3.1 Tanta agua y podemos morir de sed

3.1.1 DISTRIBUCIÓN DE AGUA EN LA TIERRA

El agua cubre 71% de la superficie de la corteza terrestre. En nuestro planeta se localiza principalmente en los océanos donde se concentra 96.5% del agua total, el 1.74% le pertenece a los glaciares y casquetes polares, el 1.72% le pertenece a los depósitos subterráneos y a los glaciares continentales y el 0.04% se encuentra en lagos, humedad del suelo, atmosfera, embalses, ríos y seres vivos.

El agua potable es esencial para todas las formas de vida. Cuando se agota el abasto de agua, sucede con mucha frecuencia en muchas partes del mundo, en otros lugares hay inundaciones. Nos agrade o no, el agua que bebemos hoy quizá provenga de un baño romano de hace 2000 años. El agua que bebes o con la que te bañas tal vez paso millones de años en los mares primitivos, es posible que una molécula de agua haya circulado alrededor del mundo infinidad de veces.

Se estima que aproximadamente 70% del agua dulce se consume en la agricultura. El agua en la industria absorbe una media de 20% del consumo mundial. El 10% restante es del consumo domestico.

Al caer la lluvia, el agua corre en la superficie terrestre disolviendo numerosas sustancias a su paso, por lo que el agua dulce contiene gran variedad de cationes (principalmente Na+, K+, Mg2+, Ca2+, Fe2+), aniones principalmente Cl-, SO2-, y HCO3- y gases disueltos (principalmente O2, N2, y CO2).

3.1.2 CALIDAD DEL AGUA

La calidad del agua se mide en función de la cantidad de partículas contaminantes que contiene. Si el agua está demasiado contaminada, no tiene la calidad necesaria para ningún uso común: agua potable, lavado, irrigación o uso de plantas industriales.

La presencia de la mayoría de las impurezas se debe a procesos naturales y es imposible eliminarlas. La calidad del agua dulce se puede afectar negativamente por adición de otras impurezas debidas a las actividades del hombre.

Se han establecido normas químicas a nivel nacional para el agua potable; sirven como guía para quienes abastecen el agua publica a fin de mantener la seguridad en función de su olor, sabor, color y aspecto.

3.1.3 FUENTES DE CONTAMINACION

La contaminación tiene muchos factores y el principal es el ser humano.

Existen diferentes tipos de contaminación:

Agua                                                             Sonora

Suelo                                                            Visual

Aire                                                               Térmica

CONTAMINACIÓN DEL AGUA

El agua se contamina fácilmente por que tiene la propiedad de disolver gran cantidad de sustancias. Las aguas dulces son soluciones diluidas que contienen muchos compuestos químicos. El agua natural contiene también diversas materias suspendidas y partículas coloides.
La contaminación excesiva del agua ha alterado el equilibrio ecológico, provocando la extinción de especies animales y vegetales. El agua contaminada provoca graves daños a la naturaleza.

Debemos conservar limpios y atractivos los ríos que no brinda la naturaleza. 

3.2 Importancia del agua para la humanidad

3.2.1 AGUA PARA LA AGRICULTURA, LA INDUSTRIA Y LA COMUNIDAD

 

AGUA PARA LA AGRICULTURA

El incremento considerable de la productividad agrícola ha protegido protegido al mundo de la escasez de los alimentos y del peligro de hambrunas.

Para producir los alimentos para una persona se necesitan alrededor de 5 000 litros de agua. Una importante fuente de agua para riego son los depósitos subterráneos poco profundos. Los productos químicos agrícolas como pesticidas y fertilizantes constituyen una causa de contaminación del agua.

AGUA PARA LA INDUSTRIA

El agua para la industria representa el 22% del uso total del vital liquido en el mundo. En la industria el agua se divide el 68% del agua dulce es utilizada para generar energía hidroeléctrica y nuclear, el 35% es para procesos industriales y el 2% para la generación de energía térmica.

El agua normalmente se almacena en embalses y presas, esto contribuye  a la perdida de agua por evaporación.

AGUA PARA LA COMUNIDAD

Los requisitos humanos básicos del agua para beber, el saneamiento, el baño y la preparación de alimentos son de 50 litros por persona por día.

