FISICOQUÍMICA DEL
MEDIO NATURAL
Lic. en Información Ambiental
Universidad Nacional de Luján
Liliana Saucede
Propiedades del
agua
CLASE 7
EL AGUA

A temperatura ambiente es líquida, inodora,
insípida e incolora, aunque adquiere una leve
tonalidad azul en grandes volúmenes.

Esto se debe 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, lo
que provoca que en grandes cantidades de
agua esas ondas cortas se hagan apreciables.
EL AGUA

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, en las cumbres de las
montañas y en los lugares de la Tierra donde la
temperatura es inferior a cero grados Celsius; y
en forma gaseosa se encuentra formando parte
de la atmósfera terrestre como vapor de agua.
EL AGUA
EL AGUA
En la foto anterior aparece el agua en sus tres estados
físicos: sólido, líquido y vapor . Se muestra un fenómeno
climatico que ocurre en el hemisferio norte y al que
llaman hot spring.
Se caracteriza porque el agua del lago está a
temperaturas bastante altas coexistiendo con la nieve,
lo que provoca desprendimiento de vapor en grandes
cantidades.
Todas las fases citadas tienen las mismas propiedades
químicas, no así las prop. físicas que son bastante
diferentes.
Estas dependen del estado físico para todas las
sustancias químicas.
EL AGUA
El agua es el medio donde se disuelven casi todas
las sustancias y se producen muchas reacciones
químicas.
El agua posee una tensión superficial producida por
la fuerte unión entre moléculas.
Es el compuesto con el calor latente de vaporización
más alto, 540 cal/g (2,26 kJ/g) y con el calor
específico más alto después del litio , 1 cal/g
(4,18 J/g).
PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA
• Punto de fusión
• Punto de ebullición
• Densidad
• Calor molar latente de ebullición
• Tensión superficial
PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA
El estado físico de una sustancia depende en
gran medida del balance entre las energías
cinéticas de las partículas y las energías de
atracción entre partículas.
La energía que depende de la temperatura
(cinética) tiende a mantener a las partículas
separadas y en movimiento. Las atracciones
interpartículas tienden a mantener a las
partículas unidas.
PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA
Desorden total, mucho
Desorden,
Distribución
volumen vacío, libertad
las partículas o
ordenada, las part.
total de movimiento de
grupos de ellas
ocupan posiciones
las partículas .
tienen mov. relativo
fijas.
PROPIEDADES FISICOQUIMICAS
DEL AGUA
UNION COVALENTE
- fuerte -
FUERZA INTERMOLECULAR
- débil -
EL AGUA
Las atracciones
intermoleculares fuertes
en el H2O son resultado
de las uniones puente
hidrógeno. Clase
especial de atracción
intermolecular que
ocurre entre el H en una
unión muy polarizada :
H—F, H—O ó H—N y
un átomo con un par
electrónico disponible,
por ej F, O ó N en otra
molécula.
Variación del punto de ebullición
con el peso molecular.
UNION PUENTE
HIDROGENO
Ejemplos de unión
puente hidrógeno
H ….
Unión puente hidrógeno en hielo
a) La forma hexagonal es característica de los
copos de nieve. b) Cada átomo de hidrógeno de
la molec. de agua está orientado hacia un par
electrónico disponible de la molec. adyacente . El
resultado es un arreglo hexagonal de las
moléculas de H2O.c) Distancias medidas en
ambas uniones – covalente y puente hidrógeno –
UNION PUENTE
HIDROGENO
TRATAMIENTOS
En uno de los procesos básicos de purificación y tratamiento
del agua que se realiza en plantas industriales, se agrega
hipoclorito de sodio y sulfato de aluminio, que son
agentes coagulantes. Se forma hidróxido de aluminio por
hidrólisis de la sal: es un sólido que precipita como flóculos y
que queda flotando en el agua. Este proceso se denomina
floculación.
TRATAMIENTOS
Para limpiar las aguas negras o residuales se utiliza un
tratamiento primario de aguas negras que elimina parte de
los sólidos en forma de lodos.
El efluente tiene una enorme demanda biológica de oxígeno
(DBO) y a menudo se agota todo el oxigeno disuelto en el
estanque y se inicia la descomposición anaeróbica.
