EL AGUAEs una sustancia abiótica la más importante de la tierra y uno de los más principales constituyentes del medio en que vivimos y de la materia viva. En estado liquido aproximadamente un gran porcentaje de la superficie terrestre esta cubierta por agua que se distribuye por cuencas saladas y dulces, las primeras forman los océanos y mares; lago y lagunas, etc.; como gas constituyente La humedad atmosférica y en forma sólida la nieve o el hielo.El agua constituye lo que llamamos hidrosfera y no tiene limites precisos con la Atmósfera y la litosfera porque se compenetran entre ella.En definitiva, el agua es el principal fundamento de la vida vegetal y animal y por tanto, es el medio ideal para la vida, es por eso que las diversas formas de vida prosperan allí donde hay agua.

COMPOSICIÓN DEL AGUAEl agua es un líquido constituido por dos sustancias gaseosas: oxigeno e hidrógeno, un volumen de oxigeno por 2 de hidrógeno; su fórmula química es el H2O.La composición del agua la podemos comprobar efectuando la electrólisis de dicha sustancia.ElectrólisisEs un conjunto de fenómenos físicos y químicos que ocurre cuando pasa la corriente eléctrica a través de un electrolito.Electrólisis del aguaSe efectúa diluyendo en el agua, una gota de ácido sulfúrico o hidrógeno de sodio, descomponiéndose al paso de la corriente eléctrica depositándose oxigeno en el ánodo e hidrógeno en el cátalo.

ESTADO NATURAL DEL AGUAEl agua en la naturaleza se encuentra en tres estados físicos: sólido líquido y gaseoso.a. Estado sólido.- Se presenta como nieve, hielo granizo etc.

Formando los nevados y los glaciares de la cordillera, es decir, en las zonas mas frías de la tierra así por ejemplo la cordillera blanca del departamento de Ancash, el nevado de Coropuna en la región de arequipa.

b. Estado liquido.- Se encuentra formando los océanos, mares, lagos, lagunas, ríos y en forma dé lluvia, etc.

c. Estado gaseoso.- Este estado se encuentra en la atmósfera como vapor del agua, en proporciones variables formando las nieblas v las nubes.

Es importante tener encuentra que todas las aguas naturales, sean de río, de pozo, de mar, de manantiales, etc., son impuras porque contienen sustancias disueltas como especialmente sales y gases y también arrastran sustancias en suspensión.

ALCALINIDADLa alcalinidad del agua se puede definir como una medida de su capacidad para neutralizar ácidos.1 En las aguas naturales, esta propiedad se debe principalmente a la presencia de ciertas sales de ácidos débiles, aunque también puede contribuir la presencia de bases débiles y fuertes.

En general, en las aguas naturales, los compuestos que más contribuyen a la alcalinidad son los bicarbonatos, puesto que se forman fácilmente por la acción del dióxido de carbono atmosférico sobre los materiales constitutivos de los suelos en presencia de agua, a través de la siguiente reacción:

CO2 + CaCO3 + H2O → Ca2+ + 2HCO3-

Es decir que las aguas adquieren su alcalinidad por medio de la disolución de minerales básicos carbonatados, los que además aportan al medio sus cationes mayoritarios, como Ca2+, Mg2+, Na+ y K+.

Los silicatos suelen también hacer una contribución significativa a la alcalinidad total de las aguas naturales, debiendo su presencia esencialmente a la meteorización de feldespatos.

Por otra parte, otros aniones mayoritarios existentes en las aguas naturales (con excepción de carbonatos y bicarbonatos) provenientes de la disolución de sales minerales como los sulfatos y cloruros apenas tienen incidencia en la alcalinidad total.

En general podría decirse que en promedio el 80 % de la alcalinidad de un agua natural proviene de la disolución de rocas carbonatadas, en tanto que el 20 % restante se origina por la meteorización de alúmino-silicatos (o feldespatos).

Una consecuencia de la presencia de un cierto grado de alcalinidad en el agua se refleja en la capacidad de la misma de mantener su pH relativamente estable ante el agregado de un ácido, lo que es conocido como efecto tampón o buffer.

La determinación cuantitativa de la alcalinidad del agua se logra fácilmente por titulación con una solución de ácido sulfúrico de normalidad conocida y utilizando fenolftaleína y verde de bromocresol como indicadores, dependiendo esto del pH inicial de la muestra en análisis. Habitualmente, el contenido de alcalinidad se expresa en mg/l (miligramos por litro) o ppm (partes por millón) de carbonato de calcio (CaCO3).

