Distribución del agua en la Tierra.

El océano es el origen de la mayor parte de las precipitaciones del planeta (lluvia y nieve), pero la lluvia sobre tierra satisface casi todas las necesidades de agua dulce de las poblaciones, junto con una pequeña cantidad, aunque en aumento, de agua proveniente de la desalación. El estado del régimen hidrológico, la calidad de su agua y sus ecosistemas, están entre los factores que más contribuyen al bienestar del ser humano.Sabemos que más de dos tercios de La Tierra son agua. Por supuesto: de esa cantidad, la mayoría es agua salada. De lo poco que queda, mucho no es accesible (está congelada en glaciares y capas subterráneas llamadas permafrost). Y del otro poquito que no está congelado, gran parte es vapor y humedad. Y del resto, no toda es agua potable. En el siguiente gráfico se ven claramente las proporciones y distribuciones... 

Calidad del agua.

El concepto de calidad del agua es usado para describir las características químicas, físicas y biológicas del agua. La determinación de la calidad del agua depende del uso que se le va a dar. No basta con decir: "esta agua está buena," o "esta agua está mala." Agua apropiada para riego de jardines puede no ser de buena calidad para agua potable.
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 superfie terrestre o se infiltra en ella, esta constantemente disolviendo la materia.
En la atmósfera durante la condensación y precipitación, la lluvia o la nieve absorben cantidades variables de dióxido de carbono y otros gases, así como pequeñas cantidades de material orgánico e inorgánico. Además, la precipitación arrastra sustancias radiactivas a la superficie de la Tierra.
El agua reacciona con los minerales del suelo y de las rocas. Los principales componentes disueltos en el agua superficial y subterránea son los sulfatos, los cloruros, los bicarbonatos de sodio y potasio, y los óxidos de calcio y magnesio. Las aguas de la superficie suelen contener también residuos domésticos e industriales.
Las acuiferos poco profundos pueden contener grandes cantidades de compuestos de nitrógeno y de cloruros, derivados de la agricultura intensiva, los desechos humanos y animales. Generalmente, las aguas de los pozos profundos sólo contienen minerales en disolución.
El agua del mar contiene, además de grandes cantidades de cloruro de sodio (sal), muchos otros compuestos disueltos, debido a que los océanos reciben las impurezas procedentes de ríos y arroyos. El agua pura se evapora continuamente y el porcentaje de impurezas aumenta, lo que proporciona al océano su carácter salino.
Guía para la calidad del agua potable (OMS)

Fuentes de contaminación.

La gestión de las aguas residuales representa 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.

La calidad de las aguas residuales depende de los contaminantes que están presentes en el agua y de la medida en que este agua es tratada antes de liberarla junto con el resto de vías fluviales.
Las aguas residuales domésticas constan principalmente de papel, jabón, orina, heces y detergentes. Los desechos industriales, en cambio, son variados y dependen de los procesos específicos de las plantas de las que proceden en origen.

Por ejemplo, los metales pesados están asociados con la minería y la fundición. Los cloro fenoles y fungicidas con las fábricas de pasta, los insecticidas con la industria química y las sustancias radiactivas con las centrales nucleares.
En terreno seco, las emisiones de residuos industriales están estrechamente controlados, pero la extracción de petróleo y la extracción de manganeso suelen provocar a menudo vertidos contaminantes directamente en el mar.

Los residuos radiactivos se vierten en el mar en grandes barriles con col 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 en 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.

Las pinturas de los barcos durante los viajes largos sobre el océano suelen  finalmente acabar en el agua.
Durante el período de crecimiento de los cultivos, los nitratos y fosfatos son absorbidos por las plantas, pero cuando las plantas mueren, todo este material es liberado en el suelo y en ocasiones termina alcanzando las aguas.
Salvo en el caso de las deliberadas causas de la contaminación de las aguas, los contaminantes pueden también entrar accidentalmente al medio a través de la deposición atmosférica. Los pesticidas pueden entrar en las aguas fácilmente de esta manera, porque se aplican como gotas o sprays. 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.

Agua para la agricultura, la industria y la comunidad.

Purificación del agua.

-La cloracion o desinfeccion del agua se logra mediante la adicion de hipoclorito de sodio al 5% (conocido comunmente como cloro) al agua, el cual elimina la mayoria de bacterias, hongos, virus, esporas y algas presentes en el agua.

