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ZONA XALAPA

FACULTAD DE BIOLOGÍA SECCIÓN 103

QUÍMICA INORGANICA

ENSAYO: “EL AGUA”

1° SEMESTRE

MTA. BERTHA MA. ROCÍO HERNÁNDEZ SUÁREZ

AGUILAR ACEVEDO ALEXA

PERUSQUÍA CABRERA DANIELA

No. DE LISTAS: #02 Y #26

OBSERVACIONES: _________________________________________________

CALIFICACIÓN: _________

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INDICE

Introducción……………………………………………...……………..……....…..03

¿Qué es el agua?..................................................................................................04

Características físicas y químicas del agua……………………………………....05

Físicas……………………………………………………….….………………..05

Químicas……………………………………………………..…………………..06

Importancia biológica del agua………………………………….…………………..07

El agua un compuesto de los seres vivos…………….……….……….….07

Transporte de sustancias………………………….…..………….….07

Regulador de la temperatura corporal………………………..………..…..07

Regulador del equilibrio ácido-base…………………...……………..……08

Causas de afectación (contaminación)……………………………………………08

Principales contaminantes del agua………………………………………..09

Tipos de contaminación………………………………………………………09

Medios de remediación………………………………………………………..………11

Reducción de nutrientes y plaguicidas…………………………………11

Reducción de aguas residuales…………………………………………11

Reducción de la deforestación…………………………………………..12

Conclusión……………………………………………………………………………13

Propuestas…………………………………………………………………………..13

Bibliografía………………………………………………………………………..…14

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INTRODUCCIÓN

El agua es un elemento vital, el componente más abundante en la superficie del

planeta. Su distribución es debida al ciclo que sufre con el cual le es posible

trasladarse y formar ríos, lagos, etc. Es la única sustancia capaz de pasar por los

3 estados de agregación (solido líquido y gaseoso).

Sus principales características físicas son: no tiene ni color, olor y sabor, tiene un

solo punto de fusión y de ebullición y como se dijo es el único compuesto visto

hasta ahora que puede pasar por los 3 estados. Sus propiedades químicas

principalmente son: se le conoce como un compuesto formado por 2 átomos de

hidrógeno y 1 de oxígeno, puede reaccionar con los óxidos ácidos, óxidos básicos,

con los metales y no metales, y se une a las sales para formar hidratos.

Su importancia está en que forma parte de los seres vivos, es decir, que más de la

mitad de todo organismo está compuesto de agua, en un ser humano por ejemplo

conforma el 65% y 70% de su peso total. También dentro del organismo lleva a

cabo sus funciones ya sea como transportador de nutrientes y/o para hidratar todo

el organismo.

Cuando el agua se contamina afecta su función ecológica y así a todos los

organismos. Lo que principalmente la está afectando son las actividades

humanas, mediante el desarrollo y la industrialización que generan una gran

cantidad de residuos. También tiene lugar la ganadería y agricultura al usar

insecticidas y plaguicidas.

El agua por ser un elemento de vital importancia no debería de ser explotada

como lo ha sido en los últimos años. Sin embargo existen propuestas que ayudan

a regular este problema, las 3 principales propuestas serían reducción de exceso

de nutrientes y sustancias químicas, la reducción de aguas residuales y la

reducción de la deforestación.

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¿QUÉ ES EL AGUA?

El agua es una sustancia en donde sus moléculas están compuestas por 2 átomos de

hidrogeno y uno de oxigeno. El agua es el componente más abundante en la superficie del

planeta ocupando el 71% de la corteza terrestre. Forma los océanos, ríos, lagos, mares, etc.

También es parte constituyente de los seres vivos.

Su distribución se debe a que el agua es capaz de pasar por los 3 estados de la materia que es

gaseoso, líquido y solido. Una vez que pasa de líquido a gas está se condensa en la atmosfera

y después se precipita nuevamente al suelo, en donde se filtra a los mantos acuíferos y sale

por los llamados nacimientos de ríos y de ahí llega a los mares y océanos.

Se conoce como agua dulce al agua que contiene una cantidad mínima de sales disueltas (a

diferencia del agua de mar, que es salada). A través de un proceso de potabilización, el ser

humano logra convertir el agua dulce en agua potable, es decir, apta para el consumo gracias

al valor equilibrado de sus minerales. La fig. 1 muestra un ejemplo de cuerpos de agua dulce

como un lago.

