UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADOR
UNIVERSIDAD CENTRAL DEL ECUADORQUMICA SANITARIAING. CARLOS
ENRQUEZ PINOSEl agua (del latn aqua) es una sustancia cuya molcula
est formada por dos tomos de hidrgeno y uno de oxgeno (H2O). La
naturaleza fsico-qumica del agua, as como su abundancia y
distribucin, hacen de esta especie qumica la ms importante de todas
las conocidas.PROPIEDADES FSICO QUMICAS DEL AGUA. INTRODUCCIN El
agua cubre el 71% de la superficie de la corteza terrestre. En los
ocanos se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y
casquetes polares poseen el 1,74%, los depsitos subterrneos
(acuferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el
1,72% y el restante 0,04% se reparte en lagos, humedad del suelo,
atmsfera, embalses, ros y seres vivos.
INTRODUCCIN Importancia del AguaEl agua es la biomolcula ms
abundante en el ser humano. Constituye un 65-70% del peso del
cuerpo, debindose mantener alrededor de estos valores. De lo
contrario, el organismo sufrira graves situaciones patolgicas.La
importancia del estudio del agua estriba en que casi todas las
reacciones bioqumicas del organismo tienen lugar en medios
acuosos.
AGUA EN LOS SERES VIVOSEstructura Molecular del AguaLa
estructura de la molcula del agua tiene carcter tetradrico, con una
hibridacin sp3 del tomo de oxgeno, situado en el centro, y los dos
tomos de hidrgeno dispuestos en dos de los vrtices de dicho
tetraedro.Las dos restantes direcciones de enlace corresponden a
los otros dos orbitales, ocupados cada uno de ellos por una pareja
de electrones.El ngulo entre los dos tomos de hidrgeno es de 104.5;
la distancia de enlace entre oxgeno e hidrgeno es de 0.096
nm.Molcula de Agua
Dos tomos de hidrgeno estn unidos al tomo de oxgeno mediante un
enlace covalente. Pero la molcula de agua no es lineal y tiene
forma triangular, formando los enlaces O-H un ngulo de 105 entre s.
LA MOLCULA DE AGUA
Cada hidrgeno comparte con el oxgeno un par de electrones. Pero
como el oxgeno es mas electronegativo, la pareja de electrones est
algo ms cerca del oxgeno, quedando este con carga negativa y el
hidrgeno con carga positiva. Es una molcula polar. LA MOLCULA DE
AGUA
Las molculas de agua se atraen entre s. Ese enlace, conocido
como enlace por puentes de hidrgeno, es intermolecular y es
bastante ms dbil que el enlace covalente entre los componentes de
la molcula. LA MOLCULA DE AGUA
PROPIEDADES FSICO QUMICAS DEL AGUAEl agua es el lquido que ms
sustancias disuelve (disolvente universal), se debe a los puentes
de hidrgeno que forma con otras sustancias, ya que estas se
disuelven cuando interaccionan con las molculas polares del
agua.
ACCIN DISOLVENTE.
Los puentes de hidrgeno mantienen a las molculas fuertemente
unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un
lquido casi incompresible.
FUERZA DE COHESIN ENTRE SUS MOLCULAS.
De nuevo los puentes de hidrgeno del agua son los responsables,
al establecerse entre estos y otras molculas polares, y es
responsable, junto con la cohesin de la capilaridad.
ELEVADA FUERZA DE ADHESIN.
Por tener molculas dipolares, el agua es un gran medio
disolvente de compuestos inicos, como las sales minerales, y de
compuestos covalentes polares.Las molculas de agua, al ser polares,
se disponen alrededor de los grupos polares del soluto, llegando a
desdoblar los compuestos inicos en aniones y cationes, que quedan
as rodeados por molculas de agua. Este fenmeno se llama solvatacin
inica.
ELEVADA CONSTANTE DIELCTRICA.
