UNIVERSIDAD “GRAN MARISCAL DE AYACUCHO”FACULTAD DE INGENIERIA

ESCUELA DE INGENIERIA DEL AMBIENTE Y DE LOS RR.NN

ASIGNATURA: CALIDAD AGUA AIRE

TEMA 1. EL AGUATEMA 1. EL AGUA

Ciudad Bolívar, Septiembre 2012

Facilitador: Arnaldo Guevara Marfisi

El agua como elemento:

Es un compuesto químico cuya formula es H2O;

Es un liquido insípido, inodoro e incoloro en cantidades pequeñas; en grandes cantidades retiene las radiaciones del rojo, por lo que a nuestros ojos adquiere un color azul.

Se considera fundamental para la existencia de la vida.

No se conoce ninguna forma de vida que tenga lugar en su ausencia completa.

Es el único compuesto que puede estar en los tres estados (sólido, líquido y gaseoso) a las temperaturas que se dan en la Tierra.

Se halla en forma líquida en los mares, ríos, lagos y océanos; en forma sólida, nieve o hielo, en los casquetes polares y en forma gaseosa se encuentra formando parte de la atmósfera terrestre como vapor de agua.

Es la sustancia más abundante en la biosfera.

Es el componente mayoritario de los seres vivos, pues entre el 65% y el 95% del peso de la mayor parte de las formas vivas es agua.

Es llamada el “solvente universal” y posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que van a ser responsables de su importancia biológica.

Estados del aguaEstados del agua Estado sólidoEstado sólido

Al estar el agua en estado sólido, todas las Al estar el agua en estado sólido, todas las moléculas se encuentran moléculas se encuentran unidas mediante un unidas mediante un enlace de hidrógenoenlace de hidrógeno, que es un enlace , que es un enlace intermolecular y forma una estructura parecida intermolecular y forma una estructura parecida a un panal de abejas, lo que explica que el agua a un panal de abejas, lo que explica que el agua sea menos densa en estado sólido que en el sea menos densa en estado sólido que en el estado líquido. La energía cinética de las estado líquido. La energía cinética de las moléculas es muy baja, es decir que las moléculas es muy baja, es decir que las moléculas están casi inmóviles.moléculas están casi inmóviles.

Estado líquidoEstado líquido Cuando el agua está en estado líquido, al tener más temperatura, aumenta la energía cinética Cuando el agua está en estado líquido, al tener más temperatura, aumenta la energía cinética

de las moléculas, por lo tanto el movimiento de las moléculas es mayor, produciendo quiebres de las moléculas, por lo tanto el movimiento de las moléculas es mayor, produciendo quiebres en los enlaces de hidrógeno, quedando algunas moléculas sueltas, y la mayoría unidas. en los enlaces de hidrógeno, quedando algunas moléculas sueltas, y la mayoría unidas.

Estado gaseoso Estado gaseoso Cuando el agua es gaseosa, la energía cinética es tal que se rompen todos los enlaces de Cuando el agua es gaseosa, la energía cinética es tal que se rompen todos los enlaces de

hidrógeno quedando todas las moléculas libres. El vapor de agua es tan invisible como el aire; hidrógeno quedando todas las moléculas libres. El vapor de agua es tan invisible como el aire; el vapor que se observa sobre el agua en ebullición o en el aliento emitido en aire muy frío, el vapor que se observa sobre el agua en ebullición o en el aliento emitido en aire muy frío, está formado por gotas microscópicas de agua líquida en suspensión, lo mismo que las nubesestá formado por gotas microscópicas de agua líquida en suspensión, lo mismo que las nubes

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Propiedades físicas y químicas:

FÍSICAS

A temperatura ambiente es líquida, inodora (olor), insípida (sabor), e incolora (color), aunque adquiere una leve tonalidad azul en grandes volúmenes, debido a la refracción de la luz al atravesarla, ya que absorbe con mayor facilidad las longitudes de onda larga (rojo, naranja y amarillo) que las longitudes de onda corta (azul, violeta), desviando levemente estas últimas, provocando que en grandes cantidades de agua esas ondas cortas se hagan apreciables.•

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Calor especifico

PROPIEDADES QUÍMICAS Disolvente

Fuerza de adhesión

Fuerza de cohesión

Polaridad

Densidad

•Acción disolvente El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno.

En el caso de las disoluciones iónicas  los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.

•

•Fuerza de cohesión: Es la propiedad con la que las moléculas de agua se atraen a sí mismas, por lo que se forman cuerpos de agua adherida a sí misma. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.

