Distribución del Agua en la tierra

El contenido del agua del planeta se estima en 1.300 trillones de litros. La mayor parte, aproximadamente un 97,23% la almacenan los océanos. Los casquetes polares un 2,15%, . La reserva para el hombre, un 0.61%. los lagos encierran el 0,009% mientras que la cifra desciende en los mares interiores a un 0,008%. La humedad del suelo acumula el 0,005% la atmosfera el 0,001% y los ríos tan solo 0,001% del total. Esta cantidad ha estado circulando siempre por la tierra, originando y conservando la vida en ella. Disponemos actualmente de la misma cantidad de la que disfrutaban los dinosaurios hace 65 millones de años.

El agua potable es un bien escaso por la cantidad de energía que hay que invertir en su formación. El agua de los polos no es directamente utilizable a gran escala y es necesario recurrir a los acuíferos, algunos de los cuales son fósiles, es decir, no renovables, y a los ríos.

Calidad del agua

La calidad de cualquier masa de agua, superficial o subterránea depende tanto de factores naturales como de la acción humana.

Sin la acción humana, la calidad del agua vendría determinada por la erosion del substrato mineral, los procesos atmosféricos de evapotranspiración y sedimentación de lodos y sales, la lixiviación natural de la materia organica y los nutrientes del suelo por los factores hidrológicos, y los procesos biológicos en el medio acuático que pueden alterar la composición física y química del agua.

Por lo general, la calidad del agua se determina comparando las características físicas y químicas de una muestra de agua con unas directrices de calidad del agua o estándares. En el caso del agua potable, estas normas se establecen para asegurar un suministro de agua limpia y saludable para el consumo humano y, de este modo, proteger la salud de las personas. Estas normas se basan normalmente en unos niveles de toxicidad científicamente aceptables tanto para los humanos como para los organismos acuáticos.

Se conoce al agua como disolvente universal porque tiene capacidad para disolver lentamente casi cualquier cosa con la que llegara a estar en contacto. Desde que la lluvia cae a través de la atmosfera, discurre sobre la superficie terrestre o se infiltra en ella, esta constantemente disolviendo la materia.

En la atmosfera durante la condensación y precipitación, la lluvia o la nieve absorben cantidades variables de dióxido de carbono y otros gases, a si como pequeñas cantidades de material orgánico e inorgánico.

Fuentes de contaminación

La gestión de las aguas residuales presenta la mayor fuente mundial de contaminación. Los desechos domésticos e industriales se vierten sobre la superficie de las aguas a través de los sistemas de alcantarillado. En algunos casos, los residuos industriales son liberados directamente sobre los ríos y mares.

Los residuos radiactivos se vierten en el mar grandes barriles con el objeto de mantenerlos alejados de los centros urbanos, pero a menudo los barriles se deterioran después de un tiempo.

El petróleo en muchas ocasiones, es liberado con el mar a través de petroleros y barcos hundidos. Este tipo de desgracias ocurre con bastante asiduidad en los últimos años.

Los plaguicidas se aplican al agua para controlar las plagas acuáticas.

Los contaminantes presentes en la tierra pueden entrar en las aguas superficiales a través de fuertes lluvias o infiltrarse en el suelo y entrar en las aguas subterráneas.

Los hogares domésticos, las industrias y prácticas agrícolas que producen las aguas residuales pueden causar la contaminación de numerosos lagos y ríos.

Las aguas residuales a menudo contiene heces, orina y residuos de lavandería. Hay miles de millones de personas en la tierra, por lo que el tratamiento de aguas residuales es una gran prioridad.

La industria es una enorme fuente de contaminación del agua, que produce contaminantes que son extremadamente perjudiciales para las personas y para el medio ambiente.

Muchas instalaciones de uso industrial de agua dulce suelen verter los residuos de la planta en los ríos, lagos y océanos.

La deposición atmosférica es la contaminación del agua causada por la contaminación del aire.

El agua para la agricultura, la industria y la comunidad

Las plantas son la forma de vida, a nivel macroscópico, más auto suficiente que existe en el planeta, generan alimento a partir de agua, luz y nutrientes que toman del suelo, los cuales pasan a formar parte de su composición en frutos que producen.
Cada año las plantas generan una cantidad enorme de alimento, que es aprovechado, por insectos, hongos y animales. Entre estos últimos se encuentra la especie humana, la cual posee una dieta omnívora y toma muchos nutrientes de la ingesta de plantas.
La vida es sostenible por la ingesta de plantas, y la continua producción de estas viene por los trabajos agrícolas que se realizan, los cuales serian imposibles sin el agua que nutre y da crecimiento a los cultivos.

