El Agua y las Soluciones: Composición, Propiedades y Contaminación Hídrica
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El Agua
1. Estructura y Composición del Agua
La molécula del agua es triatómica; estos átomos no están unidos en línea recta, sino que se ubican formando un ángulo de 104.5°
. Entre diferentes moléculas de agua se generan fuerzas de atracción mediadas por estas cargas.
2. Propiedades Físicas del Agua
a) Punto de Ebullición y Fusión
A nivel del mar, la temperatura de ebullición del agua es de 100°C
y la de fusión es de 0°C
.
b) Densidad
Es de 1 g/cm³ cuando se encuentra a 4°C
y a 1 atm de presión.
c) Apariencia
Es incolora, inodora e insípida. El agua para ser potable debe estar bien aireada, no debe poseer materia orgánica en descomposición ni sustancias nitrogenadas.
d) Tensión Superficial
Se debe a la atracción mutua que se presenta entre las moléculas de agua. La tensión superficial en un líquido hace que una gota de ese líquido tenga forma esférica.
3. Propiedades Químicas del Agua
Descomposición Térmica
Si bien el agua es un compuesto bastante estable frente a la acción del calor, cuando se somete a temperaturas de más de 2.000°C
puede separarse en sus componentes.
Electrólisis
La aplicación de una corriente eléctrica directa a través del agua genera su descomposición y la liberación de hidrógeno y oxígeno gaseosos.
Reacción con Óxidos
El agua reacciona con óxidos de algunos metales, produciendo el hidróxido correspondiente. Asimismo, reacciona con óxidos de algunos no metales, produciendo el ácido respectivo.
Reacción con Metales
El agua reacciona directamente con algunos metales de los grupos IA y IIA formando hidróxidos, y en otros casos se forma un óxido con desprendimiento de hidrógeno.
Reacción con No Metales
El agua puede reaccionar con algunos no metales cuando se somete a temperaturas entre 500°C
y 1.000°C
.
4. Contaminación del Agua
El agua puede contaminarse con compuestos minerales y orgánicos, así como con microorganismos y variaciones bruscas de temperatura.
Contaminantes Minerales
Aquí se encuentran las sustancias tóxicas como nitratos, nitritos y metales pesados. Esto resulta en el predominio de unas pocas especies capaces de aprovechar la sobreoferta de recursos, lo que conlleva una pérdida de diversidad biológica y de la calidad del agua.
Contaminantes Orgánicos
Figuran los fenoles que cambian el sabor del agua, los hidrocarburos, los detergentes (responsables de la espuma y de la concentración de impurezas), y los residuos sanitarios.
Contaminación Biológica
Destaca la presencia de microorganismos patógenos, como bacterias y protozoos, en el agua destinada al consumo humano.
Contaminación Térmica
Se produce cuando el agua caliente proveniente de industrias es vertida al agua. El agua caliente contiene menos oxígeno disuelto que el agua más fría.
Las Soluciones
5. ¿Qué es una Solución?
Una solución es una mezcla homogénea formada por dos o más sustancias que reciben el nombre de solvente y soluto.
Solvente
Es la sustancia que se encuentra en mayor proporción dentro de la solución.
Soluto
Es la sustancia que se encuentra en menor proporción dentro de la solución.
6. Clases de Soluciones
Soluciones Diluidas
Contienen una pequeña cantidad de soluto con respecto a la cantidad de solvente.
Soluciones Saturadas
La cantidad de soluto es la máxima que puede disolver el solvente a una temperatura dada.
Soluciones Sobresaturadas
La cantidad de soluto es mayor de la que puede disolver el solvente a una temperatura dada.
7. Proceso de Disolución
Disolución Química
Ocurre una reacción química entre soluto y solvente, dando como resultado que las sustancias en solución son diferentes a aquellas que intervinieron originalmente.
Disolución Física
No hay transformación de sustancias involucradas, sino que la incorporación de soluto y solvente se lleva a cabo por fuerzas de atracción intermoleculares.