El Agua

El agua, sustancia líquida por la combinación de dos volúmenes de hidrógeno y uno de oxígeno, que constituye el componente más abundante en la superficie terrestre. Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era un elemento, fue el químico ingles Cavendish quien sintetizó agua a partir de una combustión de aire e hidrógeno. Sin embargo, los resultados de este experimento no fueron interpretados hasta a;os mas tarde, cuando Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto formado por oxígeno e hidrógeno, siendo su fórmula H2O. El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias en los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso.

PROPIEDADES FÍSICAS Y QUIMICAS DEL AGUA

1. Densidad máxima a 4°

· Este comportamiento permite que el hielo flote en el agua.

· Esta densidad permite la existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo actúa como aislante térmico impidiendo que la masa oceánica se congele.

2. Elevado calor específico: (1 cal/g*C°) (calor necesario para elevar la temperatura de 1gr de agua en 1° concretamente desde 15 a 16°).

· Este alto nivel permite al organismo importantes cambios de calor con escasa modificación de la temperatura corporal.

· El agua se convierte en un mecanismo regulador de la temperatura del organismo, evitando alteraciones peligrosas fundamentalmente a través de la circulación sanguínea.

3. Elevada temperatura de ebullición (máx. 100°c)

· En comparación con los hidruros, la temperatura de ebullición del agua es mucho más elevada (100°c a 1atm)

· Esto hace que el agua se mantenga líquida en un amplio margen de temperatura (0-100°c), lo que posibilita la vida en diferentes climas e incluso a temperaturas extremas.

4. Elevado calor de evaporación (1gr H₂O=536 cal/gr)

· Este valor elevado permite eliminar el exceso de calor, evaporando cantidades relativamente pequeñas de agua.

· Esto posibilita, cuando es necesario mantener la temperatura del organismo más baja que la del medio ambiente.

5. Elevada conductividad calórica

· Permite una adecuada conducción en el organismo contribuyendo a la termorregulación, al mantener constante e igualar la temperatura en las diferentes zonas corporales.

6. Disolvente de compuestos polares de naturaleza no iónica

· Sucede por la capacidad de agua de estableces puentes de hidrógeno con grupos polares de otras moléculas no iónicas.

· Así, puede disolver compuestos tales como alcoholes, ácidos, aminos y glúcidos.

7. Elevada constante dietética( E= 80 a 20°c)

· Implica que el agua sea un buen disolvente de compuestos iónicos y sales cristalizadas.

· Este elevado valor de la constante supone que las moléculas de agua se oponen a la atracción electroestática entre los iones.

8. Disolvente de moléculas antipáticas

· El agua solubiliza compuestos antipáticos (aquellos que presentan en su estructura grupos polares y apolares simultáneamente).

· Esta solubilización lleva consigo la formación de moléculas, con los grupos apolares o hidrófobos en su interior y los grupos polares o hidro.

9. Elevada tensión superficial

· Determina una elevada cohesión entre las moléculas de su superficie y facilita su función como lubricante en las articulaciones.

· La tensión superficial disminuye con la presencia en el líquido de ciertos compuestos que reciben el nombre genético de tensoactivos que facilitan la mezcla y emulsión de grasas en el medio ambiente.

10. Transparencia

· Esta propiedad física no afecta directamente al ser humano pero es importante para que se origine el proceso de fotosíntesis en la masa oceánica y fondos marinos.

· Como este es el comienzo de una cadena trófica que finaliza en la nutrición humana, la transparencia acuosa contribuye al adecuado desarrollo de la vida.

PROPIEDADES BIOLÓGICAS DEL AGUA

El agua es el componente principal de la materia viva. Constituye del 50 al 90% de la masa de los organismos vivos. Es esencial para todos los tipos de vida, incluso para aquellos organismos que la evolución condujo a tierra firme, el agua resulta indispensable, de modo que una buena parte de sus estrategias de adaptación tienden al mantenimiento de un cierto grado de humedad en su interior.

1. Es un excelente disolvente, especialmente de las sustancias iónicas y de los compuestos polares. Incluso muchas moléculas orgánicas no solubles como los lípidos o un buen número de proteínas forman, en el agua, dispersiones coloidales, con importantes propiedades biológicas.

2. Participa por sí misma, como agente químico reactivo, en la hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción, facilitando otras mu

chas reacciones.

a. Hidratación: Aumentar la proporción de agua que contiene el cuerpo.

b. Hidrólisis: Proceso por el cual una sustancia reacciona con el agua, interactuando sus componentes con iones H+ o OH- procedentes de la disociación del agua.

c. Oxido-reducción: Son las reacciones de transferencia de electrones. Esta transferencia se produce entre un conjunto de elementos químicos, uno oxidante y uno reductor (una forma reducida y una forma oxidada respectivamente). Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte: El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir; oxidándose. El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir; reducido.

3. Permite el movimiento en su seno de las partículas disueltas (difusión) y constituye el principal agente de transporte de muchas sustancias nutritivas reguladoras o de excreción.

