TRABAJO PRACTICO

MATERIA: QUÍMICA GENERAL Y BIOLÓGICA          PROFESORADO: Para la Educación Secundaria                   en  Biología.                    
INSTITUTO DE EDUC. SUP.: Domingo Faustino                                               Sarmiento.
GRUPO: Neón.                                                                           
INTEGRANTES: Banegas, Antonella                           
                                   Bogado Espinoza, Lorena                          Cortéz, Viviana            
Pesamosca, Juan
PROFESORA: Soto, Edith                                                    
                       

TEMA : EL AGUA

INTRODUCCIÓN

EL AGUA ES UN ELEMENTO EXTRAORDINARIO. CUBRE MAS DE LAS DOS TERCERAS PARTES DE LA SUPERFICIE DE LA TIERRA Y NINGÚN SER VIVIENTE PODRÍA SOBREVIVIR SIN ELLA.

COMPOSICIÓN DEL AGUA

El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humano no puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.

En las reacciones de combustión de los nutrientes que tiene lugar en el interior de las células para obtener energía se producen pequeñas cantidades de agua. Esta formación de agua es mayor al oxidar las grasas - 1 gr. de agua por cada gr. de grasa -, que los almidones -0,6 gr. por gr., de almidón-. El agua producida en la respiración celular se llama agua metabólica, y es fundamental para los animales adaptados a condiciones desérticas. Si los camellos pueden aguantar meses sin beber es porque utilizan el agua producida al quemar la grasa acumulada en sus jorobas. En los seres humanos, la producción de agua metabólica con una dieta normal no pasa de los 0,3 litros al día.

Como se muestra en la siguiente figura, el organismo pierde agua por distintas vías. Este agua ha de ser recuperada compensando las pérdidas con la ingesta y evitando así la deshidratación.

Estructura y propiedades del agua

La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. El ángulo entre los enlaces H-O-H es de 104'5º. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.

El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.

Por ello se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces por puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.

Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro moléculas unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades físico-químicas.

Propiedades del agua

1) 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.

La capacidad disolvente es la responsable de que sea el medio donde ocurren las reacciones del metabolismo.

2) Elevada fuerza de cohesión:

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.

3) Gran calor específico:

También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. 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. Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así se mantiene la temperatura constante.

4) Elevado calor de vaporización:

Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los responsables de esta propiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.
Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20º C y presión de

Las funciones del agua, íntimamente relacionadas con las propiedades anteriormente descritas, se podrían resumir en los siguientes puntos:

En el agua de nuestro cuerpo tienen lugar las reacciones que nos permiten estar vivos. Forma el medio acuoso donde se desarrollan todos los procesos metabólicos que tienen lugar en nuestro organismo. Esto se debe a que las enzimas (agentes proteicos que intervienen en la transformación de las sustancias que se utilizan para la obtención de energía y síntesis de materia propia) necesitan de un medio acuoso para que su estructura tridimensional adopte una forma activa.

Gracias a la elevada capacidad de evaporación del agua, podemos regular nuestra temperatura, sudando o perdiéndola por las mucosas, cuando la temperatura exterior es muy elevada es decir, contribuye a regular la temperatura corporal mediante la evaporación de agua a través de la piel.

Posibilita el transporte de nutrientes a las células y de las sustancias de desecho desde las células. El agua es el medio por el que se comunican las células de nuestros órganos y por el que se transporta el oxígeno y los nutrientes a nuestros tejidos. Y el agua es también la encargada de retirar de nuestro cuerpo los residuos y productos de deshecho del metabolismo celular.

Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones (H3O+)

Ionización del agua

El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por lo que en realidad se puede considerar una mezcla de:

  • agua molecular (H2O )
  • protones hidratados (H3O+ ) e
  • iones hidroxilo (OH-)

En realidad esta disociación es muy débil en el agua pura, y así el producto iónico del agua a 25º es:

Este producto iónico es constante. Como en el agua pura la concentración de hidrogeniones y de hidroxilos es la misma, significa que la concentración de hidrogeniones es de 1 x 10 -7. Para simplificar los cálculos Sörensen ideó expresar dichas concentraciones utilizando logaritmos, y así definió el pH como el logaritmo decimal cambiado de signo de la concentración de hidrogeniones.

Según esto:

  •   disolución neutra pH = 7
  • disolución ácida pH < 7
  • disolución básica pH =7

En la figura se señala el pH de algunas soluciones. En general hay que decir que la vida se desarrolla a valores de pH próximos a la neutralidad.