Una persona que vive en una ciudad de un país desarrollado utiliza de 526 a 633 litros de agua al día.

      3.2.2 PURIFICACIÓN DEL AGUA.

El 59% del agua embotellada en el mundo es purificada, el 41% es agua de manantial o mineral,.

Una persona bebe en promedio 24 litros de agua embotellada cada año. El agua para consumo humano debe ser potable. Para obtenerla, existen varios métodos para purificar el agua:

• §  Ebullición                                           
• §  Ozonización
• §  Filtración
• §  Cloración, entre otros.

 El 99.9% de las aguas negras es recuperable. Las aguas negras proceden de los baños, cocinas, lavanderías, drenajes, etcétera. A estas aguas se les da dos tipos de tratamientos para reutilizarla: primario y secundario.

El tratamiento de aguas municipales suele tener varias etapas: filtración gruesa, sedimentación, filtración por arena, aereación y esterilización.

3.3 El porqué de las maravillas del agua

3.3.1 ESTRUCTURA Y PROPIEDADES DE LOS LÍQUIDOS. MODELO CINÉTICO MOLECULAR DE LOS LÍQUIDOS.

De acuerdo con el modelo cinético molecular, las moléculas están en continuo movimiento y entre ellas existen fuerzas atractivas, llamadas fuerzas de cohesión. En el caso del estado líquido, dichas fuerzas son menos intensas que en el sólido e impiden que las moléculas puedan independizarse.

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.3.2  PROPIEDADES DEL AGUA

El agua es la única sustancia que se presenta en la naturaleza en 3 estados físicos: sólido, líquido y gaseoso.

El agua pura es líquida, incolora, inodora e insípida; hierve a 100° C a nivel del mar (a una presión de 760 mmHg) y se congela a 0°C. En la Ciudad de México el agua hierve a 93°C, es decir, siete grados menos que a nivel del mar; esto se debe a que se encuentra a una altura de 2240 m sobre el nivel del mar (con una presión de 585 mmHg).
Después del aire, el agua es la sustancia más abundante sobre la Tierra. Es el único compuesto líquido con masa molecular baja (18 uma).

Puntos de Fusión y Ebullición 
El agua se congela a 0°C y hierve a 100°C (al nivel del mar). 

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.3.3 COMPOSICIÓN DEL AGUA: ELECTRÓLISIS Y SÍNTESIS.

Durante el análisis del agua, es posible descomponerla en sus constituyentes por medio de la electrólisis.
En cualquier disolución acuosa el agua se convierte en un conductor y se le conoce con el nombre de electrolito, que al disolverlo en agua forma nuevos iones.
El movimiento de los iones en una disolución genera una corriente, al igual que el movimiento de electrones de un metal.

Reacción en el cátodo:

Reducción: 4H₂O₍₁₎ + 4e^- à 2H_2(g) + 4OH^- _(ac)

Reacción en el ánodo:

Oxidación: 2H₂O ₍₁₎ à O_2(g) + 4H⁺ _(ac) + 4e^-


Reacción total:2H₂O ₍₁₎ à 2H_2(g) + O_2(g)

Se observa en la reacción total, que por cada 2 volúmenes del agua se producen 2 volúmenes de hidrógeno y 1 volumen de oxígeno.


Síntesis del agua.
De acuerdo con la ley de Avogadro, la reacción de síntesis del agua necesitaría que dos átomos de hidrógeno reaccionaran con un átomo de oxígeno para obtener 2 moléculas de agua. La molécula de oxígeno tiene que estar formada al menos por 2 átomos, para que uno de ellos entre a formar parte de cada molécula de agua.

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.3.4 ESTRUCTURA MOLECULAR DEL AGUA: ENLACES COVALENTES. 

MOLÉCULAS POLARES Y NO POLARES. PUENTE DE HIDRÓGENO.

El agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno, formando un ángulo de 105° entre ellos.

Los enlaces covalentes implican compartir electrones entre el hidrógeno y el oxígeno. El oxígeno atrae los electrones con mayor fuerza que el hidrógeno; por lo que se forma una molécula polar, en donde el oxígeno tiene una carga parcial negativa y el hidrógeno, una carga parcial positiva.