El agua salada, tiene un alto contenido en sal. Se trata de una solución que compone a los océanos y a los mares del planeta Tierra.

El agua es salada debido a la contracción de distintas sales minerales que se encuentran disueltas en el agua. La concentración de sales minerales disueltas es de un 3,5% aproximadamente. En la fig. 2 se muestra un ejemplo de agua salada de una ola de mar.

Figura 1

Figura 2

5 Figura 4

Se considera cuerpos de agua minerales aquellos que poseen una riqueza constante de

minerales siendo estos minerales de procedencia natural y no añadida. A veces suele usarse

como aguas curativas como se muestra en la fig. 3:

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL AGUA

FÍSICAS

Olor: es indoloro, quiere decir que no tiene olor alguno que lo caractericé.

Color: no tiene color. Si aparece color es debido a sustancias en suspensión o en

solución, color verde se debe a algas. Color amarillo a pardo puede ser por presencia de

hierro y manganeso, también desechos de cromato dan color amarillo.

Sabor: en agua potable suele tener un sabor débil y agradable, cuando es salobre es

porque tiene una concentración de cloruros y cuando es amargo el sabor es producido

por el magnesio

Su punto de fusión y punto de ebullición: el agua tiene punto de fusión, es decir, la

temperatura a la cual empieza a congelarse y es de 0°C, y al igual que tiene de fusión

tiene de ebullición, que quiere decir, la temperatura a la cual empieza a evaporarse y es

de 100°C

Estados de agregación: es la única sustancia hasta ahora conocida que puede pasar

por los 3 estados de agregación de la materia (sólido, líquido y gaseoso). En la imagen 4

se aprecia las diferentes transformaciones que sufre el agua: cuando pasa de sólido a

líquido recibe el nombre de fusión, líquido a gas es evaporación, gas a líquido es

condensación, líquido

a sólido es

solidificación, sólido a

gas es sublimación

progresiva y viceversa

es sublimación

regresiva.

Figura 3

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QUÍMICAS

El agua como compuesto químico: se piensa que el agua es un compuesto químico

H2O, pero no es así debido a su gran capacidad de disolverse entre otras sustancias y/o

compuestos, lo que la convierte en una mezcla

Conductividad eléctrica: depende de la actividad y tipo de iones en el agua. También

por medio de la conductividad eléctrica se puede detectar el grado de mineralización del

agua y la infiltración de aguas contaminadas. Valor de calidad de agua hasta 400 micro

siemens/cm, y como máximo 600 micro siemens/cm.

Nitratos: gracias a la nitrificación el agua puede obtener los nitratos necesarios para el

consumo tanto de plantas, animales como el consumo humano. Debe de tener una

concentración leve de unos 45mg/l no puede exceder o disminuir (aunque el ser humano

puede conseguir los nitratos de las plantas).

Reacciona con los óxidos ácidos: los anhídridos y óxidos ácidos al mezclarse con el

agua forman ácidos oxácidos.

Reacciona con los óxidos básicos: al mezclar óxidos de metales u óxidos básicos con

el agua se forman hidróxidos. Algunos óxidos no se disuelven en el agua pero no es el

caso de los óxidos de metales que se mezclan con mucha facilidad.

Reacciona con los metales: algunos metales descomponen el agua en temperaturas

bajas y otros en temperaturas elevadas.

Reacciona con los no metales: el agua reacciona con los no metales, sobre todo con

los halógenos, por ejemplo: Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone

y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua).

Se unen en las sales formando hidratos: El agua forma combinaciones complejas con

algunas sales, denominándose hidratos. En algunos casos los hidratos pierden agua de

cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes.

Enlaces por puente de hidrógeno: un puente de hidrógeno se forma entre un átomo

de diferencial de carga negativa con otro de diferencial de carga positiva. En el caso del

agua se puede unir entre moléculas diferentes, a

pesar de que u unión es de muy poca duración, los

enlaces de hidrógeno se forman y se destruyan de

manera muy rápida. Los puentes de hidrógeno son lo

que causa que el agua sea líquida a temperatura

ambiente y tenga las propiedades típicas de un

fluido.

En la figura 5 se muestra como las moléculas se

unen por medio de puentes de hidrógeno

Figura 5

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IMPORTANCIA BIOLÓGICA DEL AGUA

EL AGUA UN COMPUESTO DE LOS SERES VIVOS

Además de ser indispensable para los seres vivos es un compuesto que forma parte de todo

tipo de organismos desde unicelulares primitivos hasta la especie humana.

