agua unidad i quimica i
TRANSCRIPT
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 1
Sorprendente compuesto es el agua
Universidad Nacional Autónoma de México
Colegio de Ciencias y Humanidades
Plantel “Oriente”
UNAM México 2002
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 2
Introducción(1)
• Los griegos creían que el agua era parte de todas las cosas como parte de la teoría de los cuatro elementos (Aristóteles).
• En la Edad Media se creía en las ideas aristotélicas, los alquimistas la utilizaban para buscar la piedra filosofal.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 3
Introducción(2)
• En 1781 el químico británico Henry Cavendish sintetizó agua detonando una mezcla de hidrógeno y aire, por primera vez se fabricaba agua por parte del ser humano
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 4
Introducción(3)
• El químico francés Antoine Laurent de Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuesto de oxígeno e hidrógeno.
H 2 O
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 5
¿Qué es el agua?
El agua, una molécula simple y extraña, se encuentra en sus tres estados físicos en la naturaleza, con un extraño comportamiento la convierten en una sustancia diferente a la mayoría de los líquidos, posee una manifiesta capacidad para reaccionar químicamente y posee unas extraordinarias propiedades físicas y químicas que van a ser responsables de su importancia Física, Química y Biológica.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 6
Estructura del Agua
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 7
Estados Físicos del Agua
• Sólido (hielo)
• Líquido
• Gaseoso (vapor)
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 8
El agua molécula polar
Debido a las cargas eléctricas del hidrógeno y el oxígeno se produce una molécula polar, con una densidad de carga negativa y positiva.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 9
Puentes de Hidrógeno
Debido a su polaridad se produce atracción entre moléculas, formándose los puentes de hidrógeno
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 10
Puentes de Hidrógeno
Los puentes de hidrógeno hacen que las moléculas se agrupen provocando que se encuentre en estado líquido, así como otras propiedades especiales que hacen al agua tan especial
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 11
Propiedades Físicas
Cualitativas:
• El agua líquida pura es:
Inodora
Insípida
Incolora a primera vista, pero tiene un matiz azul, que sólo puede detectarse en capas de gran profundidad.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 12
Propiedades FísicasCuantitativas:
Acción Disolvente
Elevada Fuerza de Cohesión
Elevada Fuerza de Adhesión
Calor Específico Alto
Elevada Constante Dieléctrica
Bajo Grado de Ionización
Alta Densidad
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 13
Propiedades Físicas
Cuantitativas:
Cambio de Estados Físicos
Sólido a Líquido (Fusión) 0ºC
Líquido a Vapor (Evaporación) 100ºC
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 14
Capacidad de Disolución
• Las moléculas del agua atraen a las moléculas polares o con carga eléctrica.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 15
Elevada fuerza de cohesión
• Las moléculas del agua se atraen entre sí generando fuerzas de cohesión muy grandes, haciendo un líquido incompresible.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 16
Alta Fuerza de Adhesión
• Las moléculas del agua atraen a las moléculas del recipiente que lo contiene adhiriéndose, generando el fenómeno de capilaridad
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 17
Alto Calor Específico
• Debido a la alta fuerza de cohesión se requiere de mucha energía para romper los puentes de hidrógeno.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 18
Calores Específicos a 25ºCSUSTANCIA cal/g ºC
Aire 0,24
Aluminio 0,22
Alcohol etílico 0,59
Oro 0,03
Granito 0,19
Hierro 0,11
Aceite de oliva 0,47
Plata 0,06
Acero inoxidable 0,12
Agua (líquida) 1,00
Madera 0,42
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 19
Elevada constante dieléctrica.
• El agua es mala conductora de la electricidad por su constante dieléctrica.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 20
Bajo grado de ionización
• Las moléculas debido a su enlace covalente polar no logra ionizarse fuertemente, aproximadamente 1 de cada 107 moléculas se logra ionizar.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 21
Alta densidad
• Debido a sus fuerzas de atracción entre moléculas hace que se mantengan muy juntas provocando que su densidad sea alta.
• Un gramo por cada mililitro
• D= 1 g/ml
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 22
Alta densidadEs una sustancia que es líquida a temperatura ambiente, comparando los compuestos de la familia del oxigeno veremos que a condiciones normales tenemos:
Familia del Oxigeno
Compuesto con el
Hidrógeno
Estado Fisico a Temperatura
AmbienteOxígeno H2O Líquido
Azufre H2S Gas
Seleneio H2Se Gas
Telurio H2Te Gas
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 23
Alta densidad
• Según su familia el agua debería de ser un gas, pero debido a sus enlaces covalentes polares hacen que se atraigan sus moléculas y se encuentre en estado líquido.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 24
Alta densidadMaterial Estado Físico Densidad g/ml
Barite Sólido 4.25 Bentonite Sólido 2.4 El Carbonato de Calcio Sólido 2.7El Cemento Sólido 3.0Las arcillas Sólido 2.6 El Aceite del diesel Líquido 0.84 Dolomita Sólido 2.9 El Agua fresca Líquido 1.0 La galena Sólido 6.5 El yeso Sólido 2.3 Acero Sólido 7.8 El Óxido férrico Sólido 5.1 La caliza Sólido 2.8 La sal Sólido 2.2 Arena Sólido 2.6 El aire (seco) Gas 0.00129
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 25
Propiedades Químicas
• Formación de sales hidratadas
• Reacciona con Óxidos metálicos formando hidróxidos
• Reacciona con Óxidos no metálicos formando ácidos.
• Actúa como catalizador en muchas reacciones químicas
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 26
Sales Hidratadas
• El agua es atraído por el cobre del sulfato de cobre haciendo que tome un color azul intenso.
• Sulfato de Cobre Pentahidratado
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 27
Formación de HidróxidosMe=Metal
MeO + H2O MeOH
Na2O + H2O 2NaOH
CaO + H2O Ca(OH)2
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 28
Formación de ácidosNm = No Metal
NmO + H2O HNmO
CO2 + H2O H2CO3
SO3 + H2O H2SO4
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 29
Catalizador
• Al ser un compuesto con enlace que presenta polaridad, produce en ciertas sustancias que se polaricen ayudando a que las reacciones químicas se lleven a cabo más fácilmente.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 30
Catalizador
Esta molécula no presenta polaridad.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 31
Catalizador
El agua se acerca debido a sus cargas.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 32
Catalizador
Apareciendo cargas en la molécula
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 33
Catalizadores
• Haciendo que la molécula de HCl sea mas activa químicamente, haciendo que las reacciones se lleven a cabo más rápidamente.
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 34
El agua y la vidaEl agua y sus funciones
1. Soporte o medio donde ocurren las reacciones químicas en toda la naturaleza, en sustancias inorgánicas, así como en los seres vivos.
2. Regulador térmico
3. Transporte de sustancias
4. Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos
01/05/23CDYPSE - CCH - "ORIENTE" - UNAM 35
El agua y la vida(2)El agua y sus funciones
5. Favorece la circulación y turgencia intracelular (Intercambio de iónes a través de la membrana de la célula)
6. Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos
7. Puede intervenir como reactivo en reacciones químicas, aportando hidrogeniones(hidrógenos con carga positiva) o hidroxilos al medio, sobretodo dentro de las reacciones químicas del organismo(metabolismo).