QUIMICA DEL AGUA
1.
Introducción
Nombre común que se aplica al sentido líquido del compuesto de hidrogeno y oxigeno
H2O. Los antiguos filosofos consideraban el agua como
un elemento básico que representaba a todas las sustancias
líquidas. Los científicos no descartaron esta idea
hasta la última mitad del siglo XVIII. En 1781 el
químico británico Henry Cavendish sintetizó
agua detonando
una mezcla de hidrógeno yy el aire Sin
embargo, los resultados de este experimento no fueron
interpretados claramente hasta dos años más tarde,
cuando el químico francés Antoine Laurent de
Lavoisier propuso que el agua no era
un elemento sino un compuesto de oxígeno
e hidrógeno. En un documento científico presentado
en 1804, el químico francés Joseph Louis Gay-Lussac
y el naturalista alemán demostraron
conjuntamente que el agua
consistía en dos volúmenes de hidrógeno y
uno de oxígeno, tal como se expresa en la fórmula
actual H2O.
Propiedades
Físicas Del Agua
2) Color: incolora
3) Sabor: insípida
4) Olor: inodoro
5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C
6) Punto de congelación: 0°C
7) Punto de ebullición: 100°C
8) Presión 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 presión
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°
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 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.
3. 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 ácidos 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).
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 ácidos 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).
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.
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.
El agua es, quizá el compuesto químico más importante en las actividades del hombre y también más versátil, ya que como reactivo químico funciona como ácido, álcali, ligando, agente oxidante y agente reductor.
El agua es, quizá el compuesto químico más importante en las actividades del hombre y también más versátil, ya que como reactivo químico funciona como ácido, álcali, ligando, agente oxidante y agente reductor.
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.
El agua es, quizá el compuesto químico más importante en las actividades del hombre y también más versátil, ya que como reactivo químico funciona como ácido, álcali, ligando, agente oxidante y agente reductor.
El agua es, quizá el compuesto químico más importante en las actividades del hombre y también más versátil, ya que como reactivo químico funciona como ácido, álcali, ligando, agente oxidante y agente reductor.
.Ósmosis
Fenómeno que consiste en el paso del solvente de una solución de menor concentración a otra de mayor concentración que las separe una membrana semipermeable, a temperatura constante. 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. Una membrana semipermeable idónea para este experimento es la que existe en el interior de los huevos, entre la clara y la cáscara. 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. El nivel del líquido en el tubo de la disolución de azúcar se elevará hasta que la presión hidrostática iguale el flujo de moléculas de disolvente a través de la membrana en ambos sentidos. Esta presión hidrostática recibe el nombre de presión osmótica.
Fenómeno que consiste en el paso del solvente de una solución de menor concentración a otra de mayor concentración que las separe una membrana semipermeable, a temperatura constante. 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. Una membrana semipermeable idónea para este experimento es la que existe en el interior de los huevos, entre la clara y la cáscara. 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. El nivel del líquido en el tubo de la disolución de azúcar se elevará hasta que la presión hidrostática iguale el flujo de moléculas de disolvente a través de la membrana en ambos sentidos. Esta presión hidrostática recibe el nombre de presión osmótica.