En los animales, constituye entre 60% y un 70% de su peso total, sus tejidos están formados,

entre otras cosas, por agua y las reacciones químicas que constituyen su metabolismo se

realizan en un medio acuoso. En las plantas sucede lo mismo su organismo está formado del

75% y el 90% de agua.

TRANSPORTE DE SUSTANCIAS

Las sales minerales del suelo se disuelven en el agua, penetran en las plantas a través de las

raíces y forman la savia bruta, que es transportada a las hojas.

En los animales, las sustancias nutritivas se disuelven en el agua que contiene la sangre y son

transportadas a todos los órganos del cuerpo. Las sustancias de desecho generadas se

disuelven en el agua que contiene la orina y son expulsadas al exterior. Como bien se dijo el

agua es la que hace posible el movimiento de los nutrientes en la sangre como se muestra en

la figura 6, los glóbulos rojos son transportados por el plasma de la que forma parte el agua.

REGULADOR DE LA TEMPERATURA CORPORAL

El término termorregulación hace referencia a los procesos requeridos para mantener la

temperatura corporal aproximadamente constante, independientemente de las condiciones

extremas o internas. El cuerpo modifica sus procesos metabólicos internos de generación de

calor y refrigeración corporal para cumplir con ese objetivo. Cuando hace frío, el agua que

forma parte de los seres vivos tarda en enfriarse, de manera que su temperatura corporal es

más alta que la del exterior.

De igual modo, cuando hace calor, el agua que forma parte de los seres vivos se calienta

lentamente y su organismo se mantiene más fresco.

Figura 6

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En los seres humanos las pérdidas de calor se producen principalmente por la producción de

sudor a través de la piel, el sudor está constituido mayoritariamente por agua, la cual es

secretada por las glándulas sudoríparas y expuestas en la superficie de la piel. El aire del

ambiente, captura el agua y enfría la piel en u proceso conocido como enfriamiento evaporitivo.

REGULACION DEL EQUILIBRIO ÁCIDO-BASE

Según la definición de Brønsted-Lowry, un ácido es cualquier especie que pueda donar un

protón (H+, un átomo de hidrógeno sin su electrón), y una base es cualquier especie que pueda

aceptar un protón. Una reacción ácido-base consiste en la transferencia del protón de un ácido

a una base.

El ion H3O+ hidratado se llama ion hidronio.

Los ácidos y bases que se relacionan por perdida o ganancia de H+, como H3O+ / H2O y HF /

F-, se llaman pares conjugados ácido-base. En el par conjugado ácido-base el miembro ácido

siempre tiene un hidrógeno adicional y su carga es una unidad más positiva que la del miembro

básico.

Las especies que como el agua pueden reaccionar ya sea como ácido o como base se llaman

anfóteras. Como podría esperarse por su naturaleza anfótera, el agua experimenta una

reacción ácido-base de Brønsted-Lowry consigo misma.

Este equilibrio, mantenerlo dentro de unos ciertos límites, es de vital importancia para los seres

vivos. Diariamente el metabolismo intermedio genera una gran cantidad de ácidos, pese a lo

cual, la concentración de hidrogeniones [H+] libres en los distintos compartimentos corporales

va a permanecer fija dentro de unos límites estrechos. Ello es debido a la acción de los

amortiguadores fisiológicos que van a actuar de forma inmediata impidiendo grandes cambios

en la concentración de hidrogeniones, y a los mecanismos de regulación pulmonar y renal, que

son en última instancia los responsables de mantener este dicho equilibrio.

CAUSAS DE AFECTACIÓN (CONTAMINACIÓN)

La contaminación del agua es la acción o efecto de introducir (ya sea directa o indirectamente)

sustancias o energías que alteren la función biológica del agua.

La contaminación de las aguas puede venir de fuentes naturales o de actividades humanas. El

desarrollo y la industrialización suponen un mayor uso de agua, una gran generación de

residuos, muchos de los cuales van a parar al agua y el uso de medios de transporte fluvial y

marítimo que en muchas ocasiones, son causa de contaminación de las aguas. Las aguas

superficiales son en general más vulnerables a la contaminación de origen antropogénico que

las aguas subterráneas, por su exposición directa a la actividad humana. Por otra parte una

fuente superficial puede restaurarse más rápidamente que una fuente subterránea a través de

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ciclos de escorrentía estacionales. Los efectos sobre la calidad serán distintos para lagos y

embalses que para ríos, y diferentes para acuíferos de roca o de arena y grava.