En la cloracion, el cloro se debe mantener un residual no mayor a 0.5 partes por millon (ppm) osea 0.5 mililitros por metro cubico o 5 mililitros por 10 metros cubicos.
La cloracion generalmente se hace en los tanques cisternas en donde se almacena el agua en el inicio del proceso.

-Filtracion por lecho profundo

La filtración es el primer paso de un sistema de tratamiento de agua, los hay solamente de sedimentos, o para corregir algún problema en el agua, como es el exceso de cloro, orgánicos, de bajo pH, de fierro, y muchos otros, en caso de no saber que sistema aplicar favor de hablar.

Los filtros multimedia o filtros de lecho profundo, son filtros que contienen varios tipos de media filtrante u bajo cama de grava.
La filtración multimedia o filtracion de lecho profundo, es un concepto de diseño probado, las medias filtrantes en las capas superiores atrapan partículas grandes, y las partículas mas pequeñas atrapadas de manera exitosa en las capas inferiores de la cama filtrante. El resultado es un sistema de filtración muy eficiente  ya que la remoción de materia se lleva a cabo a través de toda la cama filtrante. Los filtros multimedia generalmente remueven partículas de 3 a 15 micras en tamaño a mas grandes.

El "capeado" correcto es la lave para un desempeño apropiado en un filtro profundo. Todas las medias son seleccionadas a tamaño de partícula y densidad así la media mantiene su estratificación durante el contralavado y enjuague.

En adición a la producción eficiente de agua de alta claridad, los filtros de lecho profundo generalmente permiten rangos de flujo de servicio mas altos de 10 a 20 galones por minuto por pie cuadrado de área de filtración, y corridas mas largas entre contralavados.

Cuando se comparan con filtros de gravedad, los filtros multimedia instalados en aplicaciones municipales generalmente requieren menos espacio y sobrepasan a los filtros de una sola media.

-Filtracion por carbon activado, se lagra mediante la adsorcion de los elementos como el cloro y el mercurio dle agua.

La filtracion por carbon activado, como su nombre lo dice se logra al pasar el agua por un filtro de carbon activado.
Generalmente el flujo debera de ser lento para eliminar la mayoria de las impurezas del agua, aproximadamente 5 galones por minuto por pie cuadrado (gpmft2) de filtracion, pero si solo se usa para eliminar cloro se puede pasar hasta a 15 gpmft2

-La filtracion por cartucho es el ultimo paso de filtracion para lograr un pulido fisico del agua hasta 0.22 micras, aunque en las plantas purificadoras el filtrado tipico es de 5 micras

Cuando el cartucho se atasca de materia suspendida solamente se cambia por uno nuevo.
Hay fabricantes de cartuchos que los hacen lavables y reusables aunque esto solo dura algunas veces antes de desecharlos.

-Suavizacion del agua

Hay cuatro pasos basicos en la operación de un suavizador.

     1. El contralavado. En el paso del contralavado, agua fresca fluye en una dirección hacia arriba atraves de la cama de resina. La resina es expandida, y los solidos en suspensión que tienen una gravedad especifica mas baja que la resina son drenados por el drenaje. La cama es empacada otravez por el flujo de srvicio, asi que el contralavado afloja la cama para un mejor contaco de la slamuera en los pasos de salmuera.

     2. Salmuera y enjuague lento. En este paso, una cantidad medida de slamuera es traida del tanque de salmuera y luye lentamente hacia abajo atraves de la cama de resina. Despues de que se introduce el monto medido de salmuera, un ciclo de enjuague lento  enjuaga la solución de salmuera de la cama de resina. La resina retiene el sodio, y el calcio y magnesio son drenados.

     3. Enjuague rapido. El enjuague rapido lava la resina en un flujo hacia abajo para asegurar que toda la salmuera ha sido limpiada de la resina.

     4. Servicio. El agua fluye a traves de la cama de resina en un flujo hacia abajo, proviendo agua suave a las lineas de servicio.

