancias disueltas; algunas de ellas de enorme utilidad para la vida de las plantas y animales, y otras que pueden ser dañinas.
Propiedades Químicas del Agua
1) Reacciona con los óxidos ácidos
2)Reacciona con los óxidos básicos
3)Reacciona con los metales
4)Reacciona con los no metales
5)Se une en las sales formando hidratos
1)Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman acidos oxácidos.
2) 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.
3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.
4)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 (gas de agua).
5)El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos.
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 atomo 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.
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.
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.
De acuerdo con la definición de ácido y álcali de Brönsted-Lowry, los 2 pares de electrones no compartidos del oxígeno en la molécula H2O le proporcionacara cterísticas alcalinas. Los 2 enlaces covalentes de la molécula H2O son polares porque el átomo de oxígeno es más electronegativo que el de hidrógeno, por lo que esta molécula tiene un momento dipolar electrostático igual a 6.13x10-30 (coulombs)(angstrom), lo que también indica que la molécula H2O no es lineal, H-O-H. El agua es un compuesto tan versátil principalmente debido a que el tamaño de su molécula es muy pequeño, a que su molécula es buena donadora de pares de electrones, a que forma puentes de hidrógeno entre sí y con otros compuestos que tengan enlaces como: N-H, O-H y F-H, a que tiene una constante dieléctrica muy grande y a su capacidad para reaccionar con compuestos que forman otros compuestos solubles.
. Difusión Proseso mediante el cual ocurre un flujo de partículas (átomos, iones o moléculas) de una región de mayor concentración a una de menor concentración, provocado por un gradiente de concentración.
. En la ósmosis clásica, se introduce en un recipiente con agua un tubo vertical con el fondo cerrado con una membrana semipermeable y que contiene una disolución de azúcar. A medida que el agua pasa a través de la membrana hacia el tubo, el nivel de la disolución de azúcar sube visiblemente.
. En este experimento, el agua pasa en ambos sentidos a través de la membrana. Pasa más cantidad de agua hacia donde se encuentra la disolución concentrada de azúcar, pues la concentración de agua es mayor en el recipiente con agua pura; o lo que es lo mismo, hay en ésta menos sustancias diluidas que en la disolución de azúcar.

Propiedades Fisicas del agua

Propiedades Físicas Del Agua
1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa2) Color: incolora3) Sabor: insípida4) Olor: inodoro5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C6) Punto de congelación: 0°C7) Punto de ebullición: 100°C8) Precion critica: 217,5 atm.9) Temperatura critica: 374°C
El agua químicamente pura es un liquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Sus constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala termométrica Centígrada. A la precion atmosférica de 760 milímetros el agua hierve a temperatura de 100°C y el punto de ebullición se eleva a 374°, que es la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a 100°.
Mientras que el hielo funde en cuanto se calienta por encima de su punto de fucion, el agua liquida se mantiene sin solidificarse algunos grados por debajo de la temperatura de cristalización (agua subenfriada) y puede conservarse liquida a –20° en tubos capilares o en condiciones extraordinarias de reposo. La solidificación del agua va acompañada de desprendimiento de 79,4 calorías por cada gramo de agua que se solidifica. Cristaliza en el sistema hexagonal y adopta formas diferentes, según las condiciones de cristalización.
A consecuencia de su elevado calor especifico y de la gran cantidad de calor que pone en juego cuando cambia su estado, el agua obra de excelente regulador de temperatura en la superficie de la Tierra y más en las regiones marinas.
El agua se comporta anormalmente; su presión de vapor crece con rapidez a medida que la temperatura se eleva y su volumen ofrece la particularidad de ser mínimo a la de 4°. A dicha temperatura la densidad del agua es máxima, y se ha tomado por unidad. A partir de 4° no sólo se dilata cuando la temperatura se eleva,. sino también cuando se enfría hasta 0°: a esta temperatura su densidad es 0,99980 y al congelarse desciende bruscamente hacia 0,9168, que es la densidad del hielo a 0°, lo que significa que en la cristalización su volumen aumenta en un 9 por 100.
Las propiedades físicas del agua se atribuyen principalmente a los enlaces por puente de hidrógeno, los cuales se presentan en mayor número en el agua sólida, en la red cristalina cada atomo de la molécula de agua está rodeado tetraédricamente por cuatro átomos de hidrógeno de otras tantas moléculas de agua y así sucesivamente es como se conforma su estructura. Cuando el agua sólida (hielo) se funde la estructura tetraédrica se destruye y la densidad del agua líquida es mayor que la del agua sólida debido a que sus moléculas quedan más cerca entre sí, pero sigue habiendo enlaces por puente de hidrógeno entre las moléculas del agua líquida. Cuando se calienta agua sólida, que se encuentra por debajo de la temperatura de fusion, a medida que se incrementa la temperatura por encima de la temperatura de fusión se debilita el enlace por puente de hidrógeno y la densidad aumenta más hasta llegar a un valor máximo a la temperatura de 3.98ºC y una presión de una atmósfera. A temperaturas mayores de 3.98 ºC la densidad del agua líquida disminuye con el aumento de la temperatura de la misma manera que ocurre con los otros líquidos.

Que es el agua???


El agua es una sustancia compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. A temperatura ambiente es líquida, inodora, insípida e incolora (aunque adquiere una leve tonalidad azul en grandes volúmenes). Se considera fundamental para la existencia de la vida. No se conoce ninguna forma de vida que tenga lugar en ausencia completa de esta molécula.