El documento describe las propiedades fundamentales del agua, incluyendo su composición química, polaridad, capacidad de disolución, puntos de ebullición y congelación, y parámetros de calidad como dureza, turbidez, pH y demanda bioquímica y química de oxígeno. También explica conceptos como molalidad, presión osmótica y tensión superficial del agua.

1. El Agua

2. El Agua El agua químicamente pura Polaridad del agua Autoionización del agua Parámetros de calidad de las aguas Composición de las masas de agua

3. El agua químicamente pura El agua químicamente pura (H 2 O) no existe en la naturaleza. Se obtiene en laboratorio mediante procesos de destilación y deionización, sin embargo, el estudio del agua pura permite entender sus propiedades. El agua pura posee además de H 2 O; H + Protones o iones Hidrógeno OH - iones Hidroxilos H 3 O + iones Hidronio H 2 O H + + OH -

4. La molécula de agua La molécula de agua presenta dos enlaces O-H en ángulo de 105º. Los enlaces son de tipo Covalente Polar, es decir, la molécula posee polaridad por la distribución irregular de los electrones. 105º + + -2

5. La molécula de agua Las moléculas de agua se atraen entre sí mediante sus polaridades. Estos enlaces fuertes hacen que las moléculas de agua no se separen (vaporicen) fácilmente, sino que requieran un calor latente de 538 kcal/kg -2 + +

6. La molécula de agua Esta propiedad la convierte en un poderoso solvente de sustancias iónicas como sales. Las sustancias así solubilizadas permanecen estables en la solución acuosa y solo pueden separarse mediante determinados métodos como la destilación o el intercambio iónico. Hidratación del NaCl

7. La molécula de agua Las disoluciones de sustancias iónicas son buenas conductoras de la electricidad. El agua también es buen solvente para muchas otras sustancias como gases, líquidos y sólidos no iónicos (proteínas, azúcares, pigmentos, oxidos, etc.) Por esto el agua se ha catalogado como el SOLVENTE UNIVERSAL

8. Propiedades del Agua Punto de Ebullición: 100ºC Punto de Congelación: 0ºC Densidad: 1 g/cm 3 Propiedades Coligativas de las soluciones Aumento del punto de ebullición (k b =0,52 ºC/m) Disminución del punto de congelación (k f =1,86 ºC/m)  T= k x m

9. Molalidad La molalidad expresa los moles de soluto por kilo de solvente. Ejercicios: 1.- Calcule la molalidad de una solución que se obtiene mezclando 30 g de NaCl con 700 ml de agua. R. 0,73. 2.- Calcule la molalidad de una solución de 50g de CaCl 2 en 570 ml de agua. 3.- Calcule la molalidad de una solución de NaCl 3M. Suponga densidad de la solución = 1.1 g/cm3.

10. Propiedades del Agua Ejercicios A que temperatura hervirá una solución salina 1 m ? A que temperatura se congelará una solución salina 0,5 m ? A que temperatura hervirá una solución que resulta de la mezcla de 116 g de NaCl por cada litro de agua? A que temperatura se congela una solución resultante de la mezcla de 29 g de NaCl por litro de agua ?  T= k x m  T= 0,52 x 1 = 0,52  100,52 ºC  T= 1,86 x 0,5 = 0,93  - 0,93ºC m= 116g/(58g/mol)=2m   T= 0,52 x 2 = 1,04  101,04ºC m= 29g/(58g/mol)=0,5m   T= 1,86 x ,5  -0,93ºC

11. Propiedades del Agua Presión Osmótica  = M R T Cuando un líquido puro se pone en contacto con una solución a través de una membrana semi permeable, se genera un transporte de líquido puro. Presión Osmótica

12. Propiedades del Agua Presión Osmótica  = M R T Se expresa en atmósferas M = Molaridad R = 0,082 atm L/mol ºK T = ºK Si tomamos una solución de referencia. Una solución de igual  se llama Isotónica. De menor  se llama hipotónica. De mayor  se llama hipertónica.

13. Propiedades del Agua Ejercicios: Cual es la presión osmótica del agua de mar a 25ºC si su M = 0,58 Molar. Cual es la presión osmótica de una solución salina que contiene 40 g de NaCl por litro? Cual es la presión osmótica de una solución de NaCl que hierve a 102ºC. Considere la m = M. Hágalo ahora sin considerar m = M. Use una densidad de 1,08 g/cm 3 Datos: P.A. Na: 23 g/mol Cl: 35,4 g/mol

14. Propiedades del Agua Tensión Superficial Es la fuerza de cohesión de las moléculas de agua ubicadas en la superficie. Es la mas alta entre los líquidos semejantes.