     El mineral de zeolita natural contiene un quimico complejo que usualmente consiste de silicato aluminico de sodio. La resina fabricada snteticamente tiene una base quimica como el carbon sulfonatado, resina fenolica, o resinas de poliestireno. Algunas resinas comunes son resinas de acido carboxilico, acido sulfonico fenol metileno, y divilil benceno sulfonato poliestireno. Independientemente de como se produce un material de zeolita, todas esas resinas que operan en el ciclo sodio contienen moleculas complejas con un sodio aunado.Suavizacion del agua El sodio actua como el cation de intercambio mientras la resina actua como el anion insoluble.

La capacidad de intercambio de estos materiales para remover dureza varia en gran medida. Los materiales sinteticos tienen una mayor capacidad de intercambio que las zoelitas naturales. La capacidad de las resinas sinteticas varian de entre 6,000 granos por pie cubico, hasta 32,000 granos por pie cubico. Suavizacion del agua Las zeolitas naturales varian en capcacidad de entre 2,500 y 5,000 granos por pie cubico. Estas zeolitas varian en capacidad debido a la cantidad de sitios de intercambio por volumen de unidad.

     En el ciclo de regeneración del proceso de suavizacion, se requiere de un esceso de sal para remover el calcio y magenesio de la resina. el monto de calcio y magnesio removidos de la resina variara dependiendo de la dosis de sal.

-La osmosis inversa o tambien conocida como ultrapurificacion es el paso mas importante en la reduccion de sales minerales del agua, La osmosis inversa es el proceso en el que mediante altas presiones se hace pasar el agua a traves de una membrana semipermeable y separa el agua alta en sales del agua baja en sales.

El proceso de la ósmosis inversa utiliza una membrana semipermeable para separar y para quitar los sólidos disueltos, los organicos, los pirogenicos, la materia coloidal submicro organismos, virus, y bacterias del agua. El proceso se llama ósmosis "reversa" puesto que requiere la presión para forzar el agua pura a través de una membrana, saliendo; las impurezas detrás. La ósmosis reversa es capaz de quitar 95%-99% de los sólidos disueltos totales (TDS) y el 99% de todas las bacterias, así proporcionando un agua segura, pura.

-Pulido de agua por cartucho a una micra

La filtracion por cartucho es el ultimo paso de filtracion para lograr un pulido fisico del agua hasta 0.22 micras, aunque en las plantas purificadoras el filtrado tipico es de 5 micras
Despues del proceso de osmosis inversa se almacena el agua y se pule a una micra solo para asegurar una mejor calidad del agua.
Cuando el cartucho se atasca de materia suspendida solamente se cambia por uno nuevo.
Hay fabricantes de cartuchos que los hacen lavables y reusables aunque esto solo dura algunas veces antes de desecharlos.

-Luz ultravioleta esterilizacion del agua

La "luz" ultravioleta es un tipo de radiación electromagnética . La luz ultravioleta (UV) tiene una longitud de onda más corta que la de la luz visible. Los colores morado y violeta tienen longitudes de onda más cortas que otros colores de luz, y la luz ultravioleta tiene longitudes de ondas aún más cortas que la ultravioleta, de manera que es una especie de luz "más morada que el morado" o una luz que va "más allá del violeta".
La radiación ultravioleta se encuentra entre la luz visible y los rayos X del espectro electromagnético . La "luz" ultravioleta (UV) tiene longitudes de onda entre 380 y 10 nanómetros. La longitud de onda de la luz ultravioleta tiene aproximadamente 400 nanómetros (4 000 Å). La radiación ultravioleta oscila entre valores de 800 terahertz (THz ó 1012 hertz) y 30 000 THz.
Algunas veces, el espectro ultravioleta se subdividide en los rayos UV cercanos (longitudes de onda de 380 a 200 nanómetros) y un rayo UV extremo (longitudes de onda de 200 a 10 nm). El aire normal es generalmente opaca para los rayos UV menores a 200 nm (el extremo del rayo de los rayos UV); el oxígeno absorbe la "luz" en esa parte del espectro de rayos UV.
En términos de impactos sobre el medio ambiente y la salud de los seres humanos (¡y en su elección de anteojos de sol!), podría ser de utilidad subdividir el espectro de luz UV de diferente manera, por ejemplo, en UV-A ("luz negra" u onda larga de rayos UV con longitud de onda de 380 a 315 nm), UV-B (onda mediana desde 315 hasta 280 nm), y UV-C (el "germicida" u onda corta de rayos UV, que oscila entre 280 y 10 nm).
La atmósfera de la Tierra previene que la mayoría de los rayos UV provenientes del espacio lleguen al suelo. La radiación UV-C es completamente bloqueada a unos 35 km. de altitud, por el ozono estratosférico . La mayoría de los rayos UV-A llegan hasta la superficie, pero los rayos UV-A hacen poco daño genético a los tejidos. Los rayos UV-B son responsables de las quemaduras de Sol y el cáncer de piel, aún cuando la mayoría es absorbida por el ozono justo antes de llegar a la superficie. Los niveles de radiación UV-B existentes en la superfice son particularmente sensibles a los niveles de ozono en la estratosfera.
La radiación ultravioleta causa quemaduras de la piel. También se usa para esterilizar envases de vídrio usados en investigaciones médicas y biológicas.

