El documento describe las propiedades químicas del agua. La molécula de agua es polar debido a que los átomos de oxígeno son más electronegativos que los de hidrógeno, creando un dipolo. Las moléculas de agua se unen entre sí mediante puentes de hidrógeno, dando lugar a propiedades como su alta tensión superficial, calor específico y calor de vaporización. El agua puede existir en estado sólido, líquido o gaseoso y tiene un punto de fusión de 0°C y punto de ebull

1. QUÍMICA DEL AGUA
Ing. Julia Desiré Vásquez Angulo, Dr.
Química de Alimentos - 10031

10. Los seis electrones de oxígeno de valencia en una
molécula de agua se hibridan con cuatro orbitales
sp^3 que se alargan en las esquinas de un tetraedro
imaginario algo deformado

11. +
+
-
-
El oxígeno es más electronegativo que el
hidrógeno y atrae con más fuerza a los
electrones de cada enlace.
El ángulo entre los
enlaces H-O-H es
de 104'5º

12. La energía de disociación de este enlace
de hidrógeno es de aproximadamente
25 kJ/mole.

13. • 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.
Puentes de hidrógeno

14. Es una unión intermolecular entre el hidrógeno de una molécula de agua con el
átomo de oxígeno de otra molécula de agua.
Puentes de hidrógeno

15. Tiene mayor
electronegatividadd
Los dos enlaces H-O son covalentes polares.

16. • Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de
cada molécula de agua se dispongan otras cuatro molécula
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 fisicoquímicas.

17. Sólida Líquida Gaseosa

18. El agua, es una molécula fuertemente polar ya que los momentos
dipolares de los enlaces dispuestos en "V" se suman ofreciendo una
densidad de carga negativa en el oxígeno y dejando los hidrógenos
casi sin electrones.
Esta propiedad está íntimamente relacionada con otras propiedades como
la solubilidad, el punto de fusión, el punto de ebullición, las fuerzas
intermoleculares, etc.

19. Número de coordinación es el número de átomos, iones o moléculas que un átomo o ion
central mantienen como sus vecinos cercanos en un complejo de coordinación o un cristal.
Puede variar desde 2 hasta 12, siendo 6 el más común.

20. • El resultado es que la molécula de agua aunque tiene
una carga total neutra (igual número de prótones
que de eléctrones), 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.

21. En disoluciones un disolvente polar solo disuelve
otras sustancias polares y un disolvente apolar solo
disuelve sustancias apolares ("semejante disuelve a
semejante").
la polaridad influye en el estado de agregación de las
sustancias así como en su termodinámica, ya que las
moléculas polares ofrecen fuerzas intermoleculares
(llamadas fuerzas de atracción dipolo-dipolo) además
de las fuerzas de dispersión o fuerza de London.

22. Las moléculas anfipáticas tienen regiones polares y
regiones apolares, de manera que una parte de la
molécula (la polar) interacciona con el agua y la otra (la
apolar) no.
Esta propiedad es fundamental en los sistemas biológicos,
ya que son la base de las bicapas lipídicas que forman
la membrana plasmática de las células. Las principales
moléculas anfipáticas de las membranas celulares son
los fosfolípidos que, en un entorno acuoso, se
autoorganizan en micelas o bicapas.

27. Efecto sobre la vida de
almacenamiento

32. Agua sólida: HIELO
• Las moléculas están
ordenadas formando una
estructura abierta.
• Existen enlaces puente de
hidrógeno entre el
Oxígeno de una molécula
de agua y el Hidrógeno de
la otra.
• La densidad del hielo es
menor que la densidad del
agua líquida.

34. Diagrama de fases del agua
• A 1 atmósfera de presión el punto
de congelación del agua es 0ºC y
el punto de ebullición es 100ºC.
• A 4500 metros de altura la presión
es 0,6 atmósferas y el agua hierve
a 86ºC.
• En el punto triple el agua coexiste
en los tres estados, esto sucede a
0,01ºC y 0,00603 atm.

