La estructura y la composición del agua

“EL AGUA”

¿Qué es el agua?

 El agua es una sustancia compuesta, ya que está integrada por la unión de átomos de distintos elementos químicos simples: dos átomos de hidrógeno unido a un átomo de oxígeno, con una molécula en la forma O-H-O; representada como H2O.

A la temperatura y presiones normales, tanto el oxígeno como el hidrogeno tienen forma de gases; pero al unirse formando el agua adquieren forma de un líquido que; en estado de pureza, es absolutamente transparente a la luz, sin ningún sabor, olor o color; siendo ligeramente azul en grandes masas como en los océanos.

El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. Se localiza principalmente en los océanos donde 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 orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos.

Es esencial para toda forma de vida, aproximadamente del 60% y 70° del organismo humano agua. 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.

¿Cómo es su estructura y composición?

 El agua es un líquido constituido por dos sustancias gaseosas: oxigeno e hidrógeno, un volumen de oxigeno por 2 de hidrógeno; su fórmula química es el H2O.

La composición del agua la podemos comprobar efectuando la electrólisis de dicha sustancia, la cual es un conjunto de fenómenos físicos y químicos que ocurre, cuando pasa la corriente eléctrica a través de un electrolito. La electrólisis del agua se efectúa diluyendo en el agua, una gota de ácido sulfúrico o hidrógeno de sodio, descomponiéndose al paso de la corriente eléctrica depositándose oxigeno en el ánodo e hidrógeno en el cátalo.

¿Cómo se forman los puentes de hidrogeno en el agua? Grafique

 Los enlaces de hidrógeno son enlaces químicos que se forman entre moléculas que contienen un átomo de hidrógeno unido a un átomo muy electronegativo (un átomo que atrae electrones). Debido a que el átomo electronegativo atrae el par de electrones del enlace, la molécula se polariza. Los enlaces de hidrógeno se forman debido a que los extremos o polos negativos de las moléculas son atraídos por los polos positivos de otras, y viceversa. Estos enlaces son los responsables de los altos puntos de congelación y ebullición del agua.

¿Cuáles son las propiedades físicas y químicas del agua?

Propiedades físicas:

 Estado físico: sólida, liquida y gaseosa

 Color: incolora

 Sabor: insípida

 Olor: inodoro

 Densidad: 1 g./c.c. a 4°C

 Punto de congelación: 0°C

 Punto de ebullición: 100°C Presión critica: 217,5 atm.

 Temperatura critica: 374°C

El agua es un líquido 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.

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 átomo 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 fusión, 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.

Propiedades Químicas:

• Reacciona con los óxidos ácidos: reaccionan con el agua y forman ácidos oxácidos

• Reacciona con los 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.

• Reacciona con los metales: Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.

• Reacciona con los no metales: agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos

• Se une en las sales formando hidratos: El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos.

El agua químicamente pura es un compuesto de fórmula molecular H2O. Como el átomo de oxígeno tiene sólo 2 electrones no apareados. Para 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.

Los 2 pares de electrones no compartidos del oxígeno en la molécula H2O le proporcionan características 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 (coulomb) (angstrom), lo que también indica que la molécula H2O no es lineal, H-O-H.

¿Cómo se contamina el agua, explica las clases de contaminantes?

El agua pura es un recurso renovable, sin embargo puede llegar a estar tan contaminada por las actividades humanas como:

• Agentes patógenos: Bacterias, virus, protozoarios, parásitos que entran al agua provenientes de desechos orgánicos.

• Desechos que requieren oxígeno: Los desechos orgánicos pueden ser descompuestos

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