-PROCESO DE OZONACION

El proceso de Ozonación es un proceso de oxidación avanzada. Los componentes del proceso de Ozonación es el tratamiento del gas de origen, el generador del ozono, el contacto del agua con el Ozono y la destrucción del ozono no usado.

El proceso de Ozonación sigue dos etapas, la primera es suministrar el Ozono en una mezcla con aire u Oxigeno al agua a tratar, dispersados de tal manera que el área de contacto con el agua donde se inyecte sea lo máximo posible. La segunda etapa del proceso se lleva a cabo en el contacto del Ozono con los compuestos orgánicos e inorgánicos del agua para su oxidación. El ozono remanente en el agua, permanece como Ozono residual y el ozono no utilizado se libera del reactor. La desinfección ocurre en el momento en que daña y destruye componentes críticos de los microorganismos aún los recalcitrantes como la Giardia, viruses y ciertas formas de algas. La efectividad de la desinfección es directamente proporcional a la Concentración del Ozono (C) y al tiempo de contacto (t).

PROPIEDADES DEL OZONO
El Ozono es una forma alotrópica del Oxigeno con tres átomos, se encuentra en forma diluída con una mezcla de aire u Oxigeno. Es más soluble en agua que el Oxigeno, pero debido a su más baja presión parcial, es dificultoso obtener una concentración mayor que pocos miligramos por Litro en condiciones normales de temperatura y presión. La reacción del Ozono en el agua, se realiza bajo dos mecanismos: primero en forma directa debido a su triple valencia, es capaz de oxidar muchos compuestos orgánicos e inorgánicos en forma lenta; el segundo, en forma rápida, por la formación de ion hidroxilo, agente oxidante de mayor poder que el mismo Ozono, por lo que se le utiliza para oxidar los constituyentes indeseables del agua y en la desinfección. Estos dos mecanismos lo hacen, 1,5 veces más oxidante que el cloro. En las referencia (1) indica la propiedad de no formar subproductos tóxicos como otros desinfectantes.
 

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

un liquido está formado por moléculas que están en movimiento constante y desordenado, y cada una de ellas chocan miles de millones de veces en un lapso muy pequeño. Pero, las intensas fuerzas de atracción entre cada molécula, o enlaces de hidrogeno llamados dipolo-dipolo, eluden el movimiento libre, además de producir una cercanía menor que en la que existe en un gas entre sus moléculas. Además de esto, los líquidos presentan características que los colocan entre el estado gaseoso completamente caótico y desordenado, y por otra parte al estado sólido de un liquido (congelado) se le llama ordenado. Por lo tanto podemos mencionar los tres estados del agua (liquido universal), sólido, gaseoso y liquido.

La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. El  ángulo entre los enlaces H-O-H   es  de 104'5º. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.

El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones ), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan  parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.

Por ello se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces por puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.
Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.En el ESTADO LIQUIDO las moléculas están más separadas y se mueven de manera que pueden cambiar sus posiciones, pero las fuerzas de cohesión, aunque son manos intensas que en el estado sólido, impiden que las moléculas puedan independizarse.

Propiedades del agua: Puntos de fusión ebullición. Densidad. Capacidad calorífica. Calores latentes de fusión y de evaporación. Tensión superficial. Poder disolvente.