En la industria el agua es de las principales fuentes generadoras de energía. Las centrales Hidroeléctricas general suficiente energía como para mantener pequeños estados y localidades de una manera muy limpia y eficiente. Sumado a esto, en muchos lugares y fuentes de trabajo aun se ocupan maquinas de vapor que son básicas para el funcionamiento industrial como se da el caso en el lavado a presión. Otro uso está en las industrias papeleras que usan el agua para transportar materiales por medio de canales. Estos son algunos de los usos que se le da industrialmente al agua.

El uso en comunidad es del que mayor conocimiento tenemos, basta con despertarse un día y contar las veces que usamos agua para darnos cuenta de la importancia que se le da, la usamos para cocinar, para bañarnos, para desinfectarnos, lavarnos los dientes, las manos, lavar ropa, etc.

y es importante no olvidar que es un recurso no renovable el cual si no hacemos un uso adecuado de el pronto se nos terminara uno de los recursos mas indispensables para sobrevivir.

Purificación del agua

El agua es el solvente universal por excelencia y uno de los factores más importantes y por lo tanto consumidos del mundo.

Nuestra mayor preocupación hoy en día, es purificar el agua, debido a los daños que pueden producir en estado natural proveniente de fuentes no puras. Para esto de emplean varios métodos entre los cuales podemos mencionar:

Sedimentación: consiste en dejar el agua en reposo para que los materiales que posee se dirijan al fondo del envase.

Filtración: esta es cuando filtramos en agua parcialmente clarificada, a través de lechos de arena.

Cloración: se trata el agua con agentes desinfectantes para eliminar los microrganismos que quedan e la misma.

El cloro es universalmente utilizado como desinfectante químico en el gua. El cloro es añadida al agua que consumimos para destruir gérmenes, bacterias y organismos vivos, sin considerar que el ser humano es también un organismo vivo. Por lo anterior su cuerpo es atacado por el Cloro tanto interna como externamente.

La aireación es pasar el agua por dispositivos que atomizan, lo que permite la eliminación de olores desagradables y confiere un sabor mas grato a esta.

A pesar de su paso por las plantas potabilizadoras, el agua que llega a nuestros hogares contiene materiales contaminantes como lo son los orgánicos basados en derivados del petróleo principalmente son insecticidas, pesticidas, herbicidas y solventes industriales entre otros.

Los contaminantes inorgánicos son altamente nocivos para la salud y al estar, al igual que los anteriores, disueltos en el líquido son invisibles al ojo humano, como por ejemplo el cloro, plomo, arsénico, sodio, cromo, hierro, magnesio, calcio, mercurio entre otros.

Los contaminantes biológicos son organismos vivos microscópicos que viven en aguas contaminadas y que al ser ingeridas ocasionan enfermedades como el colero o la tifoidea, encontrado en bacterias, virus, parásitos y gérmenes.

Los contaminantes radiactivos son los productos de los desechos de las plantas nucleares y residuos de las explosiones atómicas.

Contamos con varios productos, para poder purificar el agua, cada uno de los cuales ha sido diseñado para una función especifica.

Estructura y propiedades de los líquidos. Modelo cinético molecular de los líquidos.

Un líquido esta formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado y cada una de estas chocan  millones de veces en un lapso de tiempo muy corto. El movimiento libre es eludido, a través de las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo , además tengamos en cuenta que con esto se produce una cercanía menor que la que existe en un gas entre sus moléculas.

En el caso de los líquidos, su densidad es 800 veces mas grande que la de los gases.

Los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, por otro lado el estado solido de un liquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos destacar los tres estados del agua.

A los líquidos se les denomina incomprensibles debido a que dentro de ellos existen fuerzas extremas que entre sus moléculas se atraen.

Al realizar la mezcla de dos líquidos, las moléculas de uno de ellos se difunden en todas las moléculas del otro líquido  a mucha menor velocidad, cosa que en los gases no sucede.

Su forma y volumen en un liquido las fuerzas de atracción son aun suficientemente intensas para limitar a las moléculas en su movimiento dentro de un volumen definido, pero no son tan poderosas como para haces que las moléculas guarden una posición precisa dentro del liquido. De hecho las moléculas, dentro de los límites del volumen del líquido están en libertad de moverse unas alrededor de otras, y de esa manera permite que fluyan los líquidos. Por lo tanto, los líquidos conservan un volumen definido, pero, debido a su capacidad para fluir, su forma depende del contorno del recipiente que los contiene.