BAJO GRADO DE IONIZACIN. DENSIDAD MXIMA A 4 C:Este
comportamiento anmalo permite que el hielo flote en el agua.Esta
densidad anmala permite la existencia de vida marina en los
casquetes polares ya que el hielo flotante acta como aislate
trmico, impidiendo que la masa ocenica se congele.ELEVADO CALOR
ESPECFICO (1 CAL/G X C)Elevado Calor Especfico (1 cal/g x C) (calor
necesario para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 C
concretamente desde 15 a 16 C)Este alto valor permite al organismo
importantes cambios de calor con escasa modificacin de la
temperatura corporal.El agua se convierte en un mecanismo regulador
de la temperatura del organismo, evitando alteraciones peligrosas,
fundamentalmente a travs de la circulacin sangunea.CALOR
ESPECFICOEs la dificultad que opone el agua a ser calentada o
enfriada. Tiene un valor elevado (1 cal/(gC)) debido a que los
puentes de hidrgeno absorben mucha energa y retrasan el
calentamiento o enfriamiento . Esta propiedad es importante para
los seres vivos (y la Biosfera en general) ya que gracias a esto,
el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un
regulador trmico muy bueno. Un ejemplo de esto son las temperaturas
tan suaves que hay en las zonas costeras, que son consecuencias de
estas propiedad. ELEVADA TEMPERATURA DE EBULLICINEn comparacin con
otros hidruros, la Temperatura de ebullicin del agua es mucho mas
elevada (100 C a 1 atmsfera).Esto hace que el agua se mantenga
liquida en un amplio margen de temperatura (0-100 C), lo que
posibilita la vida en diferentes climas, incluso a temperaturas
extremas.PUNTO DE EBULLICINPunto de ebullicin es la temperatura a
la cual la presin de vapor iguala a la presin atmosfrica. Por
ejemplo, a nivel del mar la presin atmosfrica es de 1 atm. o 760
mmHg, el punto de ebullicin del agua a esta presin ser de 100C
porque a esa temperatura la presin de vapor alcanza una presin de 1
atm. - A temperaturas inferiores al punto de ebullicin slo una
pequea fraccin de las molculas en la superficie tiene energa
suficiente para romper la tensin superficial y escapar. - Al llegar
al punto de ebullicin la mayora de las molculas es capaz de escapar
desde todas partes del cuerpo, no solo la superficie. - La
temperatura se mantiene constante durante todo el proceso de
ebullicin, y el aporte de ms energa slo produce que aumente el
nmero de molculas que escapan del lquido. PUNTO DE FUSINEl punto de
fusin es la temperatura a la cual el estado slido y el estado
lquido de una sustancia, coexisten en equilibrio trmico, a una
presin de 1 atmsfera.Para el agua esta temperatura es 0C Fusin y
Ebullicin
ELEVADO CALOR DE VAPORIZACINElevado Calor de Vaporizacin: (calor
necesario para vaporizar 1 g de agua: 536 cal/g). Este valor
elevado permite eliminar el exceso de calor, evaporando cantidades
relativamente pequeas de agua. Ello posibilita, cuando es
necesario, mantener la temperatura del organismo mas baja que la
del medio ambiente.Por tanto, la vaporizacin continua de agua por
la piel y los pulmones constituye otro mecanismo regulador de la
temperatura.La evaporacin del sudor tambin contribuye a este
mantenimiento, con lo que globalmente ello supone la eliminacin
total de unas 620 Kcal diarias.ELEVADO CALOR DE VAPORIZACINELEVADA
CONDUCTIVIDAD CALRICAPermite una adecuada conduccin de calor en el
organismo, contribuyendo a la termorregulacin, al mantener
constante e igualar la temperatura en las diferentes zonas
corporales.
CAPACIDAD DE HIDRATACIN O SOLVATACIN DE IONESEl carcter dipolar
del agua determina que sus molculas rodeen a los distintos iones,
aislndolos del resto.A este fenmeno se le denomina hidratacin o
Solvatacin de iones y facilita a su vez la separacin de iones de
diferentes carga, lo que contribuye a la solubilizacin de
compuestos inicos. DISOLVENTE DE MOLCULAS ANTIPTICASEl agua
solubiliza compuestos antipticos (se llaman asi aquellos que
presentan en su estructura grupos polares y apolares
simultneamente).Esta solubilizacin lleva consigo la formacin de
micelas, con los grupos apolares o hidrfobos en su interior y los
grupos polares o hidrfilos orientados hacia el exterior para
contactar con el agua.Esta y las anteriores propiedades determinan
que el agua sea considerada como el disolvente universal,
permitiendo la realizacin de procesos de transporte, nutricin,
osmosis, etc., cuya ausencia hara imposible el desarrollo de la
vida.ELEVADA TENSIN SUPERFICIALDetermina una elevada cohesin entre
las molculas de su superficie y facilita su funcin como lubricante
en las articulaciones.La tensin superficial disminuye con la
presencia en el lquido de ciertos compuestos que reciben el nombre
genrico de tensoactivos (jabones, detergentes, etc.) que facilitan
la mezcla y emulsin de grasas en el medio acuoso; as, las sales
biliares ejercen esta accin tensoactiva en el intestino delgado,
facilitando la emulsin de grasas y, con ello, la digestin.TENSIN
SUPERFICIAL- Se denomina tensin superficial al fenmeno por el cual
la superficie de un lquido tiende a comportarse como si fuera una
delgada pelcula elstica.- La tensin superficial se debe a que las
fuerzas que afectan a cada molcula son diferentes en el interior
del lquido y en la superficie
Las fuerzas de tensin superficial tienden a minimizar la energa
en la superficie del fluido haciendo que estas tengan una tendencia
a una forma esfrica.