-La temperatura a la que una sustancia cambia de líquido a gas se llama punto de ebullición y es una propiedad característica de cada sustancia, punto de ebullición del agua es de 100 ºC
-al cambio de estado, donde el agua pasa del estado sólido (hielo) al estado líquido (agua) y todo el calor se invierte en ese cambio de estado, no variando la temperatura, se le conoce con el nombre de punto de fusión.el punto de fusión del agua es de 0 ºC
-La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de temperatura y presión.
A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una mínima densidad a los 100 °C, donde tiene 0,958 kg/L. Mientras baja la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/L) y ese aumento es constante hasta llegar a los 4,0 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/L.
-El agua posee una capacidad calorífica muy elevada, es necesaria una gran cantidad de calor para elevar su temperatura 1.0 °K.
-una sustancia experimenta un cambio de temperatura cuando absorbe o cede calor al ambiente que le rodea. Sin embargo, cuando una sustancia cambia de fase absorbe o cede calor sin que se produzca un cambio de su temperatura. El calor Q que es necesario aportar para que una masa m de cierta sustancia cambie de fase es igual a

Q=mL

donde L se denomina calor latente de la sustancia y depende del tipo de cambio de fase.

para que el agua cambie de sólido (hielo) a líquido, a 0ºC se necesitan 334·10³ J/kg. Para que cambie de líquido a vapor a 100 ºC se precisan 2260·10³ J/kg.  

Composición del agua: electrólisis y síntesis.

ELECTROLISIS
Es un proceso por el cual se separan los elementos que lo componen por medio de la electriocidad:

• Se aplica una corriente eléctrica contínua mediante un par de electrodos conectados a una fuente de alimentación eléctrica y sumergidos en la disolución. El electrodo conectado al polo positivo se conoce como anodo y el conectado al negativo como catodo.

• Cada electrodo atrae a los iones de carga opuesta. Así, los iones negativos, o de aniones, son atraídos y se desplazan hacia el ánodo (electrodo positivo), mientras que los iones positivos, o cationes, son atraídos y se desplazan hacia el cátodo (electrodo negativo).
• La fuente de alimentacion electrica aporta la energia adecuada para separar los iones y aumentar y aumentar su consentracion en los electrodos. En los electrodos se produce una transferencia de electrones y los iones creando asi nuevas sustancias; lo que ocurre es una reacción de oxidacion-reduccion, donde la fuente de alimentación eléctrica se encarga de aportar la energía necesaria.

La electrólisis del agua nos permite:

• Comprobar que el agua es un compuesto de hidrógeno y oxígeno.
• Ver la relación en la que se encuentran estos gases: 2 volúmenes de hidrogeno por 1 de oxígeno. ¡Lafamosa H₂O!
• Comprender la diferencia entre reacciones endotérmicas y exotérmicas. 

SINTESIS

Se basa en el analisis retrocintetico, aportado por el quimico Elias James Corey.

esta tecnica es planificada hacia atras, es decir partiendo del punto final hasta llegar a los compuestos de partida asequibles mediante una serie de pasos donde las estructuras precursoras son cada vez mas sencillas.
Los reactivos y condiciones de cada una de estas reacciones necesitan ser considerados para dar un producto puro y con un buen rendimiento,estos serán producidos normalmente usando métodos generales de síntesis. Para ser útiles estos métodos han de dar un rendimiento alto y ser aplicables a un amplio rango de sustratos.

Tipos de Sintesis
Sintesis parcial: El objetivo principal es el proceso de desarrollos de metodos mas eficientes para sintetizar sustancias naturales ya conocidas, permite tambien la obtencion de productos que no exixsten de forma natural.
Sintesis Parcial: Es utilizada cuando es una mejor alternativa que la sintesisi total; en este proceso se parte de un producto natural que no ha sido sintetizado, un ejemplo es la sintesis del LSD.

Estructura molecular del agua: Enlaces covalentes. Moléculas polares y no polares. Puentes de hidrógeno.

 

 La molecula de agua esta formada por dos atomos de H unidos a un átomo de O2 por medio de dos enlaces covalentes. El  ángulo entre los enlaces H-O-H   es  de 104'5º. El oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.

La molecula de agua aunque tenga una carga total neutra, presenta una distribucion asimetrica de sus electrones lo que la convierte en una molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que los núcleos de hidrógeno quedan  parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, una densidad de carga positiva.

