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Propiedades del Agua
¿Otros nombres del Agua?• Oxido de hidrogeno• Hidruro de Oxigeno• Hidróxido de Hidrogeno• Acido Oxhídrico…. Pero su nombre científico correcto es simplemente AGUA
El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. En los océanos se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.
INTRODUCCIÓN
Propiedades físicas del agua
La molécula del agua• Representada por la formula H2O
• 2 Hidrógenos + 1 Oxigeno
• Enlaces covalentes polares.
• Molécula Polar (con carga parcial): Hidrogeno (+), Oxigeno (-).
• Estructura con un ángulo de 105°entre los átomos de hidrogeno.
• Forma puentes de Hidrogeno entre moléculas.
Puente de Hidrogeno en el agua
Es la atracción que existe entre los átomos de hidrogeno de una molécula por el oxigeno de otra molécula de agua
Estados de agregación
Es la única sustancia que esta en la corteza terrestre en grandes cantidades en los tres estados de agregación
Es la relación entre la masa y el volumen que ocupa un cuerpo.
En las sustancias el estado solido es mas denso que el liquido.
El agua es una excepcióna esta regla.
Por este motivo el hielo flota.
Densidad
El agua es una sustancia atípica pues su densidad en estado solido es menor al estado liquido:
Densidad
Vapor de agua (100°C)
0.96 g/cm³
0.96 g/ml
Agua liquida (4 °C) 1 g/cm³ 1 g/ml
Hielo (-30 °C) 0.98 g/cm³
0.98 g/ml
Varia dependiendo de la presión y temperatura(Mayor altitud, menor presión atmosférica, menores son los puntos de ebullición y fusión). Los puntos de fusión y ebullición son atípicos para una molécula tan ligera, debido al efecto de los puentes de hidrogeno. A condiciones normales:
Puntos de Fusión y Ebullición
Punto de ebullición 100 °C
Punto de fusión 0 °C
El agua tiene peso molecular de 18 gr/mol el alcohol etílico tiene peso molecular de 46 gr7mol sin embargo el agua tiene un mayor punto de ebullición.Este fenómeno también se relaciona con los puentes de hidrogeno
Puntos de Fusión y Ebullición
Es la atracción entre moléculas que mantiene unidas las partículas de una sustancia. La cohesión es diferente de la adhesión; la cohesión es la fuerza de atracción entre partículas adyacentes dentro de un mismo cuerpo, mientras que la adhesión es la interacción entre las superficies de distintos cuerpos.
Cohesión.
Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible.
Cohesión.
La adhesión es la propiedad de la materia por la cual se unen dos superficies de sustancias iguales o diferentes cuando entran en contacto, y se mantienen juntas por fuerzas intermoleculares.
Adhesión: las moléculas de agua tienden a “pegarse” a otras sustancias, esto es por su polaridad.
Adhesión
Los puentes de hidrogeno pueden ligar a otras sustancias polares La adhesión junto con la cohesión provocan la llamada capilaridad.
ELEVADA FUERZA DE ADHESIÓN.
La superficie de cualquier líquido se comporta como si sobre esta existe una “membrana” en tensión. A este fenómeno se le conoce como tensión superficial.
TENSIÓN SUPERFICIAL
• El agua tiene una gran atracción entre las moléculas de su superficie, creando una gran tensión superficial. La superficie del líquido se comporta como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta resistencia al intentar romperla.
• Debido a su elevada tensión superficial se ve muy afectada por fenómenos de capilaridad.
• Las gotas de agua son estables también debido a su alta tensión superficial.
TENSIÓN SUPERFICIAL
La capilaridad es una propiedad de los líquidos que depende de su tensión superficial la cual, a su vez, depende de la cohesión del líquido y que le confiere la capacidad de subir o bajar por un tubo capilar.
Capilaridad
Esta relacionada con la capacidad de adhesión y tensión superficial. Se observa en pequeños tubos como la tensión y la adhesión “vencen” a la gravedad. Esto explica el moviente del agua por las raíces de las plantas y de los vasos capilares de otros organismos.
Capilaridad
La viscosidad es la oposición de un fluido a las deformaciones tangenciales, es debida a las fuerzas de cohesión moleculares.
