El término agua, generalmente, se refiere a la sustancia en su estado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamadahielo, y en forma gaseosa denominada vapor. El agua cubre el 71% de la superficie de la cortezaterrestre. Se localiza principalmente en losocéanos donde se concentra el 96,5% del agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos (acuíferos), lospermafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante 0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera, embalses, ríos y seres vivos. El agua es un elemento común del sistema solar,hecho confirmado en descubrimientos recientes. Puede ser encontrada, principalmente, en forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas y el vapor que compone sus colas. El agua es una sustancia que químicamente se formula como H2O; es decir, que unamolécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a unátomo de oxígeno.
DESDE EL PUNTO DE VISTA FÍSICO: El agua circula constantemente en un ciclo deevaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia elmar. Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales al causar precipitaciones de 119.000 km³ cada año.
DESDE EL PUNTO DE VISTA QUIMICO:El agua es miscible con muchos líquidos, como eletanol, y en cualquier proporción, formando un líquido homogéneo. Por otra parte, los aceitesson inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire. El agua pura tiene una conductividad eléctrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material iónico, como elcloruro de sodio. La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0° disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l.
DESDE EL PUNTO DE VISTA BIOLOGICO: El agua es esencial para la mayoría de las formas de vida conocidas por el hombre, incluida la humana. El acceso al agua potable se ha incrementado durante las últimas décadas en la superficie terrestre.Sin embargo estudios de la FAO, estiman que uno de cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua antes del 2030; en esos países es vital un menor gasto de agua en la agricultura modernizando los sistemas de riego.
PROPIEDADES DEL AGUA:
Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son:
§ El agua es insípida e inodora en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades, aunque en el espectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo también tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora.
§ El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuáticas absorban su energía.
§ Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es unamolécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión superficial del agua.
§ La fuerza de interacción de la tensión superficial del agua es la fuerza de van der Waalsentre moléculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensión superficial explica la formación de ondas capilares. A presión constante, el índice de tensión superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura. También tiene un alto valoradhesivo gracias a su naturaleza polar.
§ La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantasvasculares, como los árboles.
§ Otra fuerza muy importante que refuerza la unión entre moléculas de agua es el enlace por puente de hidrógeno.
RELACION DE ACIDEZ Y BASICIDAD EN EL AGUA:
La Sesión de protones por un ácido y la aceptación de protones por una base son proceso reversibles. Dado que este tipo de procesos desembocan al cabo de un cierto tiempo en una situación de equilibrio, su estudio puede efectuarse aplicando los conceptos fundamentales del equilibrio químico.
El equilibrio ácido-base más sencillo y fundamental a la vez es el que corresponde a la disociación del agua:
H2O + H2O [H3O+] + [OH-]
Base 1 Acido 2 Acido 1 Base 2
Esta reacción pone de manifiesto que el agua puede actuar como una base (base 1) ganando protones para convertirse en H3O + (ácido 1) y puede actuar como un ácido (ácido 2) perdiendo protones para convertirse en OH-(base 2). Se dice por ello que es una sustanciaanfolita.
El grado de acidez de una disolución. Concepto de pH: En el agua pura la presencia de iones H3O+y OH- procede únicamente de su disociación iónica, por lo que sus concentraciones respectivas son iguales. Es decir que la presencia de un ácido en disolución dará lugar a un aumento de la concentración de iones H3O+, o lo que es lo mismo, el exponente disminuirá en valor absoluto por debajo de siete.
POLARIDAD DE LA MOLECULA DE AGUA:
La molécula de agua es muy polar, puesto que hay una gran diferencia deelectronegatividad entre el hidrógeno y el oxígeno. Los átomos de oxígeno son mucho más electronegativos (atraen más a los electrones) que los de hidrógeno, lo que dota a los dos enlaces de una fuerte polaridad eléctrica, con un exceso de carga negativa del lado del oxígeno, y de carga positiva del lado de los hidrógenos. Los dos enlaces no están opuestos, sino que forman un ángulo de 104,45° debido a la hibridación sp3 del átomo de oxígeno así que, en conjunto, los tres átomos forman un molécula angular, cargado negativamente en el vértice del ángulo, donde se ubica el oxígeno y, positivamente, en los extremos de la molécula, donde se encuentran los hidrógenos. Este hecho tiene una importante consecuencia, y es que las moléculas de agua se atraen fuertemente, adhiriéndose por donde son opuestas las cargas. En la práctica, un átomo de hidrógeno sirve como puente entre el átomo de oxígeno al que está unido covalentemente y el oxígeno de otra molécula. La estructura anterior se denomina enlace de hidrógeno o puente de hidrógeno.
El hecho de que las moléculas de agua se adhieran electrostáticamente, a su vez modifica muchas propiedades importantes de la sustancia que llamamos agua, como la viscosidad dinámica, que es muy grande, o los puntos (temperaturas) de fusión y ebullición o los calores de fusión y vaporización, que se asemejan a los de sustancias de mayor masa molecular.
PUENTES DE HIDROGENO EN EL AGUA:
Los puentes de Hidrógeno, se forman por átomos de Hidrógeno localizados entre átomos electronegativos. Cuando un átomo de Hidrógeno está unido covalentemente, a una átomo electronegativo, ej. Oxígeno o Nitrógeno, asume una densidad (d) de carga positiva, debido a la elevada electronegatividad del átomo vecino. Esta deficiencia parcial en electrones, hace a los átomos de Hidrógeno susceptibles de atracción por los electrones no compartidos en los átomos de Oxígeno o Nitrógeno.
