El Agua
Estructura y Composición
La molécula de agua es triatómica, es decir, está compuesta por 3 átomos: dos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos mediante enlaces covalentes polares. Entre diferentes moléculas de agua se generan fuerzas de atracción mediadas por estas cargas. A esta interacción característica del agua se le conoce como puente de hidrógeno.
Propiedades Físicas
Puntos de Ebullición y Punto de Fusión
A nivel del mar, la temperatura de ebullición del agua es de 100 grados Celsius y la de fusión es de 0 grados Celsius.
Densidad
La densidad del agua es 1 g/cm3, cuando se encuentra a 4 grados Celsius y a 1 atm de presión.
Apariencia
El agua pura es incolora, inodora e insípida. Cualquier cambio en estas propiedades se debe a sustancias extrañas que están disueltas en ella.
Tensión Superficial
Todos hemos observado a pequeños insectos caminando sobre el agua como si la superficie del agua actuara como una capa de piel. Esto se debe a la tensión superficial, que es la capacidad del agua de resistir la penetración de objetos.
Propiedades Químicas
Se pueden analizar a través del estudio de las reacciones en las que esta sustancia participa, ya sea como reactivo o como producto.
Descomposición Térmica
Si bien el agua es un compuesto bastante estable frente a la acción del calor, cuando se somete a temperaturas elevadas puede separarse en sus componentes (hidrógeno y oxígeno).
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.
Reacción con Metales
El agua reacciona directamente con algunos metales de los grupos IA y IIA formando hidróxidos.
Reacción con No Metales
El agua puede reaccionar con algunos no metales cuando se somete a temperaturas elevadas.
Contaminación del Agua
La contaminación del agua puede ser causada por compuestos minerales u orgánicos, así como por factores biológicos y térmicos.
Contaminantes Minerales
Dentro de este grupo encontramos sustancias tóxicas como nitratos, nitritos y metales pesados.
Contaminantes Orgánicos
Entre estas sustancias figuran los fenoles, que cambian el sabor del agua, los hidrocarburos, los detergentes y los residuos sanitarios.
Contaminación Biológica
La presencia de microorganismos patógenos como bacterias y protozoos en el agua destinada a consumo humano constituye un grave problema de salud pública.
Contaminación Térmica
Se produce cuando agua caliente, proveniente de industrias, es vertida al agua, alterando la temperatura del ecosistema acuático.
Concepto de Solución
Una solución es una mezcla físicamente homogénea formada por dos o más sustancias que reciben el nombre de solvente y soluto.
Solvente
Es la sustancia que, por lo general, se encuentra en mayor proporción dentro de la disolución.
Soluto
Es la sustancia que, por lo general, se encuentra en menor proporción dentro de la solución.
Clases de Soluciones
Cualquier sustancia, sin importar el estado de agregación de sus moléculas, puede formar soluciones con otras.
Diluidas
Cuando contienen una pequeña cantidad de soluto con respecto a la cantidad de solvente presente.
Concentradas
Si la cantidad de soluto es la máxima que puede disolver el solvente a una temperatura dada.
Sobresaturadas
Si la cantidad de soluto es mayor de la que puede disolver el solvente a una temperatura dada.
Proceso de Disolución
La incorporación de solvente y soluto para dar lugar a una solución puede llevarse a cabo mediante un proceso químico o un proceso físico.
Disolución Química
En este caso ocurre una reacción química entre soluto y solvente.
Disolución Física o Solvatación
En este caso no hay transformación de las sustancias involucradas, sino que la incorporación de soluto y solvente se lleva a cabo por fuerzas de atracción o las interacciones dipolo-dipolo.
Solubilidad
Se define como la máxima cantidad de un soluto que puede disolverse en una cantidad dada de un solvente a una temperatura determinada.
Factores que la Determinan
Naturaleza del Soluto y del Solvente
La solubilidad es mayor entre sustancias cuyas moléculas sean análogas eléctrica y estructuralmente. Cuando existe semejanza en las propiedades eléctricas de soluto y solvente, las fuerzas intermoleculares son intensas, propiciando la disolución de una en otra.
Temperatura
Puede decirse que, en general, a mayor temperatura, mayor solubilidad. Existen excepciones, como en el caso de los gases, cuya solubilidad disminuye con el aumento de la temperatura. Para obtener soluciones sobresaturadas, se suele calentar la solución y luego enfriarla lentamente.
Presión
No afecta demasiado la solubilidad de sólidos y líquidos, mientras que tiene un efecto determinante en la de los gases. La solubilidad de un gas en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial del gas sobre la solución.
Estado de Subdivisión
Este factor tiene especial importancia en la disolución de sustancias sólidas en solventes líquidos, ya que cuanto más finamente dividido se encuentre el sólido, mayor superficie de contacto existirá entre las moléculas del soluto y el solvente, lo que facilita la disolución.