Es como la resistencia de un fluido a moverse o “cortarse”.
Se le compara con la fricción en los solidos.
El agua es mas viscosa de lo que se esperaría.
VISCOSIDAD
La viscosidad del agua a temperatura ambiente (20 °C) es de 0,0100 poises; en el punto de ebullición (100 °C) disminuye hasta 0,0028 poises. Por lo tanto se deduce que la viscosidad del agua disminuye con un aumento de la temperatura. Y en relación con la presión, la viscosidad decrece al aumentar la presión, siendo el único líquido conocido que tiene esta anomalía.
VISCOSIDAD
La compresibilidad es una propiedad de la materia a la cual se debe que todos los cuerpos disminuyan de volumen al someterlos a una presión o compresión.
La compresibilidad del agua es baja pero no nula
COMPRESIBILIDAD
• La compresibilidad del agua tiene un gran interés, ya que si la misma fuese cero, el nivel de las aguas del mar en la tierra estaría aproximadamente 40m más alto, por lo que el área total de tierras sin sumergir se reduciría a la mitad.
• El valor del coeficiente de compresibilidad es bajo, 5*10^-5 bar a temperatura y presión ordinarias.
COMPRESIBILIDAD
El calor especifico es la cantidad de energía por gr necesaria para elevar la temperatura de una sustancia un grado centígrado.
1 caloria/gram °C = 4.186 joule/gram °C
• El agua tiene un calor especifico inusualmente alto. Por esto es difícil calentarla y en la naturaleza y la industria es un gran enfriarte.
• Regula la temperatura del planeta. Es por la cantidad de agua en los océanos que la temperatura cambia gradualmente en las estaciones.
Calor Especifico
Cantidad de calor necesaria para convertir un líquido a su temperatura de ebullición en vapor a la misma temperatura
Para su masa molecular tiene un calor de evaporación inusualmente alto. Esto quiere decir que se requiere mucha energía para calendar y alcanzar en punto de ebullición.
Esto tiene un papel muy importante en el clima. Los océanos sirven como un regulador de temperatura planetario
Calor de evaporación
• El agua es el líquido que más sustancias disuelve (disolvente universal), se debe a los puentes de hidrógeno que forma con otras sustancias, ya que estas se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua.
ACCIÓN DISOLVENTE.
• Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes polares.
• 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.
ELEVADA CONSTANTE DIELÉCTRICA.
La conductividad térmica es una propiedad física de los materiales que mide la capacidad de conducción de calor.
El hielo es mejor conductor del calor que el agua liquida
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
La conductividad térmica del agua aumenta ligeramente con la temperatura en el intervalo de 0º a 100º C. es interesante resaltar el hecho de que la conductividad térmica del hielo a 0º C es aproximadamente cuatro veces mayor que la del agua a la misma temperatura, por lo que el hielo conduce mucho más rápidamente la energía calorífica que el agua.
CONDUCTIVIDAD TÉRMICA
• Es llamada el solvente universal por que puede disolver una gran cantidad de sustancias. Puede disolver compuesto Iónicos y covalentes
• Como sustancia pura tiene pH of 7, lo cual quiere decir que no es acida (<7) ni básica (>7).
• No hay “agua pura” en la naturaleza.
• Sin ningún sal en solución no conduce la corriente eléctrica. Si contiene sales entonces la solución si es conductor de electricidad
Otras Propiedades
Propiedades Químicas
Propiedades QuímicasReacciona con los óxidos para formar hidróxidos y liberar hidrogeno. Fe + H2O → FeO + H2
Reacciona con los oxidos para formar hidróxidos. CaO + H2O → CaOH
Reacciona con los anhídridos para formar ácidos ternarios (oxácidos). SO2 + H2O → H2SO4
Se liga con sales ternarias para formar hidratos. CaSO4 + H2O → á CaSO4 ● 2H2O lSe forma en reacciones sustitución doble entre hidróxidos e hidrácidos. NaOH + HCl i→ NaCl + H2O gas.
• Bloomfield, M. (1997) Química de los organismos vivos. 1era ed. México: LIMUSA.
• http://educasitios.educ.ar/grupo366/files/contaminacion_mar.jpg
• http://water.usgs.gov/edu/waterproperties.html
Bibliografía