PRINCIPALES CONTAMINANTES DEL AGUA

Nitratos: los nitratos constituyen gran parte de la contaminación del agua. La mayoría de los

nitratos proceden del fertilizante. Estos se filtran y llegan a los mantos acuíferos y contaminan

el agua. El nivel máximo es de 5mg por litro si excede puede originar el “síndrome del agua

azul” que consiste en una enfermedad producida por la falta de oxigenación. Esta enfermedad

se produce porque los nitratos, convertidos en nitritos, inhiben la absorción de oxígeno.

Arsénico: el arsénico procede en la mayoría de los casos y especialmente en países

industrializados procede de los vertidos que las industrias realizan en los ríos. Es un metal muy

tóxico que produce graves lesiones en el aparato digestivo y peor de los casos resulta mortal.

Por ser tan grande su toxicidad es un componente habitual en insecticidas, raticidas y

herbicidas.

Mercurio: es un elemento muy usado en instrumentos de medición (barómetros, termómetros,

etc.) Todo ello supuso un gran vertido de este metal al ambiente. Este elemento resulta ser

muy tóxico para los humanos. Puede resultar mortal en dosis de 500mg.

Aluminio: procedente del tratamiento de decantación de la materia sólida suspendida en

aguas fluviales.

Plomo: procedentes de las cañerías antiguas. Afecta fundamentalmente a los niños,

disminuyendo su crecimiento. En mayor o menor grado afecta también a los mayores,

disminuyendo la capacidad reproductiva y atacando los riñones.

Compuestos orgánicos: (fenoles, hidrocarburos, detergentes, etc.) producen también

eutrofización del agua debido a la disminución de la concentración de oxígeno (O2)

Contaminación térmica: provoca una disminución de la solubilidad del oxígeno en el agua.

TIPOS DE CONTAMINACIÓN

Aguas residuales urbanas: aguas fecales, aguas de fregado, agua de cocina. Los principales

contaminantes de estás son la materia orgánica y microorganismos. Estas aguas suelen

verterse a ríos o al mar tras una pequeña depuración (figura 7).

Figura 7

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Aguas residuales industriales: contienen casi todos los tipos de contaminantes (minerales,

orgánicas, térmicos por las aguas de refrigeración). Estas aguas se vierten a ríos o mares tras

una depuración parcial (figura 8).

Aguas residuales ganaderas: sus contaminantes son materia orgánica y microorganismos.

Pueden contaminar pozos y aguas subterráneas (figura 9).

Aguas residuales agrícolas: los contaminantes que contienen son materia orgánica

(fertilizantes, pesticidas). Pueden contaminar aguas subterráneas, ríos, mares, embalses, etc.

La figura 10 muestra un ejemplo de contaminación por parte de la agricultura.

Figura 8

Figura 9

Figura 10

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Mareas negras: la causa de estás es el vertido del petróleo (figura 11) debido a pérdidas

directas de hidrocarburos (solo un 9%), siendo las fuentes de contaminación por petróleo más

importantes las constituidas por las operaciones de limpieza y lastrado de las plantas

petrolíferas.

MEDIOS DE REMEDIACIÓN

El agua por ser un elemento y una de las necesidades más importantes para todo ser vivo no

debería de ser tan explotada como lo ha sido en los últimos años. Lo que se muestra a

continuación son varias propuestas para reducir el problema de la contaminación del agua.

REDUCCIÓN DE NUTRIENTES Y PLAGUICIDAS

La reducción de la contaminación del agua causada por el exceso de nutrientes y pesticidas

químicos se puede encontrar en cinco grandes categorías:

Reducir en las zonas urbanas y suburbanas en el césped el uso de fertilizantes y pesticidas.

Puede obtener información sobre cómo tener un césped bonito, dejar de perder dinero con los

productos químicos contaminantes y poner fin a los problemas fluviales. Evitar una mayor

destrucción de los humedales, y restablecerlos siempre que sea posible.

Conducir menos. Alrededor de un tercio de la contaminación de nitrógeno proviene de las

emisiones de automóviles.