4. Por sus características térmicas (elevados calor específico y calor de evaporación).

ESTRUCTURA DEL AGUA

La molécula de agua está formada por dos átomos de H y uno de O, los cuales están unidos por dos enlaces covalentes, su forma angular es de 104.5º. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno esto hace que atraiga con más fuerza a los electrones de sus enlaces.

Como resultado, la molécula de agua tiene una carga total neutra (igual números de protones=igual numero de electrones, esto presenta una simetría en la distribución de sus electrones, y la convierte en una molécula polar.

POLARIDAD DEL AGUA

La polaridad de la molécula de agua no sólo es consecuencia de su geometría tetraédrica irregular, sino que también de la naturaleza de sus átomos: hidrógeno, el átomo más pequeño de la Química, y oxígeno, un átomo pequeño, pero principalmente de alta electronegatividad. Este término denota a los átomos que presentan gran capacidad de atraer electrones de enlace hacia sí. Por lo tanto, el átomo de oxígeno de la molécula de agua atrae hacia sí los electrones de los enlaces covalentes con los hidrógenos; hecho que da lugar a una polaridad de enlace. Si la polaridad de enlace se representa por la letra S con su correspondiente signo, entonces la molécula de agua podrá representarse como el dibujo.

CLASIFICACIÓN DEL AGUA

Aguas potables: Es el agua utilizada para beber, debe ser incolora, inodora, insípida, de sabor agradable, contiene en solución sales disueltas, no contiene gérmenes patógenos, no contiene nitritos, nitratos, ni amoniaco o indicadores de contaminación orgánica.

Agua pura: Se obtiene por destilación en los laboratorios, de esta manera se separan los gases y sales en disolución.

Agua dura: Es la que posee el calcio y magnesio, surge de una perforación no demasiada profunda.

Agua pesada: Es la combinación de deuterio con oxígeno. El deuterio es un isótopo del hidrógeno, esta agua se encuentra en pequeñas cantidades.

Agua oxigenada: Es el nombre que se le da al peróxido de hidrógeno, existe en la naturaleza en pequeñas cantidades.

Aguas minerales: Son aguas similares a la potable, que tiene como variante una cantidad mayor de sales minerales.

CLASIFICACIÓN DE RESIDUOS

La basura la podemos clasificar según su composición:

*Residuo orgánico: todo desecho de origen biológico, que alguna vez estuvo vivo o fue parte de un ser vivo, por ejemplo: hojas, ramas, cáscaras residuos de la fabricación de alimentos en el hogar, etc.

*Residuos peligrosos: todo desecho, ya sea de origen biológico o no, que constituye un peligro potencial y por lo cual debe ser tratado de forma especial, por ejemplo: material médico infeccioso, residuo radioactivo, ácidos y sustancias químicas corrosivas.

*Residuo inorgánico: todo desecho de origen no biológico, de origen industrial o de algún otro proceso no natural, por ejemplo: plástico, telas sintéticas, etc.

Según su origen:

*Residuo domiciliario: basura proveniente de los hogares y/o comunidades.

*Residuo industrial: su origen es producto de la manufactura o proceso de transformación de la materia prima.

*Residuo hospitalario: desechos que son catalogados por lo general como residuos peligrosos y pueden ser orgánicos e inorgánicos.

*Residuo comercial: provenientes de ferias, oficinas, tiendas, etc., y cuya composición es orgánica, tales como restos de frutas, verduras, cartones, papeles, etc.

*Residuo urbano: correspondiente a las poblaciones, como desechos de parques y jardines, mobiliario urbano inservible, etc

*Basura espacial: Objetos y fragmentos artificiales de origen humano que ya no tienen ninguna utilidad y se encuentran en órbita terrestre.

PROCESO DE POTABILIZACIÓN DEL AGUA PARA CONSUMO HUMANO

¿POR QUÉ EL AGUA MOJA?

La razón por la cual el agua moja se debe a la existencia de dos fuerzas "fuerzas de cohesión" que son las fuerzas que tienen unidas a las partículas de agua (H2O) y las "fuerzas de adherencia" que son aquellas que se manifiestan cuando las moléculas de agua entran en contacto con otra superficie. Cuando las fuerzas de cohesión son menores que las de adherencia, el líquido "moja" y lógicamente, cuando son mayores las fuerzas de cohesión el líquido no mojará. En los sólidos, la cohesión es mayor y en los líquidos menor. Igual, dentro de cada estado varían las fuerzas el metal no escribe y el lápiz, si debido a ese concepto. Volviendo al agua, la cohesión existente entre sus partículas es muy baja, debido a eso cuando entra en contacto con otro cuerpo sus moléculas van quedando "pegadas" a ese cuerpo y van produciendo el efecto que conocemos como "mojar".

¿POR QUÉ EL HIELO FLOTA SOBRE EL AGUA?

La estructura del hielo, forma un retículo que ocupa más espacio y es menos denso que el agua líquida. Cuando el agua se enfría, se contrae su volumen, como sucede en todos los cuerpos, pero al alcanzar los 4ºC cesa la contracción y su estructura se dilata hasta transformarse en hielo en el punto de congelación. Es por esto que el hielo flota en el agua.