15. Propiedades del Agua Viscosidad Es la resistencia de los líquidos a fluir. Está relacionada con la temperatura. Viscosidades Agua 1,01x10 -3 cp Sangre 4 x 10 -3 cp Acetona 3,16 x 10 -4 cp Glicerina 1,49 cp

16. Propiedades del Agua Estructura Cristalina Posee densidad menor que el estado líquido.

17. Parámetros de Calidad del Agua La Dureza es el contenido de sales de Calcio y Magnesio, las que se suelen depositar en equipos de transferencia de calor como calandrias, conductos y calderas. Puede ser temporal (carbonatos, se elimina por ebullición) o permanente (no carbonatos). Agua Blanda: Dureza < 60 ppm CaCO 3 60 < Dureza < 250 : medianamente dura 250 < Dureza : Agua Dura

18. Parámetros de Calidad del Agua Sabor y Olor Insípida e Inodora Adquiere sabor salado sobre 300 ppm de Cl - Adquiere sabor amargo sobre 450 ppm de SO 4 -2 Adquiere olor nauseabundo por la descomposición de materia orgánica disuelta. Color Incolora, azulosa en grandes volúmenes. Adquiere color amarillento por presencia de ácido húmico , nombre genérico de los productos de la descomposición de materia orgánica. Adquiere Color rojizo por presencia de hierro.

19. Parámetros de Calidad del Agua Turbidez Es la dificultad para transmitir la luz debido a la presencia de sólidos suspendidos insolubles. Se relaciona estrechamente con la obstrucción de filtros y depósitos en conductos. Se mide de manera sencilla en ppm de SiO2 ppm SO2 < 1 transparencia hasta 5 m ppm SO2 < 10 transparencia hasta 1 m ppm SO2 < 100 transparencia hasta 10 cm

20. Parámetros de Calidad del Agua La turbidez se relaciona estrechamente con los Sólidos Suspendidos o sedimentables que son el residuo en un papel filtro después del secado. Las aguas subterráneas tienen cerca de 1 ppm. Se puede determinar por filtración y decantación, o empíricamente por métodos diversos.

21. Parámetros de Calidad del Agua Residuo Seco es la masa de materiales que quedan como residuo después de evaporar 1 L de agua. Dependiendo de la temperatura de evaporación, se descontarán sustancias volátiles.

22. Parámetros de Calidad del Agua Sólidos disueltos Es el residuo que queda después de evaporar a sequedad un determinado volumen de agua previamente filtrada y habla exclusivamente de sólidos DISUELTOS que pueden ser orgánicos o minerales. El agua potable no debe tener más de 500 ppm.

23. Parámetros de Calidad del Agua pH Es la medida de la concentración de H + y se refiere a la acidez y alcalinidad del agua. El agua pura en la naturaleza posee pH entre 6 y 8. El agua neutra es apta para todo uso. La acidez o alcalinidad normalmente se debe a contaminación industrial o agrícola.

24. Parámetros de Calidad del Agua DBO : Demanda Bioquímica de Oxígeno Es la cantidad de oxígeno consumido en la degradación de la materia orgánica del agua, mediante procesos buiquímicos aerobios, durante un tiempo determinado. Normalmente se utiliza el DBO 5 referido a 5 días y se mide en ppm de O 2 en el agua. Un DBO 5 > 1 ppm indica contaminación.

25. Parámetros de Calidad del Agua DQO : Demanda Química de Oxígeno Es la cantidad de oxígeno consumido en la degradación oxidativa de las materias oxidables del agua, mediante la acción de oxidantes fuertes como dicromato o permanganato. Un DQO > 5 indica contaminación Aguas municipales tienen DQO entre 250 y 600 ppm. El DQO siempre es MAYOR que el DBO. La relación DBO/DQO habla de la biodegradabilidad de los contaminantes de las aguas. DBO/DQO < 0,2 Inorgánico; DBO/DQO >0,6 Orgánico

26. Composición de las masas de agua Las aguas naturales contienen una serie de iones: Dulce (ppm) Salada (ppm) Cloruros (Cl - ) 10-250 20.000 Sulfatos (SO 4 -2 ) 2-150 3000 Nitratos (NO 3 - ) <10 1 Fosfatos (PO 4 -3 ) <1 <1 Fluoruros (F - ) <1 <1 Sílice (SiO 2 ) 1-40 1-40 Sodio (Na + ) 1-150 11.000

27. Composición de las masas de agua Dulce (ppm) Salada (ppm) Potasio (K + ) <10 400 Calcio (Ca +2 ) 10-250 400 Magnesio (Mg +2 ) 1-100 1300 CO 2 1-30 En altas concentraciones es corrosivo para las líneas de proceso.

28. Tarea Averigüe las diferencias entre el clima del hemisferio norte y el hemisferio sur, y como se relaciona el agua con esta diferencia.