LA REDUCCIÓN DE AGUAS RESIDUALES

Las aguas residuales pueden provenir de actividades industriales o agrícolas y del uso

doméstico. Los tratamientos de aguas industriales son muy variados, según el tipo de

contaminación, y pueden incluir precipitación, neutralización, oxidación química y biológica,

reducción, filtración, ósmosis, etc.

Figura 11

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Las depuradoras de aguas domésticas o urbanas se denominan EDAR (Estaciones

Depuradoras de Aguas Residuales), y su núcleo es el tratamiento biológico o secundario, ya

que el agua residual urbana es fundamentalmente de carácter orgánico

El tratamiento biológico consta de un biodigestor anaerobio (que como su nombre lo dice

digiere las aguas negras) y un sistema de humedales artificiales que asemejan a la naturaleza

para terminar el proceso de limpieza del agua tal como sucede en el medio natural por medio

de plantas como carrizos o alcatraces que son muy eficientes al depurar el agua después del

proceso de digestión biológica. La eficiencia de este sistema para la remoción de coliformes

(fase biodigestor) en función de efecto filtro eliminando microorganismos patógenos por

exposición de ambientes adversos, tiene una taza de 80 hasta al 90%, complementándose con

la segunda fase (humedales) al 100% de eliminación de bacterias patógenas.

En la figura 12 se muestra una planta de tratamiento de aguas residuales.

LA REDUCCIÓN DE LA DEFORESTACIÓN

Los bosques actúan como una esponja para absorber las lluvias cuando vienen, cuando todos

los árboles se talan, el ecosistema forestal muere y ya no puede realizar este servicio. El agua

de lluvia corre directamente en los arroyos, fluye más expuesto al suelo, recogiendo y llevando

la contaminación de los sedimentos a los cursos de agua cercanos.

Se puede apoyar los bosques, apoyar los esfuerzos para prohibir la tala; Así como la

aplicación de métodos para ahorrar papel. También es de destacar que la fabricación de papel

es un asunto altamente contaminante

Figura 12

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CONCLUSIÓN

El agua es un elemento muy importante para la vida de todo organismo, ya que gran parte de

nosotros está conformado por agua, aparte de ello ayuda a regular nuestra temperatura

corporal gracias a ello nuestro organismo no se excede en los límites de temperatura, es decir,

no baja o sube más de lo habitual tan fácilmente. También ayuda a transportar los nutrientes a

todo nuestro organismo y a la vez hidratarlo por medio del transporte de sustancias.

El 70% de la superficie terrestre es agua así que es un elemento que abunda en el planeta y lo

que diferencia al resto de los planetas. Sin embargo a pesar de su gran abundancia se está

acabando debido al mal uso que le estamos dando, la estamos contaminando a un punto en el

que ya no tendremos agua para beber. Es importante abrir los ojos y empezar a ser consientes

de lo que estamos haciendo y tratar de mejorarlo para tener un mejor estado de vida.

PROPUESTAS

Fomentar los depósitos de pilas usadas. Empezando desde nuestro propio hogar.

Reciclar el agua que usamos, (desde el agua que desechamos al bañarnos, el desecho

de la lavadora, y el gua que resulta cuando hervimos verduras, ya que las dos primeras

pueden usarse para la limpieza del hogar o para el escusado y la tercera sirve como

abono a plantas).

Plantar mas arboles a nuestro alrededor ya que ellos son quienes nos ayudan a que este

liquido vital siga su ciclo

Usar menos fertilizantes químicos en nuestras cosechar o al fumigar algún sitio

Tener más control de aguas sucias. (evitar mediante campañas que aguas residuales

terminen en nuestros ríos u océanos)

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BIBLIOGRAFÍA

Mathews, C. K.; Van Holde, K.E et Ahern, K.G (2003) Bioquímica (3 edición).

Atkins P. W. Química General. Ediciones Omega S. A. Barcelona. 1992.

RAMÍREZ QUIRÓS, Francisco. Tratamiento de Desinfección del Agua Potable. Canal Isabel II.

Gleick, Peter H. (10 de noviembre de 2006). The World's Water: The Biennial Report on

Freshwater Resources. Washington: Island Press.

AA. VV. Las plantas. Mi primera enciclopedia. Barcelona: Larousse. 1995

Associación de Mestres Rosa Sensat. Nova Enciclopedia catalana de I’ estudiant. Tom3.

Ciéncies biológiques. Biología. Botánica. Zoología. Ecología. Medi Ambient. Barcelona:

Carroggio S.A. De Ediciones. 1999