Propiedades del agua
Estructura y propiedades físicas del
agua (parte 2)
I. Estados físicos del agua El agua como cualquier sustancia, puede pasar por los tres estados
físicos de la materia, sólo que es la única que puede presentarlos
todos en la naturaleza de forma simultanea.
Las características de cada estado depende de la distribución y
características de las moléculas de las sustancias químicas.
Líquido: las moléculas de agua están
parcialmente ordenadas, algunas de ellas
están unidas por enlaces puente de
hidrógeno esto, permite que fluyan y tomen
la forma del recipiente que las contiene.
Sólido: las moléculas de agua están muy
ordenas y unidas todas por enlaces puente
de hidrógeno, lo que forma una estructura
rígida que no fluye.
Gaseoso: las moléculas de agua están muy
separadas y desordenadas, debido a que no
hay enlaces puente de hidrógeno entre ellas.
Esto hace que fluyan fácilmente.
I. Estados físicos del agua
Estado Tipo Distribución
Gaseoso Vapor de agua atmosférico
Líquido Aguas
Dulces
Aguas
Saladas
Ríos
Vertientes subterráneas
Lluvias
Mares
Océanos
Sólido Hielo
Nieve
Glaciares (mayor cant.4%)
Casquetes polares
Estados del agua y su distribución
II. Propiedades del agua
Al hablar de propiedades de algún tipo de materia (en nuestro caso
del agua), es necesario tener muy claro, a que tipo de propiedades nos
referimos. Una clasificación frecuente es hablar de propiedades
químicas y físicas.
Las propiedades químicas son las que exhibe la materia, cuando
experimenta cambios en su composición. Por ejemplo:
descomposición, electrólisis, reacción con ácidos.
Las propiedades físicas son cuando estamos en ausencia de
cualquier cambio de composición o estructura. Por ejemplo: punto de
fusión, punto de ebullición, calor específico, dureza.
La propiedad de ser un solvente universal ya fue explicada en la
lección anterior, por lo que continuaremos con las siguientes.
Es aquella temperatura en la cual la
materia cambia de estado líquido a
estado gaseoso, es decir hierve.
Expresado de otra manera, en un
líquido, el punto de ebullición es la
temperatura a la cual la presión de
vapor del líquido es igual a la
presión del medio que rodea al
líquido.
En esas condiciones se pueden
formar burbujas de vapor en
cualquier punto del líquido.
II.1. Punto de ebullición
Aumento de
temperatura
Representación del punto de ebullición del agua
Cuando se calienta un líquido, alcanza
eventualmente una temperatura en la
cual la presión del vapor es tan
grande que se forman burbujas dentro
del cuerpo del líquido.
Una vez que el líquido comience a
hervir, la temperatura permanece
constante hasta que todo el líquido se
ha convertido a gas.
El punto ebullición normal del agua es
100ºC a una atmósfera de presión.
Sobre la cima de una montaña, la
presión es menor, por lo que el punto
de ebullición será más bajo.
Representación del punto de ebullición del agua
II. 2. Puntos de fusión y congelación
Punto de fusión, es aquella temperatura en
la cual la materia cambia de estado sólido a
estado líquido, es decir, se descongela.
La temperatura de fusión del agua a la
presión de 1 atm es de 0 ºC.
Punto de congelación, que también se
denomina punto o temperatura de
solidificación, a 1 atm de presión, también
corresponde a 0 °C.
Diferencias en la densidad
En el agua líquida, las moléculas interactúan entre ellas con
algunos puentes de hidrógeno, pero si disminuimos su temperatura
estas moléculas comenzarán a acercase unas con otras
permitiendo la formación de un mayor número de puentes y, con
ello, la ordenación de éstas formando una estructura parecida a la
de un panal de abejas, es decir, dejando espacios vacíos.
Esto ocurre con el agua en estado sólido (hielo).
Lo anterior explica por qué el volumen que ocupa el agua sólida es
mayor que el volumen del agua líquida, y por tanto, por qué la
densidad del hielo es menor que la del agua líquida.
Descenso de
temperatura
Representación de la congelación del agua
Lo anterior nos indica que el volumen del
agua sólida aumentará en vez de disminuir,
como lo hacen el resto de los líquidos.
La máxima densidad del agua se alcanza a
los 4ºC, ya que a esa temperatura se
alcanza el menor volumen posible. Sobre los
4ºC, el agua comienza a aumentar el
volumen, por lo que la densidad disminuye.
Bajo los 4ºC, el agua comienza a aumentar
el volumen, por lo que la densidad
disminuye.
Estos fenómenos explican por ejemplo el
comportamiento de un témpano de hielo en
un lago de agua dulce.