La determinación de la alcalinidad reviste suma importancia en los procesos de potabilización del agua ya que la eficiencia del proceso de coagulación depende fuertemente de este parámetro; asimismo, en el antiguo proceso de ablandamiento químico del agua la medida de la alcalinidad es fundamental para determinar las cantidades necesarias de cal y carbonato de sodio para lograr la precipitación de las sales de calcio y magnesio.

PROPIEDADES DEL AGUA

Podemos calcificarlas en: Físicas y QuímicasPropiedades físicas:

Es un cuerpo líquido, incoloro, inodoro e insípido. En grandes cantidades toma una coloración azul-verdosa. Su densidad es igual a 1 g/cm3 cuando se determina a 40°C y al nivel

del mar. Hierve a la temperatura de 100°C al nivel del Mar. Su punto de solidificación es de 0°C (forma el hielo). Tiene gran poder disolvente por lo que se les llama "disolvente

universal".

Propiedades Químicas Se combina con metales y ametales dando oxido. Se combina con óxidos metálicos y da bases. Se combina con óxidos no metálicos y de ácidos oxácidos. Se descompone por electrolisis de hidrógeno y oxigeno. Para descomponerse por otro procedimiento necesita temperatura

superiores a 27°C

1. FÍSICAS

El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello el hielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de 1g/cc.

Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin

experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados.

2. QUÍMICAS

El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el más abundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcional importancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella.

No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.

FUNCIÓN DEL AGUA EN LAS CÉLULAS

El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humano no puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.

En las reacciones de combustión de los nutrientes que tiene lugar en el interior de las células para obtener energía se producen pequeñas cantidades de agua. Esta formación de agua es mayor al oxidar las grasas - 1 gr. de agua por cada gr. de grasa -, que los almidones -0,6 gr. por gr., de almidón-. El agua producida en la respiración celular se llama agua metabólica, y es fundamental para los animales adaptados a

condiciones desérticas. Si los camellos pueden aguantar meses sin beber es porque utilizan el agua producida al quemar la grasa acumulada en sus jorobas. En los seres humanos, la producción de agua metabólica con una dieta normal no pasa de los 0,3 litros al día.

Como se muestra en la siguiente figura, el organismo pierde agua por distintas vías. Este agua ha de ser recuperada compensando las pérdidas con la ingesta y evitando así la deshidratación.

Las funciones del agua en los seres vivos:

- Es el medio de disolución universal de las biomoléculas.

- Es el medio de transporte de las biomoléculas.

- Es el medio en que se producen las reacciones bioquímicas.

- Da forma a las células, manteniendo su presión interior.

- Regula la temperatura.

- Amortigua los golpes y las presiones (amortiguador mecánico).

Los electrolitos.

Son sustancias que se descomponen o disocian en solución con el agua para formar partículas cargadas o iones.

Los iones con carga negativa se llaman aniones y los de carga positiva cationes.

Destacan dos tipos:

- Los ácidos son moléculas capaces de liberar iones de hidrogeno (H+) cuando estánen solución. Una solución rica en iones H+ es una solución ácida.

- Las bases o compuestos alcalinos son electrolitos que cuando se disocian liberan iones negativos.

Las moléculas de agua se disocian de forma reversible produciendo iones hidrogeniones (H) e iones hidroxilos (OH).

El pH sirve para medir la concentración de hidrogeniones, indica el grado de acidez o alcalinidad de una solución, se mide en una escala que va del 0 al14, el termino medio es 7 cantidades iguales de (H+) y (OH-).

Contra más hidrogeniones más ácida es y disminuye el pH. El pH de la sangre es de 7,4, el jugo del estomago es de1'5 y la orina es de 5,5 a 6.

La homeostasia de pH sanguíneo se produce gracias a las sustancias denominadas tampones que lo regulan.

Las sales minerales.

- Las sales minerales precipitadas forman cuerpos sólidos de funciones estructurales (conchas, huesos, etc.).

- Las sales minerales disociadas en agua siempre están ionizadas formando iones positivos o negativos, llamados electrolitos. Tienen funciones de regulación del pH, también regulan la presión osmótica (es la presión que se origina por difusión de soluciones de diferente concentración a través de una membrana).

