EL AGUA: CARACTERÍSTICAS Y PROPIEDADES

 

En 1781 el científico inglés Henry Cavendish (1731 – 1810) descubrió que el elemento agua no es un elemento simple, sino complejo y susceptible de descomponerse en oxígeno e hidrógeno. Pocos años más tarde el químico francés Gay-Lussac (1778 – 1850) confirmó la teoría de Cavendish, al lograr obtener agua a partir de la mezcla de dos volúmenes de hidrógeno con uno de oxígeno. El hecho vendría a confirmar que el agua es un compuesto químico, un conjunto de dos moléculas formadas a su vez por encadenamiento de dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno, de ahí la formula que se emplea para designarla sea H2O.

Cabe destacar que los enlaces químicos entre los átomos de hidrógeno y oxígeno, no siempre se limitan a la unión convencional entre un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno, pues dado que existen tres átomos de hidrógeno 1H hidrógeno (H), 2H deuterio (D), 3H tritio (T) y tres de oxígeno 16O, 17O, 18O, teóricamente el agua puede estar constituida por 18 tipos de moléculas, pero dada la ínfima proporción existente de 3H, 17O, 18O, la fracción molar de deuterio en el hidrógeno natural es casi constante y aproximadamente igual a 1/6000, mientras que la del tritio es solamente 4*10-15, el número de moléculas se reduce a tres H2O, D2O y HDO.

Las propiedades del agua pesada (D2O o HDO) difieren ligeramente de las del agua ligera, pero ambas poseen un momento eléctrico que se manifiesta en sus propiedades físicas y eléctricas, es por ellos que el agua es del tipo de líquidos polares. Se adopta para su representación, un modelo triangular que debido al carácter electronegativo del oxígeno el ángulo que forman los enlaces O -H es de 105º aprox y la distancia del átomo de oxígeno al eje de los átomos H+ es de 62 pm.

La estructura del agua depende de su estado físico, el estado gaseoso (vapor) corresponde exactamente a la formula H2O y, en especial al modelo angular indicado. Los estados condensados (líquido y sólido) son más complicados y esta complicación explica sus propiedades anormales; en estado sólido, la disposición elemental consiste en una molécula de agua central y cuatro periféricas, tomando el conjunto la forma de un tetraedro. Mediante el estudio de las variaciones cristalográficas, puede comprenderse el paso al estado líquido, a partir de la constitución cavernosa del hielo.

En el agua en estado líquido hay una asociación entre varias moléculas por enlaces especiales llamados enlaces de hidrógeno: cada átomo de hidrógeno de una molécula de agua, se une al átomo de oxígeno de la molécula vecina; en el espacio la estructura es tetraédrica. 1

Las principales características del agua, como constantes físicas, son:

Tabla 1. Características y propiedades del agua

La gran estabilidad del agua en la naturaleza, sumado a sus propiedades eléctricas y a su constitución molecular, le confieren el poder de disolver variados compuestos minerales, productos orgánicos, de mezclarse con líquidos miscibles o inmiscibles, sino también el de disolver un buen número de gases. Este último caso esta regulado por la ley de Henry que dice: “La concentración en equilibrio de un gas [Cmáx] disuelto en un líquido, es proporcional a la presión parcial del gas en contacto con el líquido”. Por ejemplo la concentración de saturación del oxígeno en agua [OD] es aproximadamente de 10 mg/L, si la atmósfera fuera toda O2, seria 5 veces más la disolución (aprox. el 20% del aire es O2). También la temperatura tiene injerencia, pues cuando esta aumenta, la disolución de gases disminuye.

La disolución de sólidos (sales) esta favorecida por las reacciones ácido-base, las reacciones de oxidación-reducción, la hidratación y la hidrólisis. La velocidad de disolución depende de factores, tales como la concentración real en el agua, la superficie de contacto que aumenta al triturar y al mezclar, la agitación, el tiempo y la temperatura puesto que a mayor temperatura, mayor velocidad de disolución.

1 Manual Técnico del Agua, Degremont, pags. 4 y 5.

 

Universidad Nacional de Colombia
Carrera 30 No 45-03 - Edificio 477
Bogotá D.C. - Colombia

Aviso Legal - Copyright
Gobierno en LíneaAgencia de Noticias UN