Los organismos vivos no soportan variaciones del pH mayores de unas décimas de unidad y por eso han desarrollado a lo largo de la evolución sistemas de tampón o buffer, que mantienen el pH constante. Los sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugada que actúan como dador y aceptor de protones respectivamente.
El tampón bicarbonato es común en los líquidos intercelulares, mantiene el pH en valores próximos a 7,4, gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el ácido carbónico, que a su vez se disocia en dióxido de carbono y agua:

Si aumenta la concentración de hidrogeniones en el medio por cualquier proceso químico, el equilibrio se desplaza a la derecha y se elimina al exterior el exceso de CO2 producido. Si por el contrario disminuye la concentración de hidrogeniones del medio, el equilibrio se desplaza a la izquierda, para lo cual se toma CO2 del medio exterior.

ESTADO NATURAL DEL AGUA

El agua en la naturaleza se encuentra en tres estados físicos: sólido líquido y gaseoso.

a. Estado sólido.- Se presenta como nieve, hielo granizo etc. Formando los nevados y los glaciares de la cordillera, es decir, en las zonas mas frías de la tierra así por ejemplo la cordillera blanca del departamento de Ancash, el nevado de Coropuna en la región de arequipa.

b. Estado liquido.- Se encuentra formando los océanos, mares, lagos, lagunas, ríos y en forma dé lluvia, etc.

c. Estado gaseoso.- Este estado se encuentra en la atmósfera como vapor del agua, en proporciones variables formando las nieblas v las nubes.

Es importante tener encuentra que todas las aguas naturales, sean de río, de pozo, de mar, de manantiales, etc., son impuras porque contienen sustancias disueltas como especialmente sales y gases y también arrastran sustancias en suspensión.

PROPIEDADES DEL AGUA

Podemos calcificarlas en: Físicas y Químicas

Propiedades físicas:

  • Es un cuerpo líquido, incoloro, inodoro e insípido.
  • En grandes cantidades toma una coloración azul-verdosa.
  • Su densidad es igual a 1 g/cm3 cuando se determina a 40°C y al nivel del mar.
  • Hierve a la temperatura de 100°C al nivel del Mar.
  • Su punto de solidificación es de 0°C (forma el hielo).
  • Tiene gran poder disolvente por lo que se les llama "disolvente universal".

Propiedades Químicas

  • Se combina con metales y ametales dando oxido.
  • Se combina con óxidos metálicos y da bases.
  • Se combina con óxidos no metálicos y de ácidos oxácidos.
  • Se descompone por electrolisis de hidrógeno y oxigeno.
  • Para descomponerse por otro procedimiento necesita temperatura superiores a 27°C

CLASIFICACION DE AGUAS

AGUAS NATURALES:

                              Son aquellas cuyas propiedades originales no han sido modificadas por la actividad humana, y se clasifican en:

  • - Aguas superficiales: Aguas de lagos, lagunas, pantanos, arroyos con aguas permanentes y/o intermitentes, ríos y sus afluentes, nevados y glaciares.
  • - Aguas subterráneas: en estado líquido o gaseoso que afloren en forma natural o por efecto de métodos artificiales.
  • - Meteóricas o atmosféricas: Provienen de lluvias de precipitación natural o artificial.

AGUAS DURAS:

  • En química, el agua calcárea o dura es aquella que contiene un alto nivel de minerales, en particular sales de Magnesio y Calcio. A veces se da como límite para denominar a un agua dura como dura, una dureza superior a 120 mg CaCO3 L2.
  • La dureza se expresa normalmente como cantidad equivalente de Carbonato de Calcio (aunque propiamente esta sal no se encuentre en el agua) y se calcula genéricamente, a partir de la suma de las concentraciones de calcio y magnesio existentes (miligramos) por cada litro de agua; que puede expresarse en concentración de CaCO3. Es decir:
  • Dureza (mg/l de CaCO3)= 2,50 [Ca++] + 4,16 [Mg++].
  • Donde:
  • - [Ca++]: Concentración de ión Ca++ expresado en mg/l.
  • - [Mg++]: Concentración de ión Mg++ expresado en mg/l.
  • Los coeficientes se obtienen de las proporciones entre la masa molecular del CaCo3 y las masas atómicas respectivas: 40/100 (para el Ca++); y 24/84 (para el Mg++).
  • Tipos de Dureza
  • En la dureza total del agua se puede hacer una distinción entre dureza temporal (o de carbonatos) y dureza permanente (o de no- carbonatos) generalmente de sulfatos y cloruros.
  • Dureza temporal
  • Se produce a partir de la disolución de carbonatos en forma de hidrógenocarbonatos (bicarbonatos) y puede ser eliminada al hervir el agua o por la adición del hidróxido de calcio (Ca (OH)2).
  • El carbonato de calcio es menos soluble en agua caliente que en agua fría, así que hervir (que contribuye a la formación de carbonato) se precipitará el bicarbonato de calcio fuera de la solución, dejando el agua menos dura.
  • Estas aguas son responsables de la formación de depósitos de Estalagmitas y Estalactitas.
  • Dureza permanente
  • Esta dureza no puede ser eliminada al hervir el agua, la causa más corriente es la presencia de sulfatos y/o cloruros de calcio y de magnesio en el agua, sales que son más solubles según sube la temperatura, hasta cierta temperatura, luego la solubilidad disminuye conforme aumenta la temperatura.

AGUA MINERAL

  • El agua mineral es agua que contiene minerales u otras sustancias disueltas que alteran su sabor o le dan un valor terapeútico. Sales, compuestos sulfurados y gases, están entre las sustancias que pueden estar disueltas en el agua; ésta puede ser en ocasiones efervescente.
  • El agua mineral puede ser preparada o puede producirse naturalmente.
  • El agua mineral se extrae del subsuelo ya mineralizada naturalmente desde su origen, debido a los materiales por los cuales atraviesa y, mientras más profunda se encuentre la fuente, más pura será. Esto se debe a que está más alejada de la contaminación micro-biológica y química de la superficie terrestre.
  • Las características son proporcionadas por las rocas y arenas, en la mayoría de los casos, son filtradas y le dan un toque único y especial dependiendo de la zona de la que es extraída.
  • Según su contenido mineral el agua se clasifica, entre algunas, como:
  • - Mineralización muy débil: Su residuo seco (minerales totales presentes) es de hasta 50 mg/l.
  • - Mineralización débil: Son aquellas que contienen menos de 500 mg/l.
  • - Mineralización fuerte: Contiene más de 1500 mg/l de residuo seco.
  • - Bicarbonatada: Contiene más de 600 mg/l de bicarbonatos.
  • - Sódica: Tiene un contenido mayor a 200 mg/l de sodio.

AGUAS CONTAMINADAS

Es una incorporación de materias extrañas, como microorganismos, productos químicos, residuos industriales, y de otros tipos, o aguas residuales.

Los principales contaminantes del agua son los siguientes:

  • Aguas residuales y otros residuos: que demandan oxigeno (en su mayor parte materia orgánica), cuya descomposición produce la desoxigenan del agua.
  • Nutrientes vegetales: estos pueden estimular el crecimiento de las plantas acuáticas; a su vez interfieren con los usos a los que se destina el agua y al descomponerse agotan el oxigeno disuelto que producen olores desagradables.
  • Productos químicos o Pesticidas: también productos industriales. las sustancias tensióactivas contenidas en los detergentes y los productos de descomposición de otros compuestos orgánicos.
  • Petroleo: especialmente el procedente de los vertidos accidentales.
  • Minerales inorgánicos y compuestos químicos
  • Sedimentos formados por partículas de suelo y minerales arrastrados por las tormentos y escorrentías desde las tierras de cultivos, los suelos sin protección, las explotaciones mineras, las carreteras y los derribos urbanos.
  • Sustancias radioactivas: Procedentes de los residuos producidos por la minería y el refinado del uranio y el torio, las centrales nucleares y el uso industrial, medico y científico de materiales radioactivos.
  • El calor también puede ser considerado un contaminante cuando el vertido del agua empleada para la refrigeración de las fabricas y las centrales energéticas hace subir la temperatura del agua de la que se abastece.

BIBLIOGRAFIA:

- Curtis, Helena; Barnes, N. Sue. Biología. 6ª ed. Buenos Aires: Editorial Médica Panamericana, 2006.

WEB: www.infojardin.net/glosario/agua-freatica/aguas-na...

WEB: https://es.wikipedia.org/wiki/Agua-dura

WEB: https://es.wikipedia.org/wiki/Agua-mineral

WEB: https://www.youtube.com/watch?v=Jj-W5piaU5M



Comment Stream