De acuerdo con la teoría cinético-molecular o corpuscular toda la materia esta formada por partículas en continuo movimiento, entre las que no hay nada, solo espacio vacío.

Las partículas de los líquidos vibran y forman conglomerados que se desplazan unos respecto a otros.

La temperatura es una medida de la energía cinética media de las partículas de un cuerpo.

Propiedades del agua

El agua es la biomolecula mas abundante, y también la mas importante. La vida tal como se conoce en el planeta Tierra, se desarrolla siempre en medio acuoso. Incluso en los seres no acuáticos el medio interno es esencialmente hídrico. De hecho la, búsqueda de vida en otros planetas esta supeditada a la presencia de agua.

El agua reúne una serie de características que la convierten en un disolvente único e insustituible en la biosfera. Las podemos clasificar en:

FISICAS: el agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azulado cuando se concentra en grandes cantidades. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de succión del agua pura es de 0°C y el punto de ebullición es de 100°C.

La densidad es la medida que nos dice como es de compacta una sustancia. Se define como la unidad de masa divida por el volumen que ocupa

Capacidad calorífica

El agua posee una capacidad calorífica muy elevada, es necesaria una gran cantidad de calor para elevar su temperatura 1.0°k.

El calor latente de evaporización corresponde a la temperatura de ebullición, es decir, la temperatura de ebullición varia con la presión atmosférica, de la suerte que a muy bajas presiones el agua entra en ebullición a temperaturas muy bajas, pero el calor latente de fusión se refiere a la energía adicional que se debe suministrar al agua para romper las ligaduras del puente de hidrogeno, y eso, no dependa de la presión.

Propiedades químicas del agua son su gran capacidad de formación de enlaces de hidrogeno, la cual cada molécula de agua puede formar 4 puentes de hidrogeno, ya que tiene:

-dos átomos de H susceptibles de ser cedidos

-dos dobletes electrónicos capaces de aceptar otros tantos átomos de H.

El agua liquida, al igual que el hielo pueden establecer enlaces en cualquier dirección del espacio, formando una malla tridimensional, que determina, aparte de alguna de las propiedades físicas enumeradas (altos puntos de fusión y ebullición), la capacidad de solubilizacion de moléculas con grupos polares y su participación en los mecanismos de muchas reacciones hidroliticas.

Por otro lado su capacidad de disociación y la rápida emigración de los iones resultantes (H⁺ y OH^-) explican la importancia crítica del pH en muchos biológicos.

El agua se comporta como acido y como base, ya que generar tanto H⁺ como OH^-. Se trata por tanto de una sustancia anfótera o anfolito.

Composición del agua

El agua esta formada por dos átomos de hidrogeno (H) y un átomo de oxigeno (O) unidos mediante sendos enlaces covalentes, de manera que la molécula tiene una forma triangular plana. Es decir los átomos de hidrogeno y oxigeno están separados entre si aprox. O,96 angstroms ( aprox. Un nanómetro).

La electrolisis es un método de separación de los elementos que forman un compuesto aplicando electricidad: se produce en primer lugar la descomposición en iones, seguido de diversos efectos o reacciones secundarios según los casos concretos.

Electrolisis procede de dos radicales, electro que hace referencia a electricidad y lisis que quiere decir rotura. El proceso electrolítico consiste en lo siguiente. Se disuelve una sustancia en un determinado disolvente, con el fin de que los iones que constituyen dicha sustancia estén presentes en la disolución. Posteriormente se aplica una corriente eléctrica a un par de electrodos conductores colocados en la solución. El electrodo cargado negativamente se conoce como cátodo, y el cargado positivamente como ánodo. Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. A si los iones positivos, o cationes, son atraídos al cátodo, mientras que los iones  negativos, o aniones, se desplazan hacia el ánodo. La energía necesaria para separar a los iones e incrementar su concentración en los electrodos, proviene de una fuente de potencia eléctrica que mantiene la diferencia de potencial en los electrodos.

En los electrodos, los electrones son absorbidos o emitidos por los iones, formando concentraciones de elementos o compuestos deseados.

La síntesis del agua es todo lo inverso a la electrolisis y esta parte del hidrogeno y oxigeno mediante una chispa eléctrica.

Estructura molecular del agua

Estructuralmente las moléculas de agua están constituida por 2 átomos de hidrogeno y uno de oxigeno. El enlace entre estos átomos es covalente polar (presentan polos + Y -), pues cada átomo de hidrogeno tiene necesidad de compartir un electrón y el de oxigeno de electrones, formando enlaces covalentes entre los átomos, y siendo polar por que el átomo mas electronegativo atrae el par electrónico con mas fuerza y queda desplazado hacia el, con el se produce a si una cierta asimetría en la distribución de las cargas.

