Unidad 1

Agua

El agua es un compuesto formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Su fórmula molecular es H2O. Se halla en forma líquida en los mares, ríos, lagos y océanos. En forma sólida, nieve o hielo, en los casquetes polares, en las cumbres de las montañas y en los lugares de la Tierra donde la temperatura es inferior a cero grados Celsius. Y en forma gaseosa se halla formando parte de la atmósfera terrestre como vapor de agua.

El agua es el componente celular más abundante y tiene el caracter de componente indispensable para la vida, así los los nutrientes que consume la célula, el oxígeno que emplea para oxidarlos y sus productos de desecho son transporatdos por el agua y la mayoría de las funciones de los organismos como nutrición, excresión, respiración dependen de la oresencia del agua.

Algunas de sus importancias biológicas son las siguientes:

• Es un buen disolvente, así son tomados los nutrientes por las células y son eliminados los desechos.
• Posee un calor específico elevado, contribuyendo a mantener constante la temperatura de los organismo, propiedad que impide el calentamiento y el enfriamiento rápido de los seres vivos.
• Sirve como lubricante del cuerpo, ejemplo; el mucus de las fosas nasales.

Propiedades físicas:

• Presenta un punto de ebullición de 373 K (100 °C) a presión de 1 atm.
• Tiene un punto de fusión de 273 K (0 °C) a presión de 1 atm.
• El agua pura no conduce la electricidad (agua pura quiere decir agua destilada libre de sales y minerales)
• Es un líquido inodoro e insípido. Estas son las propiedades organolépticas, es decir, las que se perciben con los órganos de los sentidos del ser humano.
• Se presenta en la naturaleza de tres formas, que son: sólido, líquido o gas.
• Tiene una densidad máxima de 1 g/cm3 a 277 K y presión 1 atm. Esto quiere decir que por cada centímetro cúbico (cm3) hay 1g de agua.
• Forma dos diferentes tipos de meniscos: cóncavo y convexo.
• Tiene una tensión superficial, cuando la superficie de los líquidos se comporta como una película capaz de alargarse y al mismo tiempo ofrecer cierta resistencia al intentar romperla y esta propiedad ayuda a que algunas cosas muy ligeras floten en la superficie del agua.
• Posee capilaridad, que es la propiedad de ascenso o descenso de un líquido dentro de un tubo capilar.
• La capacidad calorífica es mayor que la de otros líquidos.
• El calor latente de fusión del hielo se define como la cantidad de calor que necesita un gramo de hielo para pasar del estado sólido al líquido, manteniendo la temperatura constante en el punto de fusión (273 k).
• Calor latente de fusión del hielo a 0 °C: 80 cal/g (ó 335 J/g)
• Calor latente de evaporación del agua a 100 °C: 540 cal/g (ó 2260 J/g)

Puentes de hidrógeno.

Dado que el átomo de oxígeno es pequeño y bastante electronegativo, la concentración de electrones en su entorno es elevada, por lo que las cargas negativa sobre oxígeno y positiva entre los átomos de hidrógeno son considerables. Se deduce que las atracciones dipolo-dipolo entre moléculas de agua son importantes, en realidad muy fuertes, porque las moléculas polares de agua, siendo pequeñas, pueden acercarse mucho más que moléculas mayores y pueden atraerse fuertemente por su gran polaridad. Esta atracción dipolo-dipolo que es inusualmente fuerte y en la que participa el átomo de hidrógeno se denomina puente de hidrógeno.

Enlace iónico.

Se denomina enlace iónico al enlace químico de dos o más átomos cuando éstos tienen una diferencia de electronegatividad de 1.7 ó mayor.. Este tipo de enlace fue propuesto por W. Kossel en 1916. En una unión de dos átomos por enlace iónico, un electrón abandona el átomo menos electronegativo y pasa a formar parte de la nube electrónica del más electronegativo

Enlace covalente.

En este enlace cada uno de los átomos aporta un electrón. Los orbitales de las capas de valencia de ambos átomos se combinan para formar uno solo que contiene a los 2 electrones.
El enlace covalente se representa con una linea recta que une a los 2 átomos, por ejemplo:

O-H

Características del enlace covalente:

• Es muy fuerte y se rompe con dificultad.
• Si la diferencia de electronegatividades entre los 2 átomos es marcada, tenemos un enlace polar y se favorecerá la solubilidad de la substancia en solventes polares. Ejemplo: un enlace O-H
• Si la diferencia de electronegatividades es poca, tenemos un enlace no polar y se favorecerá la solubilidad de la substancia en solventes no polares. Ejemplo: un enlace C-H o C-C
  

Experimento 4

Experimento 4

1.- Llenar una cubeta a 3/4 partes de su capacidad de agua.