•Calor específico:El agua puede absorber grandes cantidades de calor que utiliza para romper los puentes de hidrógeno, por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. El calor específico del agua es de 1 cal/°C•g.

También ayuda a regular la temperatura de los animales y las células permitiendo que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.

•Densidad

La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión.A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad a los 100 °C, donde tiene 0,958 kg/L. Mientras baja la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/L) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/L. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0°C disminuye hasta 0,9999 kg/L. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución

de la densidad pasando de 0,9999 kg/L a 0,917 kg/L

Otras propiedades del agua:

No posee propiedades ácidas ni básicas. Con ciertas sales forma hidratos. Reacciona con los óxidos de metales formando bases. Es catalizador en muchas reacciones químicas. Presenta un equilibrio de autoionización, en el cual hay iones H3O+ y OH-

Necesidades diarias de agua

El agua es imprescindible para el organismo. Por ello, las pérdidas que se producen por la orina, las heces, el sudor y a través de los pulmones o de la piel, han de recuperarse mediante el agua que bebemos y gracias a aquella contenida en bebidas y alimentos.  

Es muy importante consumir una cantidad suficiente de agua cada día para el correcto funcionamiento de los procesos de asimilación y, sobre todo, para los de eliminación de residuos del metabolismo celular. Necesitamos unos tres litros de agua al día como mínimo, de los que la mitad aproximadamente los obtenemos de los alimentos y la otra mitad debemos conseguirlos bebiendo. En situaciones normales nunca existe el peligro de tomar más agua de la cuenta ya que la ingesta excesiva de agua no se acumula, sino que se elimina.

Componentes del agua El agua contiene ciertos minerales, como son los carbonatos de calcio y magnesio (CaCO3 - MgCO3), sulfatos (SO4

-2), incluyendo las calizas dolomíticas o yeso (CaSO4-H2O), la anhidrita (CaSO4), la sal común (NaCl), cloruro potásico (KCl), disociados en solución. Silicatos (SiO4

-4), nitratos (NO3-), fluoruros (F-),

cloruros (Cl-), (todos estos como aniones), hierro, potasio, sodio, cobre, manganeso, zinc (todos como cationes), metaloides (aluminio), en menor cantidad metales pesados (níquel, cromo, plomo, mercurio), así como, oligoelementos (Iodo, Molibdeno) y materias orgánicas.Además de estas partículas presentes en el agua existen otras biomoléculas inorgánicas como las sales minerales. En función de su solubilidad en agua se distinguen dos tipos: insolubles y solubles en agua.

Sales insolubles en agua

Forman estructuras sólidas, que suelen tener función de sostén o protectora, como: • Esqueleto interno de vertebrados, en el que encontramos, fosfatos, cloruros, y carbonatos de calcio • Caparazones de carbonato cálcico de crustáceos y moluscos. • Endurecimiento de células vegetales, como en gramíneas (impregnación con sílice). • Otolitos del oído interno, formados por cristales de carbonato cálcico (equilibrio). Todos esta particulas se encuentran suspendidas en el agua (partículas o materia en suspensión)

 

Sales solubles en agua

Se encuentran disociadas (partículas o materia en solución)en sus iones (cationes y aniones ) que son los responsables de su actividad biológica. Desempeñan las siguientes funciones: • Funciones catalíticas. Algunos iones, como el Cu+, Mn2+, Mg2+, Zn+, actúan como cofactores enzimáticos • Funciones osmóticas. Intervienen en los procesos relacionados con la distribución de agua entre el interior celular y el medio donde vive esa célula. Los iones de Na+, K+, Cl- y Ca2+, participan en la generación de gradientes electroquímicos, imprescindibles en el mantenimiento del potencial de membrana y del potencial de acción y en la sinapsis neuronal. • Función tamponadora. Se lleva a cabo por los sistemas carbonato-bicarbonato, y también por el monofosfato-bifosfato.

 

Dureza

El agua dura puede ser sacada directamente de pozos, dependiendo de la tierra; por lo general, el agua dura no pertenece a una red citadina de distribución, sino que es un recurso del campo. Una forma de cuantificar la dureza total (DT) del agua, es sumar la dureza cálcica (DCa) (concentración de molar de cationes cálcicos Ca2+ en el agua) y la dureza magnésica (DMg) (concentración de molar de cationes magnésicos Mg2+ en el agua). Mientras más alto el valor de la dureza total, más dura es el agua.P

Concentración en ppm Nivel de dureza0 a 75 mg/L Suaves76 a 150 mg/L Poco duras151 a 300 mg/L Duras301 o mas mg/L Muy duras