EL AGUA ES UN ELECTROLITO DBILEllo se debe a la naturaleza de su
estructura molecular. Libera el mismo catin que los cidos (H+; ion
hidrgeno o protn, o ion hidronio) y el mismo anin que las bases
(OH-; ion hidroxilo). Por tanto, el agua es un anfolito o sustancia
anftera, es decir, puede actuar como cido o como base.Agua de
marAguas residualesTIPOS DE AGUAS
El agua de mar es la que se puede encontrar en los ocanos y
mares de la Tierra. Es salada por la concentracin de sales
minerales disueltas que contiene, un 35 (3.5%) como media, entre
las que predomina el cloruro sdico.
AGUA DE MARPropiedades:Conductividad elctrica. El agua de mar
presenta una elevada conductividad elctrica, a la que contribuyen
la polaridad del agua y la abundancia de iones disueltos.Densidad.
La densidad del agua del mar es una de sus propiedades ms
importantes. Su variacin provoca corrientes. La densidad de la
tpica agua del mar suele ser de 1.02819 kg/L a los -2 C, 1.02811 a
los 0 C, 1.02778 a los 4 C, etc.pH. El agua ocenica es ligeramente
alcalina, y el valor de su pH est entre 7.5 y 8.4 y vara en funcin
de la temperatura, de la salinidad, de la presin o profundidad y de
la actividad vital de los organismos marinos.Gases. Los gases
disueltos son los mismos que componen el aire libre, pero en
diferentes proporciones. la composicin tpica de gases disueltos
incluye un 64% de nitrgeno (N2), un 34% de oxgeno (O2) y un 1,8% de
dixido de carbono (CO2).
AGUA DE MAR
Llamamos aguas residuales a los lquidos procedentes de la
actividad humana, que llevan en su composicin gran parte de agua, y
que generalmente son vertidos a cursos o a masas de aguas
continentales o marinas.Generalmente, las aguas residuales
contienen slidos disueltos, slidos en suspensin y slidos en
flotacin, que normalmente no pasan de 1.000 ppm.Las aguas
residuales urbanas contienen diversos gases con diferente
concentracin como pueden ser el oxgeno, el cido sulfhdrico y el
Anhdrido carbnico.
AGUAS RESIDUALESPropiedades fsicas:El color. Generalmente, la
coloracin es indicadora de la concentracin y composicin de las
aguas contaminadas, y puede variar del gris al negro.La temperatura
de los efluentes urbanos oscila entre 10 y 20 C; facilita el
desarrollo de una fauna bacteriana y una flora autctona.El olor
causado por la descomposicin anaerobia de la materia orgnica es
debido, sobre todo, a la presencia de cido sulfhdrico, indol,
escatoles, mercaptanos y otras sustancias voltiles.
AGUAS RESIDUALES
Propiedades qumicas:Las propiedades qumicas de las aguas
residuales son proporcionadas por componentes que podemos agrupar
en tres categoras, segn su naturaleza: Materia orgnica, compuestos
inorgnicos y componentes gaseosos.
AGUAS RESIDUALES
Disolver: El agua disuelve sustancias. Ej. Azcar +
aguaBioqumica: El agua disuelve sustancias dentro del
cuerpo.Transporte: Transporta sustancias en nuestro
cuerpo.Estructural: El agua da forma a las clulas.Termorregulador:
El agua regula y mantiene la temperatura corporal. Homeotermos (37
grados Celsius).Amortiguadora: lquido amnitico (agua que rodea el
embrin). Liquido encefaloraquideo (agua que rodea el cerebro y
medulas).Lubricante, amortiguadora del roce entre rganos.
FUNCIONES DEL AGUA