2.- Dejar caer una lata de coca-cola normal y otra light.

3.- Dejar reposar 30 minutos y observar.

Resultudos:

Dentro de las propiedades físico-químicas del agua se encuentra la densidad, donde el agua líquida alcanza como máxima 1 g/cm3.

En este experimento ocurre un fenómeno donde precisamente se involucra la densidad ya que se pudo constatar mediante las dos latas de refresco una normal y otra light respectivamente, que al introducirlas en el agua y al cabo de un tiempo una se sumergió en el fondo de la cubeta (la coca-cola normal) mientras la otra se mantuvo flotando (la coca-cola light) esto se debe a que la coca-cola normal es más densa que la light ya que contiene más azúcar y por eso desciende.

Experimento 3

Experimento 3

1.- Realizar una solución sobresaturada de agua con NaCl.
2.- Partir en rodajas una papa y colocarlas en la solución.
3.- Dejar reposar 30 minutos y reportar.

Resultados:

Rodajas de papa en solución de agua con NaCl.

En una solución obtenida de agua con sal, se procedió a introducir a dicha solución rodajas de una papa, la cual al paso del tiempo se observó que alrededor de ellas se desprendió como una especie de polvo. Uno de los aspectos importantes del experimento es que usualmente cuando una papa es partida al cabo de un tiempo comienza a ponerse negra, lo que hizo la solución de agua con NaCl fue conservar la papa, es decir la papa no se puso negra seguía en el mismo estado que se encontraba cuando recién se habían hecho las rodajas.

Otra característica muy importante en la papa fue que en ella ocurrió un fénomeno llamado plasmólisisque es la contracción del citoplasma de una célula consecuencia de la pérdida de agua por acción osmótica y en este caso se dio por la sobresaturación de sal en donde la papa se deshidrató y adoptó un forma endeble al transcurrir el tiempo.

Células de la papa antes de la plasmólisis ....y después.

En los vegetales, la semipermeabilidad de la membrana citoplasmática y la permeabilidad de la pared celular originan, entre otros, el fenómeno de plasmólisis. Se produce ya que las condiciones del medio extracelular son hipertónicas, debido a esto, el agua que hay dentro de la membrana celular sale al medio hipertónico (osmosis) y esta se deshidrata ya que pierde el agua que la llenaba.

Experimento 2

Experimento 2

1.- Hacer una solución de agua y NaCl sobresaturada con colorante.
2.- Mezclar esta solución con agua muy lentamente y observar.

Resultados:

El fenómeno ocurrido en este experimento puede justificarse con una de las pripiedades del agua, la cual es su densidad, ya que la densidad del agua con sal es mayor que la densidad del agua simple. La densidad es una magnitud referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen, y puede utilizarse en términos absolutos o relativos.

La densidad máxima del agua líquida es 1 g/cm3, alcanzándose este valor a una temperatura de 3,8 ºC.

La razón del porqué el agua simple quedó en la parte de arriba del recipiente y el agua con sal y colorante quedó en la parte de abajo es porque el agua simple tiene una densidad de 1000 kg/m3 y el agua con sal una densidad de 1027 kg/m3 que es mayor a la del agua simple.

Experimento 1

Experimento 1
1.- Llenar un plato con agua, agregarle pimienta cubriendo toda la superficie.
2.- A un cotonete se le remoja con jabón líquido y sumergirlo en el plato.
3.- Observar el fenómeno.

Resultados:

Al colocar la pimienta en el agua, entra en contacto y se expande en toda la superficie del plato, posteriormente al introducir el cotonete con jabón líquido, en la solución, la pimienta inmediatamente se abre hacia alrededor del cotonete por toda la periferia de éste.

El fenómeno que ocurre en este experimento posiblemente se debe a la Ley de la Electrostática, la cual que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas, esto es, el campo electrostático de un cuerpo cargado, el experimento afirma lo que enuncia la Ley, caragas iguales se repeelen (+)(+) y (-)(-) y cargas diferentes se atraen (+)(-) en el experimento existen cargas iguales y es por ello que no se atrae la pimienta con el cotonete con jabón.

"Cargas iguales se repelen, caragas diferentes se atraen"

El agua es una sustancia la cual contiene un ión, y es por eso que pueden ocurrir reacciones iónicas tiene ciertas propiedades especiales una de ella es que la mayoría tiene sales y tal hecho puede dar lugar a realizar reacciones eléctricas.