PUENTE DE HIDRÓGENO.

Es un enlace intermolecular más fuerte que los otros de este tipo, pero más débil en comparación con la mayoría de los enlaces covalentes o iónicos.

En este enlace un átomo de hidrógeno está enlazado a un átomo pequeño y muy electronegativo; este átomo electronegativo atrae al hidrógeno parcialmente positivo de otra molécula formando un puente que une a las moléculas.

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.3.5 INFLUENCIA DEL AGUA EN LA REGULACIÓN DEL CLIMA

La tierra está conformada en su mayor parte por el agua de los océanos (más de dos terceras partes de su superficie). Y aunque para nosotros sea difícil de imaginar, los océanos son la principal fuente de calor para la atmósfera.
¿Y cómo se da este fenómeno?
La evaporación de los océanos proporciona a la atmósfera vapor de agua, que cuando se condensa en la atmósfera le proporciona el calor latente de condensación.

Los océanos también tienen una alta capacidad para absorber CO_{2 que es el gas invernadero más peligroso; ayudando así a moderar la temperatura del aire de la troposfera, extrayendo cerca del 29% del} CO_{2 en exceso que enviamos a la atmósfera. Si los océanos se calientan más, una parte del} CO_{2 disuelto burbujeará a la troposfera, aumentando el calentamiento global.}

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.3.6 SOLUCIONES. CONCENTRACIÓN EN PORCIENTO Y MOLAR.

Las disoluciones siempre están compuestas de al menos 2 sustancias, necesitamos ser capaces de identificar el papel que desempeña cada una. El soluto es la sustancia que está siendo disuelta, mientras que el disolvente es la sustancia que está haciendo la disolución.
Todas las disoluciones que incluyen agua como solvente se denominan acuosas, en tanto que las disoluciones líquidas que no se disuelven en agua se denominan no acuosas.
Algunas sustancias se disuelven más fácilmente que otras; esto se debe a que poseen diferente solubilidad, que es la propiedad que presentan algunas sustancias para poder disolverse en otras.
Puede existir una pequeña cantidad de soluto en una determinada cantidad de disolvente y tener una disolución diluida, pero si aumenta la cantidad de soluto en esa cantidad de disolvente, tendremos una disolución concentrada.
Al seguir aumentando el soluto, la disolución se saturará y ya no podrá disolver más solutos, y entonces tendremos una disolución sobresaturada.
Por lo tanto, una disolución acuosa se puede describir de acuerdo con los diferentes tipos de solutos presentes.

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.3.7. ELECTROLITOS Y NO ELECTROLITOS.

Un electrólito o electrolito es una sustancia con iones libres soluble en agua para producir un tipo de solución que conduzca corriente eléctrica.

Existen tres tipos:

• ·         Electrolitos
• ·         No Electrolitos
• ·         Electrolito seco, fundidos y sólidos.

Los electrolitos comúnmente son soluciones de ácidos, bases y sales. Algunos gases pueden comportase como electrolitos en condiciones de alta temperatura o baja presión.

Los electrolitos pueden ser fuertes o débiles (ejemplos).

FUERTES	DEBILES
Dióxido de carbono	Amoniaco
Cloruro de sodio	Acido acético
Cloruro de potasio	Acido benzoico

ELECTROQUIMICA

Cuando se junta un electrodo en un electrolito y se aplica un voltaje, este conducirá electricidad, los electrones por si solos no pueden pasar a través de un electrolito y ocurre una reacción química en el cátodo.

BEBIDAS

Ahora vemos y escuchamos de la existencia de electrolitos por los medios de comunicación, ya existen ciertas bebidas, estas te ayudan a que tu cuerpo  se restablezca de la deshidratación causada por varios factores.

NO ELECTROLITOS

Un no electrolito es una sustancia que no conduce la corriente eléctrica a diferencia de un electrolito. Se disuelven como moléculas neutras, las partículas tienen movilidad pero no carga.

Ejemplos: El benceno, la sacarosa.

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1ª. Edición, Ed. Patria, 2011, 480pp.

3.3.8   ÁCIDOS, BASES Y PH.

Se le conoce como ácido a cualquier sustancia cuya disolución acuosa posee un sabor agrio, reacciona con lo metales activos, con desprendimiento de hidrógeno y que es capaz de neutralizar a las bases.