El enlace puente de hidrogeno es una atracción que existe entre un átomo de hidrogeno (carga positiva) con un átomo de O, N o X (halógeno) que posee un par de electrones libres (carga negativa).

Los enlaces covalentes son las fuerzas que mantienen unidos entre si los átomos no metálicos. Estos átomos tienen  muchos electrones en su nivel mas externo y tienen tendencia a ganar electrones más que a cederlos, para adquirir la estabilidad de la estructura electrónica de gas noble. Por tanto, los átomos no metálicos no pueden cederse electrones entre si para formar iones de signo opuesto.

Decimos que una molécula es polar cuando uno de los extremos de los que esta compuesta se encuentra cargado positivamente, y el otro cargado de forma negativa. El agua es un disolvente polar ya que solamente puede recibir moléculas polares. Entonces para disolverse en agua el componente de la sustancia debe ser polar para poder realizase en enlace.               En cambio apolar es todo aquello que no posee polos. En la física y la química se aplica a cierto tipo de moléculas que no tienen cargas positivas ni negativas. Entonces, las moléculas apolares se encuentran compuestas por átomos unidos por enlaces de tipo covalentes, es decir, enlaces donde la carga eléctrica no es la suficiente como para realizar una transferencia de electrones.

Regulación del clima

Los bosques regulan el clima local y global, mediante la absorción y creación de precipitación y el intercambio de gases atmosféricos. Por ejemplo el Amazonas crea del 50-80% de su propia precipitación a través de la transpiración.

El mar emite un gran numero de sustancias que también son importantes en la actividad de la atmosfera y en la regulación del clima: el metano, el oxido nitroso, compuestos de azufre, de nitrógeno e hidrocarburos que forman aerosoles en la troposfera, compuestos halogenados que intervienen en la destrucción de ozono en la estratosfera

Los hielos antárticos se han llegado a medir temperaturas inferiores a -90°C, la temperatura media de la superficie terrestre se sitúa en unos agradables 15°C . Debemos agradecer este entorno templado al efecto invernadero natural que contribuye a retener en la atmosfera la radiación termina emitida por la superficie de la tierra. Sin dicho efecto natural la temperatura media seria unos 33°C mas baja.

En la regulación del clima global participan todos los sistemas de la naturaleza: la atmosfera y la hidrosfera, la cromósfera, la litósfera y la biosfera. En las últimas décadas, también el ser humano contribuye al aumento mayoritario de la contaminación y del aumento de gases de invernadero. Es un facto que afecta al clima en general.

En el sistema climático de la tierra, el mar cumple una función primordial. La elevada capacidad calórica del agua marina y las particularidades de su balance térmico, como la mezcla de las capas superiores, amortiguan las diferencias de temperatura a lo largo del año. tanto el sistema de circulación general de la  atmosfera como el de los océanos contribuyen, en proporciones similares, al equilibrio térmico entre las latitudes altas y bajas.

Soluciones. Concentración en por ciento y molar.

Una solución es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase bien definida

El peso como su nombre lo indica es una relacion entre pesos la cual es expresada en porcentajes como podemos ver en su formula. En el tanto por ciento en peso relacionamos a la masa de soluto que utilizamos  con la masa de la disolución que obtenemos. La definición de tanto por ciento es la relacion entre la masa del soluto y la masa de la disolución multiplicado por cien. Nos indica en número de gramos presentes en una disolución

En  molaridad ponemos en juego los moles de soluto que añadimos a la mezcla con el volumen de la disolución en la que vertemos el soluto. La molaridad también es utilizada en otra medida como es la fracción molar por lo que es doblemente utilizada en cuanto a la medida de la concentración, su definición como tal es la relacion entre el numero de moles de soluto y el de litros de disolución.   

La fracción molar es una forma mas de establecer una medida de la concentración. Esta particular medida nos obliga de antemano a conocer los moles de cada elemento que mezclamos.

En la fracción molar relacionamos los moles del soluto con el que trabajamos con los moles de disolvente tenemos, con lo  que se anulan los moles.