EL PH ES IMPORTANTE PARA LOS SERES VIVOS

El pH se define como la concentracion de iones hidrogeniones. Nos da idea de la acidez (pH entre 0.1 -6.9),de la basicidad(pH entre 7.1 - 14) o de la neutralidad (pH 7.0) de una sustancia o medio.

Se pude determinar en forma cualitativa a través de indicadores ácido-base, los cuales cambian de color de acuerdo con el pH y en forma cuantitativa mediante el pHmetro que da el valor exacto del pH.

A nivel biologico, el pH es de gran importancia , ya que muchas de loa procesos o reacciones que ocurren en los seres vivos estan influenciados

o regulados por el pH, asi por ejemplo el cultivo de microorganismos requiere de un control de pH muy riguroso puesto que si este varia se mueren los microorganismos; la clase de cultivo que se siembra depende en gran medida del pH del suelo en el que se valla a cultivar; los medicamentos y alimentos tienen un pH para su duración y acción; la acción de las enzimas digestivas dependen de un pH ácido de 2 y se inactivan a un pH mayor ; el grado de contaminación de las aguas se puede determinar por el valor del pH; algunos anticonceptivos actuan alterando el pH de la vagina ocasionando la destrucción de los espermatozoides.

Como se puede observar el pH es de gran importancia para que los procesos en los seres vivos ocurran de manera optima.

CÓMO FUNCIONA UN "BUFFER"?.

En lo que podemos denominar "química del acuario" buffer es una o varias sustancias químicas que afectan la concentración de los iones de hidrógeno (o hidrogeniones) en el agua. Siendo que pH no significa otra cosa que potencial de hidrogeniones (o peso de hidrógeno), un "buffer" (o "amortiguador") lo que hace es regular el pH.

Cuando un "buffer" es adicionado al agua, el primer cambio que se produce es que el pH del agua se vuelve constante.

De esta manera, ácidos o bases (álcalis = bases) adicionales no podrán tener efecto alguno sobre el agua, ya que esta siempre se estabilizará de inmediato.

¿Qué clase de sustancias químicas son "Buffer"?.

En general, los buffer consisten en sales hidrolíticamente activas que se disuelven en el agua. Los iones de estas sales se combinan con ácidos y álcalis. Estas sales hidrolíticamente activas son los productos que resultan de la reacción entre los ácidos débiles y los álcalis fuertes como el carbonato de calcio (a partir del ácido carbónico e hidróxido de calcio) o entre ácidos fuertes y álcalis débiles como el cloruro de amonio [a partir del ácido clorhídrico e hidróxido de amonio]).

¿Cómo reaccionan estas sales?

Cuando un ácido débil o base débil se combina con su correspondiente sal hidrolítica en una solución de agua, se forma un sistema amortiguador denominado "buffer".

No siempre un sistema buffer es apropiado para un acuario porque los iones de algunas sales hidrolíticas pueden dañar a los peces y/o plantas acuáticas.

Por otra parte, cada sistema buffer tiene su propio rango efectivo de pH, algunos de los cuales no son adecuados para acuarios.

Un sistema buffer natural se forma en la mayoría de los acuarios por la interacción del dióxido de carbono CO2 producido por el metabolismo normal de los peces, con el carbonato de calcio (CaCO3) presente en la mayoría de las aguas de acuarios. En estos casos la primera reacción química que se produce es la de generar un sistema buffer, tal como vemos seguidamente:

El ácido carbónico es un ácido débil. Por lo tanto, el balance de la disociación es desplazado fuertemente en el lado izquierdo de la ecuación; sólo una de algunas moléculas están disueltas o disociadas.

La reacción entre el ácido carbónico (H2CO3) y el casi insoluble carbonato de calcio (CaCO3) da lugar a la formación de productos relativamente solubles como el bicarbonato de calcio [Ca(HCO3)2: H2CO3 + CaCO3→Ca (HCO3) 2→Ca(HCO3)2→Ca++ + 2HCO3-]

            CO2               +              H2O             H2CO3

     _____Dióxido de carbono_________agua ______ Ácido Carbónico_____

H2CO3       →         2H+                   +                  CO3

 └ Sin disociarse (insoluble)      Disociado (soluble)  ┘

     → ÁCIDO CARBÓNICO→