35. Propiedades del agua
• Punto de ebullición
100ºC a 1 atm de presión
• Punto de fusión
0ºC
• Densidad
1g/cc en estado líquido y es
0,917 g/cc en estado sólido
• Tensión superficial
7,3 x 10 -2 J/m2
• Viscosidad
1,0 x 10 -3 kg/m seg
• Muy escasa conductividad
eléctrica
• Regulador térmico (el agua
puede absorber o liberar calor
sin que cambie sustancialmente
la temperatura, debido al alto
valor de calor específico)
• Neutra desde el punto de vista
ácido-base
• Gran capacidad para disolver
sustancias

42. Solubilidad
• Una sustancia es soluble
en otra cuando se disuelve
y forma una solución.
• La solubilidad del NaCl en
agua es 36 g/100 mL.
• De acuerdo a la cantidad
de soluto disuelto en el
solvente, corresponde a
una:
–Solución insaturada
–Solución saturada
–Solución sobresaturada

43. PROPIEDADES DEL AGUA
• Acción disolvente
• Elevada fuerza de cohesión.
• Gran calor específico
• Elevado calor de vaporización.
• Tensión superficial
• Comportamiento inusual de agua
• Punto de ebullición y fusión

44. 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.

45. • 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
de que sea el medio donde
responsable
ocurren las
reacciones del metabolismo.
Molecula
de AGUA

47. Elevada fuerza de cohesión
• Los puentes de
hidrogeno mantienen
las moléculas de agua
fuertemente unidas,
formando uma
estructura compacta
que la convierte en un
líquido casi
incompresible.

48. Elevada fuerza de cohesión
• Al no poder comprimirse
puede funcionar en algunos
animales como un esqueleto
hidrostático.

49. Tensión superficial
• Es la fuerza que mantiene unidas las
moléculas de la superficie libre de los líquidos
• El agua presenta alta tensión superficial

50. Gran calor específico
❑También esta propiedad está en relación con los
puentes de hidrógeno que se forman entre las
moléculas de agua.
"calor" que utiliza para romper los puentes
❑El agua puede absorber grandes cantidades de
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 .

51. 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 1 atmósfera.

52. Comportamiento inusual
• El agua es la única sustancia que al
enfriarse se dilata
• Es por esto que el hielo flota sobre el
agua líquida
• 1 kg de agua sólida posee un mayor volumen
que 1 kg de agua líquida
• D H2O líquida =1 g/ml
• D H2O sólida =0.91g/ml

53. Punto de ebullición y fusión
• Punto de ebullición: a nivel del mar es de 100°C
• Punto de fusión: 0°C
• Sus puntos de ebullición y fusión son más
elevados que la mayoría de los líquidos
• Se debe a los puentes de hidrógeno entre las
moléculas de agua
Punto de fusión Punto de ebullición

54. COMPOSICIÓN IÓNICA DEL AGUA
• El agua dulce o continentales contienen 0,1% de
sólidos disueltos.
• Los que se encuentran habitualmente son: CaCO3,
MgCO3, NaCl, NaHCO3.
• En el agua se encuentran como iones
solvatados: Mg2+,Ca2+, Na+, CO 2-, Cl-, HCO -.
3 3
• Las aguas oceánicas presentan una alta
concentración de sales disueltas especialmente: Na+,
Cl -

56. Dureza de las agua
• Se clasifican en aguas duras y aguas blandas
según al tipo de sales minerales disueltas.
• Aguas duras: Contienen altas concentraciones
de iones calcio y magnesio disueltos (Mg2+ y
Ca2+)
• Aguas blandas: Son las que están libre de
los iones anteriores.

57. Aguas duras
• No son peligrosas para la salud del ser humano
• Son perjudícales para el lavado de ropa en la casa ya
que reaccionan con el jabón e impiden la formación
de espuma, esto hace que el lavado no sea óptimo.
• Son perjudícales para la industria ya que en las
cañerías se forma un precipitado que tapa estas e
impide el paso del flujo del agua.

58. Tipos de aguas duras
• Temporalmente duras: Son aquellas que
tienen iones carbonato de calcio y
magnesio disueltas en ella ( CaCO3, MgCO3)
• Permanentemente duras: Son aquellas que
tienen iones sulfato de calcio y magnesio
disueltas en ella (CaSO4, MgSO4)

59. Ablandamiento de las aguas duras
• Temporalmente duras: Se ablandan
mediante la ebullición del agua.
• Permanentemente duras: Se ablanda
haciendo pasar el agua por un cilindro
que contiene una resina especial,
donde se produce un intercambio
iónico, los iones Ca2+ y Mg2+ del agua se
intercambian por Na+ de laresina.