Por ello se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces por puentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracción electrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculas adyacentes.
Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras cuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.

ENLACES COVALENTES

El enlace covalente ocurre porque los átomos en el compuesto tienen una tendencia similar hacia los electrones (generalmente para ganar electrones). Esto ocurre comúnmente cuando dos no metales se enlazan. Ya que ninguno de los no elementos que participan en el enlace querrán ganar electrones, estos elementos compartirán electrones para poder llenar sus envolturas de valencia;debido a que los  electrones están compartidos en molecula covalentes, no se forman cargas iónicas. Por consiguiente, no hay fuerzas intermoleculares fuertes en los compuestos covalentes tal como las hay en las moléculas iónicas. Como resultado, muchos compuestos iónicos son gases o líquidos a temperatura ambiente en vez de sólidos como los compuestos iónicos en las moléculas covalentes que tienden a tener una atracción intermolecular más debil. Igualmente, al contrario de los compuestos iónicos, los compuestos covalentes existen como verdaderas moléculas. 

Poer ejemplo: 

El átomo de carbono forma como máximo cuatro enlaces covalentes compartiendo electrones con otros átomos. Dos carbonos pueden compartir dos, cuatro o seis electrones:

 MOLECULAS POLARES Y NO POLARES

Al formarse una molécula de modocovalente el par de electrones tiende a desplazarse hacia el atomo que tiene mayor electronegatividad. Esto origina una densidad de carga desigual entre los núcleos que forman el enlace (se forma un dipolo electrico). El enlace es más polar cuanto mayor sea la diferencia entre las electronegatividades de los átomos que se enlazan; así pues, dos átomos iguales atraerán al par de electrones covalente con la misma fuerza y los electrones permanecerán en el centro haciendo que el enlace sea apolar. No siempre se requiere de una molecula polar, por lo que es necesario determinar un parametro fisico llamado momento dipolar electrico del dipolo electrico. Se define como una magnitud vegtorial con módulo igual al producto de la carga q por la distancia que las separa d, cuya dirección es la recta que las une, y cuyo sentido va de la carga negativa a la positiva. Esta magnitud es, por tanto, un vector; y la polaridad será la suma vectorial de los momentos dipolares de los enlaces.

En moléculas diatómicas son apolares las moléculas formadas por un solo elemento o elementos con diferencia de electronegatividad muy reducida;Serán también apolares las moléculas simétricas por el mismo motivo. El agua,por ejemplo, ya mencionada anteriormente, es una molécula fuertemente polar ya que los momentos dipolares de los enlaces dispuestos en "V" se suman ofreciendo una densidad de carga negativa en el oxigeno y dejando los hodrogenos casi sin electrones.

moleculas no polares:

 


PUENTES DE HIDROGENO

Es un enlace que se establece entre moléculas capaces de generar cargas parciales. El agua, es la sustancia en donde los puentes de hidrógeno son más efectivos, en su molécula, los electrones que intervienen en sus enlaces, están más cerca del oxígeno que de los hidrógenos y por esto se generan dos cargas parciales negativas en el extremo donde está el oxígeno y dos cargas  parciales positivas en el extremo donde se encuentran los hidrógenos. La presencia de cargas parciales positivas y negativas hace que las moléculas de agua se comporten como imanes en los que las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con cargas parciales negativas. De tal suerte que una sola molécula de agua puede unirse a otras  4 moléculas de agua a través de 4 puentes de hidrógeno. Esta característica es la que  hace al agua un líquido muy especial.

Los puentes de Hidrógeno, se forman por átomos de Hidrógeno localizados entre átomos electronegativos. Cuando un átomo de Hidrógeno está unido covalentemente, a una átomo electronegativo, ej.  Oxígeno o Nitrógeno, asume una densidad (d) de carga positiva, debido a la elevada electronegatividad del átomo vecino. Esta deficiencia parcial en electrones, hace a los átomos de Hidrógeno susceptibles de atracción por los electrones no compartidos en los átomos de Oxígeno o Nitrógeno; el puente de Hidrógeno es relativamente débil entre -20 y -30 kJ mol^-1, la fuerza de enlace aumenta al aumentar la electronegatividad y disminuye con el tamaño de los átomos participantes. Por tanto, el puente de Hidrógeno existe en numerosas moléculas no solo en el agua. Aquí solo se tratará lo referente al agua.