El efluente de una planta de tratamiento primario contiene
mucha materia orgánica disuelta y suspendida.
TRATAMIENTOS
Una planta de tratamiento secundario de aguas negras
hace pasar el efluente de la planta de tratamiento primario
por filtros de arena y grava. En este paso hay cierta aireación
y las bacterias aeróbicas convierten la mayor parte de la
materia orgánica en materia inorgánica estable.
Las bacterias aeróbicas convierten el material orgánico en
lodos y partes de él se reciclan para mantener funcionando
el proceso. El lodo eliminado se almacena en amplios
terrenos, se vierte al mar o se quema (algunas veces son
utilizados como fertilizantes)
CONTAMINACION
El estado natural del agua puede ser afectado por
procesos naturales; por ejemplo: los suelos, las rocas,
algunos insectos y excrementos de animales.
Otra forma como puede cambiar su estado natural es
artificialmente, fundamentalmente por causas humanas.
Por ejemplo: con sustancias que cambien el pH y la
salinidad del agua, producidas por actividades mineras.
La contaminación del agua ocurre en poblaciones que no
tienen desagües, sistemas de disposición de excretas o
deficientes procesos de recogida y almacenaje de
desechos; y arrojan basuras y aguas fecales (o servidas)
a los ríos.
CONTAMINACION
Otra causa de degradación del recurso es el exceso de
nutrientes: fertilizantes vertidos en agua, especialmente
los compuestos por fósforo y su derivados, hacen que se
originen algas en exceso, impidiendo la entrada de luz
solar al lago o laguna, y la muerte de los peces.
Sustancias tóxicas, como los metales pesados (plomo y
cadmio), generan bioacumulación. Los residuos urbanos
(aguas negras o aguas servidas), que contienen
excrementos, también generan contaminación.
AGUAS DURAS
Existe el tipo de agua llamada agua dura, la cual
alberga minerales, como carbonatos de calcio y
magnesio. Esto provoca inconvenientes de tipo diverso
tanto en el uso industrial como hogareño.
Se debe a la presencia de sales cálcicas y magnésicas
cuya presencia (dureza temporal) puede producir
depósitos de sarro en las teteras y otras superficies en
contacto con el agua dura como cañería industriales..
Para "mejorar“ las cualidades del agua dura, se
utilizan ablandadores de intercambio iónico, en
aparatos especialmente diseñados para el proceso de
ablandamiento.
AGUAS DURAS
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 del agua, es
sumar la dureza cálcica (concentración de masa de
cationes cálcicos Ca2+ en el agua) y la dureza
magnésica (concentración de masa de cationes
magnésicos Mg2+ en el agua).
Uno de los métodos más modernos para purificar agua
es la ósmosis reversa o inversa
Posibles soluciones para mejorar la
disponibilidad del agua
Producir más, distribuirla mejor y desperdiciarla
menos.
Hervirla y destilarla.
Existen otras técnicas más avanzadas, como la
ósmosis inversa.
Mejorar la distribución
En general se lleva a cabo por medio de los sistemas
de agua municipal o como agua embotellada.
Algunos países tienen programas para distribuir el
agua a los más necesitados libre de cargos.
Posibles soluciones para mejorar la
disponibilidad del agua
Desde un punto de vista político, el agua podría
llegar a ser declarada un derecho humano.
Algunos países como Uruguay o España han dado
pasos en ese sentido al declararlo un bien colectivo
o de dominio público.
Se denomina tensión superficial al fenómeno por el
cual la superficie de un líquido tiende a comportarse
como si fuera una delgada película elástica. Es una
manifestación de las fuerzas intermoleculares en los
líquidos.
A nivel microscópico, la tensión superficial se debe a
que las fuerzas que afectan a cada molécula son
diferentes en el interior del líquido y en la superficie.
Así, en el seno de un líquido cada molécula está
sometida a fuerzas de atracción que en promedio se
anulan. Esto permite que la molécula tenga una
energía bastante baja. Sin embargo, en la superficie
hay una fuerza neta hacia el interior del líquido.
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