domingo, 23 de agosto de 2009

Composición química del agua

El agua es un compuesto químico muy estable, formado por dos partes de hidrógeno y una de oxígeno (H2O).
El agua de los mares, es agua salada con materias sólidas disueltas: cloruro de sodio, potasio, magnesio y calcio.

El agua como solvente

La solubilidad depende de las propiedades de un solvente que le permitan interaccionar con un soluto de manera más fuerte que como lo hacen las partículas del solvente unas con otras. Es de todos conocido que el agua es “el solvente universal”, pero esto no es del todo cierto; el agua ciertamente disuelve muchos tipos de substancias y en mayores cantidades que cualquier otro solvente. En particular, el carácter polar del agua la hace un excelente solvente para los solutos polares e iónicos, que se denominan hidrofílicos (del griego hydor, agua y philos, amante). Por otra parte, los compuestos no polares son virtualmente insolubles en agua (“el agua y el aceite no se mezclan”) y por lo tanto, son hidrofóbicos (del griego fobos, temer). Los compuestos apolares, son solubles en solventes no polares como el CCL4 (tetracloruro de Carbono) o el hexano. Lo anterior puede resumirse en: “lo semejante disuelve a lo semejante”.
Las sales, como el NaCl (cloruro de sodio) o el K2HPO4 (fosfato ácido de potasio), se mantienen unidas por fuerzas iónicas. Los iones de una sal, como lo hacen cargas cualesquiera, interactúan de acuerdo a la ley de Coulomb.
En donde F es la fuerza entre las dos cargas eléctricas (q1 y q2), que están separadas por una distancia r. D es la constante dieléctrica del medio entre las cargas y k es una constante de proporcionalidad (8.99 x 109 J·m·C-2). A medida que la constante dieléctrica del medio crece, la fuerza entre las cargas decrece. La constante dieléctrica, es una medida de las propiedades de un solvente para mantener cargas opuestas separadas. En el vacío, D = 1 y en aire, es apenas un poco mayor. En la siguiente Tabla, se muestra la constante dieléctrica de algunos solventes comunes, así como sus momentos dipolares permanentes.
Agua:constante dieléctrica(D)=78.5;momento dipolar(debye)=1.85
La constante dieléctrica del agua es la más alta de un líquido puro, por el contrario, la de solventes no polares como los hidrocarburos, es relativamente pequeña. La fuerza entre dos iónes separados por una distancia dada en un líquido no polar como hexano o benceno, es 30 ó 40 veces mayor que en agua. Consecuentemente, en solventes no polares (con D baja), los iones de cargas opuestas, se atraen tan fuertemente que forman una sal, por el contrario, las fuerzas débiles que existen entre los iones en agua (D alta), permiten que cantidades significativas de iones permanezcan separadas.
Un ion negativo inmerso en un solvente polar, atrae la parte positiva del dipolo del solvente y viceversa, por ejemplo, en el agua.
El ion queda rodeado por capas concéntricas de moléculas de solvente. A este fenómeno se le denomina solvatación, en el caso específico del agua, hidratación. Este arreglo atenúa las fuerzas coulómbicas entre los iones, de ahí que los solventes polares tengan constantes dieléctricas tan elevadas.
En el caso particular del agua, la constante dieléctrica es mayor que la de otros líquidos con momentos dipolares comparables, por que los puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua permiten que los solutos se orienten de tal forma que las estructuras formadas resisten movimientos causados por el incremento en la temperatura, por lo cual, la distribución de cargas en mucho más efectiva.
La solubilidad de las moléculas polares o iónicas en el agua, depende de los grupos funcionales que contengan para formar puentes de hidrógeno: hidroxilos (-OH), ceto (-C=O), carboxilo (-COOH) o amino (-NH2). Dentro de las biomoléculas solubles en agua se encuentran alguna proteínas, ácidos nucléicos y carbohidratos.

¿Qué es un ángulo de contacto dinámico?

En materiales absorbentes, cuando el líquido penetra en el sustrato, el ángulo de contacto cambiará continuamente como una función de tiempo. En ciertas aplicaciones (por ejemplo la cola de impresión) el tiempo de proceso es algo crítico para el proceso del trabajo. Para medir este ángulo de contacto dinámico, así como el rango o 'grado de absorción' y de expansión, es necesario captar una secuencia de imágenes durante la interacción.

¿Qué es un ángulo de contacto estático?

Una gota de líquido que se coloca en una sólida superficie no absorbente alcanzará la condición de "equilibrio" cuando ocurra la situación de no hallarse más allá del expandido. La lectura del ángulo de contacto determinada en esta condición es el ángulo de contacto 'estático'. Para líquidos de altas viscosidades (Por ejemplo glicerina) es necesario esperar su expansión total para llegar a una condición estática.

¿Cómo se forma u ángulo de contacto?

El ángulo de contacto se refiere al ángulo que forma la superficie de un líquido al entrar en contacto con un sólido. El valor del ángulo de contacto depende principalmente de la relación que existe entre las fuerzas adhesivas entre el líquido y el sólido y las fuerzas cohesivas del líquido. Cuando las fuerzas adhesivas con la superficie del sólido son muy grandes en relación a las fuerzas cohesivas, el ángulo de contacto es menor de 90 grados, teniendo como resultado que el líquido moja la superficie.

miércoles, 19 de agosto de 2009

Medición de la tensión superficial del agua

Existen varios métodos para medir la tensión superficial de un líquido. Uno de ellos consiste en utilizar un anillo de platino que se coloca sobre la superficie del agua. Se mide la fuerza que se requiere para separar el anillo de la superficie del agua con una balanza de alta precisión.

La tensión superficial del agua

Dado que las fuerzas intermoleculares de atracción entre moléculas de agua se deben a los enlaces de hidrógeno y éstos representan una alta energía, la tensión superficial del agua es mayor que la de muchos otros líquidos.

¿Cómo influye la temperatura a la tensión superficial?

En general, la tensión superficial disminuye con la temperatura, ya que las fuerzas de cohesión disminuyen al aumentar la agitación térmica. La influencia del medio exterior se debe a que las moléculas del medio ejercen acciones atractivas sobre las moléculas situadas en la superficie del líquido, contrarrestando las acciones de las moléculas del líquido.

¿Cuáles son las causas de la tensión superficial?

La tensión superficial es causada por los efectos de las fuerzas intermoleculares que existen en la interfase. La tensión superficial depende de la naturaleza del líquido, del medio que le rodea y de la temperatura. Líquidos cuyas moléculas tengan fuerzas de atracción intermoleculares fuertes tendrán tensión superficial elevada.

¿Qué es la tensión superficial del agua?

La superficie de cualquier líquido se comporta como si sobre esta existe una membrana a tensión. A este fenómeno se le conoce como tensión superficial. La tensión superficial de un líquido está asociada a la cantidad de energía necesaria para aumentar su superficie por unidad de área.

viernes, 7 de agosto de 2009

PROPIEDADES FISICAS DEL AGUA
-Estado físico: sólida, liquida y gaseosa
-Color: incolora
-Sabor: insípida
-Olor: inodoro
-Densidad: 1 g./c.c. a 4°C
-Punto de congelación: 0°C
-Punto de ebullición: 100°C
-Presión critica: 217,5 atm.
-Temperatura critica: 374°C