La estructura del agua favorece las interacciones para formar puentes de Hidrógeno, el arreglo siempre es perpendicular entre las moléculas participantes, además, es favorecido por que cada protón unido a un Oxígeno muy electronegativo encuentra un electrón no compartido con el que interactúa uno a uno.  De lo anterior se concluye que cada átomo d Oxígeno en el agua interacciona con 4 protones, dos de ellos unidos covalentemente y dos a través de puentes de Hidrógeno.

La distancia entre los átomos de Oxígeno que intervienen en el puente de Hidrógeno, están separados por 0.28 nm lo que indica un arreglo tetraédrico de las moléculas de agua, además los puentes de Hidrógeno:
 

Regulación del clima.

Es evidente que la atmósfera terrestre, a diferencia de la de los planetas vecinos, tiene una composición termodinámicamente inestable, que si mantiene una mezcla de especies químicas reducidas y oxidadas en profundo desequilibrio es gracias al intercambio constante de gases entre la biosfera (los organismos vivos) y la atmósfera. No se trata simplemente de que muchos organismos vivan gracias a su capacidad de obtener de la atmósfera sustancias esenciales para las funciones de supervivencia y desarrollo, sino que la vida ha determinado activamente y desde siempre la composición química de la atmósfera, y los fenómenos que derivan de ésta. La composición de la atmósfera tiene una influencia fundamental sobre la cantidad y calidad de la radiación que llega a, y escapa de, la superficie terrestre (ultravioleta, onda larga) y sobre el clima (régimen hidrológico, de temperatura, de movimientos de masas de aire). Bastante lo hemos oído últimamente, desde que los humanos nos hemos dado cuenta de que nuestra transformación de la composición atmosférica, por lo rápida e intensa, está causando efectos todavía poco conocidos de calentamiento global (debido al llamado efecto invernadero) y de aumento de la radiación ultravioleta (debido al agujero de capa de ozono), por mencionar los dos fenómenos más tristemente famosos.

La actividad humana aparece como un factor de cambio ambiental ‘añadido’ que se superpone a la evolución, digamos natural, de los intercambios entre biosfera y atmósfera. Para determinar el alcance de dicho cambio ‘añadido’ es necesario un conocimiento profundo de los mecanismos que rigen el complejo control climático de la Tierra, y de qué manera dichos mecanismos responden a variaciones sin precedentes por su intensidad y rapidez. 
El clima de la Tierra es capaz de sustentar la vida, en gran medida por el efecto invernadero atmosferico y el trabajo del ciclo hidrologico. El agua en fase gaseosa, vapor de agua es un elemento clave en ambos.

El ciclo hidrologico describe el movimiento de agua en las tres fases, dentro y entre la atmosfera de la tierra, oceanos y continentes.
En fase vapor, el agua se mueve rapidamente a traves de la atmosfera y redistribuye la energia asociada con su evaporacion y recondensacion. El movimiento del vapor de agua a traves del ciclo hidrologico esta fuertemente ligado a las lluvias y humedad del suelo, lo cual tiene importantes implicaciones practicas
La operacion basica del ciclo hidrologico es bien conocida, pero algunos detalles son poco entendidos, principalmente porque no tenemos suficientes buenas observaciones del vapor de agua.

Hay muchos gases invernadero atmosferico, Algunos que ocurren naturalmente y otros resultantes de la actividad industrial. Pero, probablemente el mas importante de los gases invernadero,es el vapor de agua. El vapor de agua esta involucrado en un importante circulo de realimentacion del clima. A medida que la temperatura de la Tierra y la atmosfera aumenta. La atmosfera es capaz de contener mas vapor de agua. Este vapor adicional, actua como un gas invernadero absorbiendo energia que de lo contrario escaparia al espacio produciendo mas calentamiento. Esta ilustracion básica esta complicada por importantes interacciones entre el vapor de agua, nubes, movimiento atmosferico, y radiaciones tanto Solares como terrestres.
Hay algunos aspectos del rol del vapor de agua como un gas invernadero que no son bien entendidos, debidos otra vez, a la falta de observaciones necesarias para probar los modelos teoricos.