Electrólitos y no electrólitos

En el agua corporal se hallan disueltos diversos elementos químicos denominados electrolitos, que intervienen directamente con el comportamiento celular, estos son: sales de potasio, magnesio, sodio, calcio, proteínas, fosfatos, sulfatos y en menor proporción ácidos grasos y cloro-

Una sustancia que si es electrolito debe conducir la electricidad y lograr prender el foco del conducto metro, si el foco prende sabemos que si conduce electricidad, por lo tanto si es un electrolito. Pero su la sustancia no logra conducir la electricidad y hacer que el foco encienda, sabremos que este no es un electrolito.  Las sustancias como los ácidos, las bases y las sales que en disolución tienen la propiedad de ser conductoras de la corriente eléctrica, reciben el nombre de electrolitos, las demás son sustancias consideradas como no electrolitos.

Ácidos, bases y pH

Un acido es considerado un compuesto químico, el cual disuelto en agua se poduce una solución con una actividad de catión hidronio mayor que el agua pura, esto es, un pH menor que 7. Esto se aproxima a la definición moderna de Johannes Nicolaus y Martin Lowry, quienes definieron independientemente un acido como un compuesto que dona un catión hidrogeno a otro compuesto denominado base. Algunos ejemplos comunes incluyen al acido acético que es el vinagre, y el acido sulfúrico usado en baterías de automóvil. Los sistemas acido/base se diferencia de las reacciones redox en las cuales no hay un cambio en el estado de oxidación. Los ácidos pueden existir en forma de sólidos, líquidos o gases, dependiendo de la temperatura. También pueden existir como sustancias puras o en solución.

Los ácidos tienen un sabor agrio, colorean de rojo el tornasol y reacciona con ciertos metales desprendiendo hidrogeno. Las bases tienen un sabor amargo, colorean el tornasol de azul y tienen tacto jabonoso. Cuando se combina acuosa de un acido con otra de base, tiene lugar una reacción de neutralización. Esta reacción en la que generalmente se forma agua y sal es muy rápida. A si, el acido sulfúrico y el hidróxido de sodio NaOH, producen agua y sulfato de sodio.

H2SO4 + 2NaOHð2H2O + Na2SO4

Neutralización y formación de sales

Una reacción de neutralización es una reacción entre el acido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la neutralización es la combinación de cationes hidrogeno y de aniones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.
Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que quiere decir es que desprenden energía en forma de calor.
ácido + base → sal haloidea + agua

Las sales son compuestos que están formados por un metal (catión) más un radical (anión), que se obtiene de la disociación de los ácidos. Luego el metal se une al radical por medio de enlace iónico, que es la combinación entre partículas de cargas opuestas o iones. Las fuerzas principales son las fuerzas eléctricas que funcionan entre dos partículas cargadas cualesquiera. Las cargas de los iones elementales en función a la estructura electrónica de los átomos; la estructura electrónica nos indica el numero de electrones presentes en el último nivel de energía que son los llamados electrones de valencia, que son los responsables de la combinación de partículas.

Uso responsable del agua

El agua es un recurso natural de los más importantes o si no es q el más importante ya q debemos de tener conciencia y hacer un uso correcto de la misma. El agua es indispensable para toda la humanidad, así como para todos los seres vivos que hay en la  Tierra. De ella no solo dependemos para vivir, sino que es demasiado importante para el desarrollo de alimentos así como para un desarrollo económico sostenible.

La hace especialmente relevante el hecho de que sin agua es imposible que se dé vida, además es lo primero que se tiene en cuenta a la hora de buscar vida fuera de nuestro planeta. En la Tierra, donde el agua es un bien real, su uso adecuado y sostenible permite el desarrollo económico, por el contrario el difícil acceso a agua potable provoca enfermedades y diezma poblaciones.

Se ha calculado que si seguimos al mismo ritmo de crecimiento poblacional, tecnológico y poco consiente sobre la situación del agua, esta se terminara o será muy escasa.

El proceso de desalinización sigue siendo muy caro, por lo que no nos queda otra opción mas que cuidar y moderar el uso de agua. Los principales consumidores son los sectores agropecuario e industrial, por eso los países desarrollados tienen políticas y controles ambientales cada vez mas estrictos en todos sus procesos.

Bibliografia

http://www.atmosphere.mpg.de/enid/1__Los_oc_anos_y_el_clima/-_Las_propiedades_del_agua_3uj.htmlhttp://paraguas564.blogspot.com/2011/02/333-composicion-del-agua-electrolisis-y.html

http://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/enlace-por-puente-de-hidrogeno

http://aguasdeapeso.blogspot.com/2011/02/regulacion-del-clima.html
http://www.ecologiaverde.com/por-un-uso-responsable-del-agua/
http://www.medioambientes.com/2010/11/indicadores-de-contaminacion-bioquimica.html
http://www.contaminacion-agua.org/fuentes-contaminacion-agua.html