EL HIDRATO EN EL AGUA:
En química orgánica, un hidrato es un compuesto formado por el agregado de agua o sus elementos a una molécula receptora. Por ejemplo, el etanol, C2—H5—OH, puede ser considerado un hidrato de etileno, CH2=CH2, formado por el agregado de H a un C y OH al otro C. Una molécula de agua puede ser eliminada, por ejemplo mediante la acción de ácido sulfúrico. Otro ejemplo es el hidrato de cloral, CCl3—CH(OH)2, que puede ser obtenido mediante la reacción de agua con cloral, CCl3—CH=O.
En química inorgánica, los hidratos contienen moléculas de agua que o bien están ligadas a un núcleo metálico o están cristalizadas con el complejo metálico. Tales hidratos se dice que poseen "agua de cristalización" o "agua de hidratación". Ésta es liberada cuando el hidrato es sometido a alta temperatura, la red se rompe y deja escapar una o más moléculas de agua. Si el agua es agua pesada, donde el hidrógeno consiste del isótopo deuterio, entonces se suele utilizar el término deuterar en lugar de hidratar.
PURIFICADORES DEL AGUA
Contamos con varios productos, cada uno de los cuales diseñado para una función específica pero le garantizamos que cumplen con su cometido: eliminar todas las impurezas del agua de su hogar o negocio.
Filtración, que consiste en pasar el agua a través de un filtro, que retiene los sólidos.
Desinfección, que es la destrucción de microorganismos por medio de hervor o tratamiento con cloro o yodo.
Cloración, desinfección mediante el uso de cloro o sus derivados como el hipoclorito de sodio o de calcio.
Ozonización, que es el proceso más intenso y caro, pero que no deja residuos.
Rayos ultravioletas, otro método que elimina todos los microorganismos.
Ósmosis inversa, proceso con membranas semipermeables, es uno de los métodos más eficaces y usados hoy en día.Obsérvese la configuración electrónica del Oxígeno:
8O 1s2 2s2 2pxêé pyé pzé
CLASES DE AGUA:
Aguas grises
Aguas residuales
Aguas residuales municipales
Agua bruta
Aguas muertas
Agua alcalina
Agua capilar
Agua de adhesión
Agua de desborde
Agua de formación
Agua de gravedad
Agua de suelo
Agua disfórica
Agua estancada
Agua fósil
Agua freática
Agua funicular
ESCACES DEL AGUAN EN EL MUNDO
Actualmente la industria utiliza el 22% del agua consumida en el mundo. En los países ricos ese porcentaje asciende a un 59%, mientras que en los países pobres sólo llega a un 8%. En el año 2.025 esa proporción alcanzará un 24%. Se calcula que para ese entonces se gastarán 1.170 km³ de agua anuales para usos industriales.
Cuando faltan las infraestructuras y los servicios, las áreas urbanas que careen de instalaciones para el suministro y el saneamiento de aguas constituyen uno de los entornos más peligrosos para la vida humana. Muy pocas viviendas en esta Tierra tienen desagües que vayan a parar al alcantarillado. La población pobre que vive esa situación en las ciudades es la primera víctima de las afecciones causadas por la falta de saneamientos, las inundaciones e, incluso, por las enfermedades causadas por el agua como la malaria, que se ha convertido en una de las principales causas de enfermedad y muerte en muchas áreas urbanas. Por otro lado, a medida que la demanda de agua aumenta, proliferan también los rumores sobre las guerras que pueden avecinarse debido a la falta de los recursos hídricos.
De todas las crisis sociales y naturales que debemos afrontar los seres humanos, la de los recursos hídricos es la que más afecta a nuestra propia supervivencia y a la del planeta. Ninguna región del mundo podrá evitar las repercusiones de esta crisis que afecta a todos los aspectos de vida, desde la salud de los niños hasta la alimentación de los seres humanos. Los abastecimientos de agua disminuyen, mientras que la demanda crece a un ritmo pasmoso e insostenible. Se prevé que en los próximos veinte años el promedio mundial de abastecimiento de agua por habitante disminuirá en un tercio.
La falta de consciencia sobre la magnitud del problema, la inercia de los dirigentes y las actitudes y conductas inapropiadas explican el deterioro progresivo de la situación y la razón de por qué no se adoptan las medidas que se necesitan.
A mediados del presente siglo miles de millones de personas sufrirán de escasez de agua en todo el mundo. Se calcula que un 20% del incremento de la escasez mundial de agua obedecerá al cambio climático. En las zonas húmedas es probable que las precipitaciones lluviosas aumenten, mientras que en muchas zonas propensas a la sequía, e incluso en algunas regiones tropicales y subtropicales, disminuirán y serán más irregulares. La calidad del agua empeorará con la elevación de su temperatura y el aumento de los índices de contaminación. Ya en los últimos años se ha evidenciado una importante disminución en su calidad. Y los más afectados siguen siendo los pobres, ya que el 50% de la población de los países subdesarrollados está expuesta al peligro que representan las fuentes de agua contaminadas.
Otros problemas muy importantes que se plantean son los de la calidad y la buena administración del agua. En el mundo hay más de 2,2 millones de personas que mueren cada año debido a enfermedades causadas por el agua potable contaminada y un saneamiento deficiente. Una gran proporción de esas muertes se debe a las enfermedades ocasionadas por el agua. Aproximadamente, un millón de personas muere de malaria cada año y más de 200 millones se ven aquejadas de esquistosomiasis, una dolencia conocida también con el nombre de bilharziosis. Todas estas terribles desgracias, así como los sufrimientos y pérdidas que entrañan, se pueden evitar