El Agua: Propiedades y Estados

El Agua

• El agua es el compuesto químico más importante y un constituyente primordial del medio ambiente y la materia viva.
• En estado líquido, cubre aproximadamente tres cuartas partes de la superficie terrestre.
• Constituye entre el 60% y 70% del organismo humano.
• Se distribuye en cuencas saladas (océanos y mares) y dulces (lagos, lagunas).
• En estado gaseoso, conforma la humedad atmosférica, la niebla y las nubes.
• En estado sólido, se presenta como nieve, granizo o hielo.
• Puede contener sustancias minerales y orgánicas disueltas o en suspensión en su forma natural.
• Es importante en química porque está presente en la mayoría de los procesos químicos, tanto en la naturaleza como en el laboratorio, formando disoluciones acuosas.

Propiedades Físicas del Agua (H₂O)

• No es conductora de electricidad.
• No tiene color, olor ni sabor.
• Es considerada el disolvente universal debido a su polaridad.
• En estado líquido, adopta la forma del recipiente en que se encuentra.
• Se presenta en la naturaleza en los tres estados de agregación: sólido, líquido y gaseoso.
• Tiene masa y ocupa un lugar en el espacio.
• Su punto de ebullición es de 100°C al nivel del mar.
• Su punto de solidificación es de 0°C, formando hielo.
• Su densidad es de 1 kg/m³.

Tipos de Agua

• Se encuentra en la superficie de la litosfera, incluyendo ríos, lagos, lagunas y riachuelos.

Polaridad de las Moléculas

• La polaridad en un enlace se mide como momento dipolar, que resulta de una distribución desigual de electrones.
• Hay un movimiento de la nube electrónica hacia el átomo más electronegativo.
• La polaridad es una propiedad molecular que representa la separación de cargas eléctricas según el número y tipo de enlaces.
• Un enlace covalente puede ser polar o no polar.
• En un enlace, la polaridad representa la distribución de cargas eléctricas.
• La molécula de agua tiene una carga levemente negativa cerca del oxígeno y levemente positiva cerca del hidrógeno.
• Una molécula polar tiene un área positiva en un extremo y una área negativa en el otro.
• La polaridad se determina por los enlaces, la geometría molecular y los elementos químicos de la molécula.

Tipos de Enlaces Según su Polaridad

• El enlace covalente polar ocurre cuando la diferencia de electronegatividad entre los átomos está entre 0.5 y 1.7; un ejemplo es H₂O

Electronegatividad

• Las moléculas no polares se forman por la unión de átomos con igual electronegatividad, anulando las fuerzas.
• En un enlace covalente no polar, la diferencia de electronegatividad entre los átomos involucrados es mínima o nula.

Condiciones para que una Molécula Sea Polar

• Debe haber enlaces covalentes polares.
• Debe haber electrones no compartidos.
• Los elementos alrededor del átomo central deben tener distintas electronegatividades, como en el sulfuro de hidrógeno (H₂S).

Agua Dulce

• Contiene una mayor cantidad de sales disueltas.
• Su consumo es óptimo para humanos y animales en condiciones adecuadas.
• Es vulnerable y propensa a la contaminación debido a las actividades actuales.
• Incluye nacientes, ríos y lagos.

Agua Salada

• Contiene una gran cantidad de diversas sales (3.5% en los mares).
• No es muy apta para el consumo humano debido a la sobresaturación.
• Algunas plantas de tratamiento la convierten en potable.
• Abarca las aguas de mares y océanos.

Agua Destilada

• Se obtiene mediante vaporización y condensación selectivas para separar sustancias.
• Se purifica eliminando impurezas e iones.

Agua Pesada

• Está constituida por un isótopo del hidrógeno.
• Se usa como moderador en reactores nucleares (que requieren uranio natural como combustible) y como refrigerante.
• Se emplea en la industria química para la deuteración en laboratorios y centros de investigación.

Desechos Industriales

• Son la emisión de sustancias nocivas, tóxicas o peligrosas de instalaciones o procesos industriales al medio ambiente.

Vertidos Urbanos

• Incluyen aguas negras (contaminación orgánica fecal) y aguas jabonosas de actividades domésticas o de hospitales.

Desechos de la Actividad Agrícola y Ganadera

• También llamados agropecuarios, son residuos de plaguicidas, abonos químicos, insecticidas, restos agrícolas y excrementos animales.

Derrame de Petróleo

• La mayoría de estos derrames ocurren en el mar, donde se encuentran numerosas plataformas petroleras.

Fuerzas Dipolo-Dipolo

• Son fuerzas de atracción entre moléculas polares con momentos dipolares.
• Una molécula polar genera una carga positiva en un extremo y negativa en el otro, formando un dipolo.
• Su origen es electroestático y se rige por la Ley de Coulomb.
• A mayor momento dipolar, mayor es la fuerza.
• Las moléculas polares pueden formar gases, líquidos y sólidos.
• La interacción dipolo-dipolo es la atracción electrostática entre el extremo positivo de una molécula polar y el negativo de otra.

Fuerzas Ión-Dipolo

• Las fuerzas ión-dipolo, explicadas por la Ley de Coulomb, atraen un ion (catión o anión) y una molécula polar.
• Ocurre, por ejemplo, al disolver sal de cocina (NaCl) en agua.
• La intensidad de esta interacción depende de la carga y tamaño de la molécula.

Ley de Coulomb

• La magnitud de la fuerza eléctrica entre dos cargas puntuales en reposo es directamente proporcional al producto de las cargas e inversamente proporcional al cuadrado de la distancia que las separa.