Se le conoce como base a cualquier sustancia cuya disolución acuosa posee un sabor amargo, tiene aspecto jabonoso y que es capaz de neutralizar los ácidos.

Aunque también existen diferentes maneras de clasificar a las sustancias ácidas y básicas. Un ejemplo de esto es la teoría de Arrhenius que definió a un ácido como toda sustancia que al estar en disolución acuosa produce iones hidrógeno (H⁺) o iones hidronio (H₃O⁺) y a las bases como sustancias que al estar en disoluciones acuosas producen iones oxhidrilo (OH^-)

Aunque esta teoría está restringida en el sentido de que el concepto se limita al disolvente agua.

Otra manera de clasificar a una sustancia ácida de una sustancia básica es mediante la teoría de Brönsted-Lowry  que sostiene que los ácidos se definen como donadores de protones y las bases como aceptores de protones.

Otra manera de clasificar a los ácidos y a las bases es mediante la teoría de Lewis que afirma que "una base es una sustancia que contiene un átomo capaz de ceder un par de electrones, y un ácido es una sustancia que contiene un átomo capaz de aceptar un par de electrones".

Por último; otra manera de clasificar a los ácidos y a las bases es mediante la medición de su pH.

Pero..¿qué es el pH?
El pH (potencial de hidrógeno) es una medida de la acidez o alcalinidad de una disolución. Las medidas que toman son: pH igual a 7= disolución neutra.
pH menor a 7= disolución ácida
pH mayor a 7= disolución básica

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.3.9  NEUTRALIZACIÓN Y FORMACIÓN DE SALES.

"Al ponerse en contacto los ácidos y las bases en una disolución acuosa, los iones hidronio del ácido y los iones oxhidrilo de la base, se combinan para formar agua:

H₃O ⁺ + OH^- à  2H₂O

                                                              ácido   + base    agua

Ésta es la reacción fundamental que tiene lugar, al neutralizarse mutuamente los ácidos y las bases en disoluciones acuosas.

Por tanto, podemos concluir que una reacción de neutralización, es la que se efectúa entre un ácido y una base para formar sal y agua." 1

REFERENCIAS:

1) Ramírez Regalado Víctor Manuel, Química General, 1a. edición, Ed. Patria, 2011, 480 pp.

3.4 ¿De quién es el agua?

3.4.1  USO RESPONSABLE DEL AGUA

"¿Por qué es tan importante el uso responsable del agua?" es la pregunta que tal vez nos hagamos cada vez que  se nos menciona que si no hacemos buen uso de este líquido se pueda terminar. Otra de las buenas preguntas que podría venirnos a la mente al hablar de este tema sería: ¿Si la tierra está llena de océanos como es posible que el agua pueda agotarse?. La respuesta es muy sencilla; alrededor del 97.5 % del agua de nuestro planeta es salada, y por lo tanto, no es apta para el consumo humano.

Ya que tomamos conciencia de que sólo el 2.5% del agua es apta para nuestro consumo, es cuando tal vez sepamos la importancia del uso responsable de ella.
Pero no sólo basta con saberlo, si no que es necesario que tomemos las medidas necesarias  para la prevención y el buen cuidado de este invaluable líquido.
Las medidas más comunes, simples, y que fácilmente podrían llegar a nuestra mente serían:

• Si tenemos conocimiento de que existe algún tipo de fuga de agua en nuestros hogares, o nuestra comunidad, reportarlo de inmediatamente con las autoridades para que sea arreglada a la brevedad posible.
• Evitar lavar nuestro automóvil con una manguera; preferir el lavado con cubeta, evitando el desperdicio innecesario de agua.
• Al lavar nuestros dientes, o cuando tomemos una ducha cerrar la llave mientras nos enjabonamos o cepillamos los dientes.
• Checar, después de terminada nuestra ducha, que la llave del agua esté completamente cerrada, pues aunque nos parezca increíble una llave con gotera pueda desperdiciar hasta ¡694 galones por año! ¿Demasiada, no crees?

Con estas simples acciones podremos ayudar a que la naturaleza se recupere un poco de el excesivo desgaste al que la hemos sometido.