Propiedades físicas y químicas del agua

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Resumen

Este documento describe las propiedades físicas del agua: viscosidad, tensión superficial, densidad, calor específico y conductividad térmica. Explica el papel de los puentes de hidrógeno en varias de ellas y cómo cambian con la temperatura. También resume las propiedades químicas básicas, como los elementos disueltos y el pH ligeramente ácido del agua de lluvia.

Puntos clave

  • La viscosidad del agua aumenta con la presión y disminuye al aumentar la temperatura.
  • La tensión superficial es la energía por unidad de área necesaria para expandir la superficie de un líquido, y disminuye al aumentar la temperatura.
  • La densidad del agua aumenta al bajar la temperatura hasta 4 °C y, a partir de ahí, disminuye. El hielo es menos denso que el agua líquida, algo atípico.
  • El calor específico del agua es muy alto, unas dos veces el del aceite y cuatro veces el del aire, por los puentes de hidrógeno.
  • Las sustancias disueltas disminuyen la tensión superficial, aumentan el poder humectante del agua y ayudan a retirar grasas y suciedad.

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Propiedades físicas del agua

Viscosidad: Oposición de un fluido a deformaciones tangenciales. Resistencia que ejerce un líquido o gas al desplazamiento, fluyendo de una parte de éste a otra. Se mide en poises (P): 1 P = 1 g·cm-1·s-1. La viscosidad del agua aumenta al aumentar la presión y disminuye al aumentar la temperatura.

Tensión superficial

Tensión superficial: Es la energía necesaria por unidad de área para expandir la superficie de un líquido. Refleja la ruptura de los puentes de hidrógeno (puentes de H). Se expresa en erg·cm-2 (o en N·m-1) y disminuye al aumentar la temperatura. La presencia de sustancias disueltas disminuye la tensión superficial, aumenta el poder humectante del agua y permite la retirada de grasas y suciedad.

Densidad

Densidad: Masa por unidad de volumen. Es otra propiedad fuertemente afectada por los enlaces de hidrógeno presentes en el líquido. La densidad del agua es mayor que la del hielo; es atípico que la fase sólida sea menos densa que la fase líquida. Su dependencia con la temperatura es atípica: la densidad aumenta al disminuir la temperatura hasta 4 °C y disminuye a continuación.

Capacidad calorífica o calor específico

Capacidad calorífica o calor específico: Es la capacidad de una sustancia para almacenar energía calorífica. La capacidad calorífica del agua es muy alta: aproximadamente el doble que la del aceite y cuatro veces la del aire. Sólo el amoniaco líquido tiene un calor específico más alto. El alto calor específico del agua es una consecuencia de los puentes de hidrógeno, que tienden a restringir el movimiento de las moléculas.

Conductividad térmica

Conductividad térmica: Mide la capacidad de un cuerpo para conducir energía térmica a través de él.

Propiedades químicas del agua

En el agua existen prácticamente todos los elementos disueltos en una pequeña cantidad. Los sólidos totales disueltos son aprox. 34,5 g/L, lo que eleva la densidad respecto al agua pura. Los elementos más frecuentes son:

  • Cloro
  • Sodio
  • Magnesio
  • Azufre
  • Calcio
  • Potasio
  • Bromo

Otros aniones mayoritarios son el sulfato y el bicarbonato.

El agua, al evaporarse, se purifica y se mezcla con los gases de la atmósfera; esto da lugar a fenómenos como la lluvia ácida. El agua de lluvia apenas tiene sales y tiene un pH ligeramente ácido. Cuando llueve, el agua entra en contacto con todo lo que hay en la tierra, por lo que se producen reacciones de tipo ácido-base. En cuencas graníticas el agua apenas contiene sales. En otras cuencas se obtienen aguas de contenido mineral total medio, aprox.

Preguntas frecuentes

¿Por qué el agua tiene un calor específico tan alto?

Según el texto, los puentes de hidrógeno tienden a restringir el movimiento de las moléculas. Esto hace que el agua almacene mucha energía calorífica.

¿Por qué el agua de lluvia es ligeramente ácida?

El agua de lluvia apenas tiene sales y su pH es ligeramente ácido. Al evaporarse y mezclarse con gases de la atmósfera, puede dar lugar a fenómenos como la lluvia ácida.

¿Qué efecto tiene la presencia de sustancias disueltas en la tensión superficial?

La disminuye. Así el agua humedece mejor y permite retirar grasas y suciedad.

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Test

1. ¿Qué le pasa a la viscosidad del agua al aumentar la temperatura?
2. ¿Qué propiedad se mide en poises?
3. ¿Hasta qué temperatura aumenta la densidad del agua al bajar la temperatura?
4. ¿Cuál es la causa del alto calor específico del agua?
5. ¿Qué efecto tienen las sustancias disueltas en la tensión superficial?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.