Soluciones. Concentración en por ciento y molar.

% EN PESO

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

MOLARIDAD
Igual que advertimos en el siguiente apartado de molalidad, debo recordaros la fácil confusión que tienen los términos de molalidad y molaridad, los cuales nunca debéis confundirlos.
En la 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.
La definición de molaridad es la siguiente:
Definición: relación entre el número de moles de soluto y el de litros de disolución. (M)

FRACCION MOLAR
La fracción molar es una forma más 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.
Si no recuerdas como se hallaba la molaridad puedes volver a la página de molaridad y en ella podrás recordar como se hacía.
La definición de fracción molar es la siguiente:  
Relación entre el número de partículas de un componente y el número de moles de una disolución.
La fracción molar da como resultado una cantidad o un número adimensional. No tiene unidades.

       

  Molalidad

En primer lugar debemos advertiros que molalidad no es lo mismo que molaridad por lo que hay que tener cuidado con confundirlas puesto que el nombre es muy parecido pero en realidad cambian mucho los cálculos y estamos ante un grave error pero muy frecuente. En la molalidad ponemos en relación la molaridad del soluto con el que estamos trabajando con la masa del disolvente que utilizamos.La definición de molaridad es la siguiente: Relación entre l número de moles de soluto por kilogramos de disolvente (m)

 

NORMALIDAD

Esta es una de las medidas de concentración menos utilizada.Se define como la relación entre el número de equivalentes-gramo (eq-g) de soluto y el de litros de disolución (n)  

                                                                                                                                                                                  

                                                                                                                                          

                                                                                                                                                                                                   

Uso responsable del agua.

La creciente necesidad de lograr el equilibrio hidrológico que asegure el abasto suficiente de agua a la población se logrará armonizando la disponibilidad natural con las extracciones del recurso mediante el uso eficiente del agua.

México, un país rico recursos  naturales, obtiene el agua que consume la población de fuentes tales como ríos, arroyos y acuíferos del subsuelo. Estos acuíferos se recargan de forma natural en época de lluvias.
Sin embargo, la época de lluvias tiene una duración promedio de cuatro meses lo que propicia una escasa captación. Aunado a esto, del total de agua captada por lluvias, aproximadamente el 70% se evapora.
La desproporción que existe entre la cantidad de agua que se capta por escurrimiento y las extensiones territoriales que comprenden aunado a la corta temporada de lluvias hace que la disponibilidad del agua sea cada vez menor.
Bajo este panorama Mexico enfrenta actualmente graves problemas de disponibilidad, desperdicio y contaminacion del agua;
Parte de esta problemática, se enfrenta con la construccion de la Infraestructura Hidráulica que permite satisfacer de agua a los diferentes sectores de la población: el agrícola, el industrial, el doméstico y de servicios y para la generación de enerigia eléctrica, entre otros.

No obstante existen diferencias territoriales importantes que son desfavorables.

Dada la importancia del agua, es nuestro deber utilizarla adecuada y racionalmente, y así ayudar a nuestro medio ambiente, realizando algunas pequeñas tareas:

 

* Ducharse en vez de bañarse. 

 

* No estar en la ducha más de cinco minutos.

 

 * Lava vajillas siempre lleno al máximo y lavado económico.

* Lavadora de ropa lavado económico, siempre llena y lavado en frío.

* Recoger con un cubo el agua de la ducha cuando al comienzo sale fría y aprovechar esta agua para el W.C. (O para regar las plantas).

* Cerrar el grifo mientras nos cepillamos los dientes o cuando nos lavamos las manos.

* Abrir menos el grifo para reducir el consumo, muchas veces derrochamos más agua de la que necesitamos.

* Usar dispensadores dobles de agua según necesidades del W.C.

* Reducir la presión del agua para gastar menos.

* Instalar en los grifos y duchas reductores de caudal con micro dispensadores o aireadores.

* El agua que usamos para hervir aprovecharla para regar las plantas.

* Regar por la noche las plantas de exterior para evitar la evaporación.

* Recoger el agua de lluvia con depósitos.

 

 

 

 

 

 

 

 

                                          

                                                         

                                                                 ¡ CUIDALA!