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COLEGIO “JESÚS DE NAZARET” LABORATORIO DE CIENCIAS NATURALES – 1° AÑO – EL Agua
EL AGUA: PROPIEDADES FISICOQUÍMICAS
INTRODUCCIÓN
Casi tres cuartos de la superficie de la tierra se cubren con agua. Quizás el compuesto
químico más importante del mundo, el agua es generalmente fácil de conseguir, de la
lluvia, de los ríos, del subsuelo, y de los lagos. Como vapor, el agua está también
presente en el aire, donde condensa en las nubes. La mayoría de las cosas vivas
contienen una proporción grande de agua. Por ejemplo, el agua abarca cerca de 60
por ciento del peso del cuerpo humano. El agua es necesaria para la vida.
El agua líquida es la única sustancia común que cuando se congela se expande, al
contrario de lo que ocurre con las demás sustancias, el hielo tiene una densidad
menor que el agua líquida. Esta propiedad del agua hace que el hielo flote en el agua.
El agua es un solvente de gran cantidad de sales inorgánicas, de compuestos
orgánicos como el alcohol y de gases como en las bebidas gaseosas (el oxígeno
también es soluble, lo que permite la respiración de los peces).
El agua tiene la capacidad de disolver una gran cantidad y variedad de sustancias lo
que le proporciona la posibilidad de ser un buen medio de transporte de muchas
sustancias en los seres vivos (Oxígeno y minerales) y, productos de desecho (Dióxido
de Carbono y toxinas). Esta propiedad también implica que sirve como medio de
transporte de contaminantes de los océanos, ríos, lagos, suelo y aire. EVAPORACIÓN
DE AGUA DE MAR – RÍO – POTABLE EN LATAS DE ATÚN (COMPARAR).
El agua líquida tiene una gran tensión superficial debido a las fuerzas de atracción
entre sus moléculas (hace que la superficie de un líquido se contraiga) y una gran
capacidad humectante (capacidad para adherirse y recubrir a un sólido). UTILIZAR
DOS MONEDAS DEL MISMO VALOR, CONTAR LA CANTIDAD DE GOTAS QUE
SE PUEDEN DEPOSITAR SIN DERRAMARSE, EN LA PRIMERA SE UTILIZA
AGUA DE LA CANILLA, EN LA SEGUNDA AGUA CON DETERGENTE.
La gran tensión superficial del agua hace posible el fenómeno de la capilaridad, que
junto con su capacidad disolvente hacen posible que las plantas puedan tomar los
nutrientes del suelo necesarios para su crecimiento.
Acción Capilar
La acción capilar ocurre porque el agua es
pegajosa, las moléculas del agua se pegan unas a
otras y a otras substancias como el vidrio, la ropa,
tejidos orgánicos y la tierra. Pongamos una toalla de
papel dentro de un vaso de agua y el agua se le
"pegará" a la toalla de papel. Aún más, empezará el
agua a moverse hacia arriba de la toalla hasta que la
gravedad sea mucho para ella y no pueda continuar.
Esto es más importante de lo que se piensa:
 Las plantas y los árboles no podrían crecer
sin acción capilar. Las plantas ponen las raíces
dentro de la tierra y éstas son capaces de llevar
agua de la tierra hacia la planta. El agua, que
contiene nutrientes disueltos, químicos y minerales
se introduce dentro de las raíces y empieza a
elevarse por dentro de los tejidos de la planta.
 Los vasos sanguíneos del cuerpo son capilares. La mayor parte de la sangre
es agua y la acción capilar ayuda a la acción de bombeo que ejecuta su
corazón al mantener la sangre moviéndose dentro de los vasos sanguíneos.
REALIZAR LAS SIGUIENTES EXPERIENCIAS:
LOS GRANDES HOMBRES HABLAN DE IDEAS;, LOS HOMBRES MEDIANOS, DE COSAS;, LOS PEQUEÑOS, DE OTROS HOMBRES. (MATEMÁTICA,
ESTÁS AHÍ / ADRIAN PAENZA)
1
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

CONECTAR A TRAVÉS DE UN PAPEL DE COCINA DOS VASOS DE PP,
UNO DE ELLOS CON AGUA Y EL OTRO VACÍO. OBSERVAR QUÉ
SUCEDE.
COLOCAR UN TALLO DE APIO EN UN VASO CON COLORANTE,
DEJAR 24 HS Y OBSERVAR.
AGUA PARA CONSUMO HUMANO
Es aquella agradable al paladar, sin olor ni sabor, libre de microorganismos y
sustancias químicas perjudiciales para nuestro organismo o que pongan en
riesgo nuestra salud.
Diariamente necesitamos entre 2,5 y 3 litros a agua, pero mucho mayor es lo utilizado
en la higiene personal y limpieza. ESTIMAR EL CONSUMO DIARIO POR GRUPO
FAMILIAR Y PERSONAL, COMO TAMBIÉN DISCRIMINAR EN QUÉ SE CONSUME
EL AGUA (HACER LA ESTIMACIÓN DE ACUERDO A LO INDICADO EN LOS
MEDIDORES).
EL CICLO DEL AGUA
Tres cuartas partes de la superficie de la Tierra están cubiertas por las aguas de los
océanos, lagos, ríos, arroyos y manantiales. Al perforar el subsuelo, por lo general, se
puede encontrar agua. Ésta se halla a profundidades diversas (agua subterránea o
mantos freáticos).
El proceso conocido
como "ciclo del agua"
es aquel por el cual el
agua de los océanos
se evapora y precipita
en la tierra, donde se
distribuye en ríos y
lagos, principalmente,
asegurando
la
recarga de mantos
freáticos. Esta agua
es la que utilizan
plantas, animales y el
hombre.
Se produce vapor de
agua por evaporación
en
la
superficie
terrestre y en las
masas de agua, y por
transpiración de los
seres vivos. Este
vapor circula por la
2
atmósfera y precipita en forma de lluvia o nieve. Al llegar a la
superficie terrestre, el agua sigue dos trayectorias.
Una parte del agua infiltrada constituye la humedad del suelo,
y puede evaporarse directamente o penetrar en las raíces de
las plantas para ser transpirada por las hojas. La porción de
agua que supera las fuerzas de cohesión y adhesión del
suelo, se filtra hacia abajo y se acumula en la llamada zona de
saturación para formar un depósito de agua subterránea, cuya
superficie se conoce como nivel freático.
Estructura de la molécula de agua
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O
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H2O / H-O-H
Propiedades del agua
Propiedades físicas del agua
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Es un líquido incoloro, inodoro e insaboro.
Se transforma fácilmente en los tres estados de agregación (sólido, líquido y
gaseoso).
A 100º C se produce su ebullición en condiciones normales de presión.
Se solidifica a 0º C en forma de hielo.
Es el disolvente universal por excelencia; todos los gases, así como numerosos
sólidos y líquidos se disuelven en ella.
COLOCAR UN TUBO DE VIDRIO EN FORMA VERTICAR LLENO DE AGUA,
COLOCAR UNA GOTA DE COLORANTE EN SU PARTE SUPERIOR, OBERVAR
CÓMO SE DIFUNDE.
REPETIR LA EXPERIENCIA LLENADO EL TUBO CON FERRICIANURO FÉRRICO
Y DEJAR CAER DENTRO DEL MISMO UN CRISTAR DE SULFATO FERROSO.
LLENAR EL TUBO CON ACETATO DE PLOMO Y DEJAR CAER UNA GOTAS DE
CROMATO DE POTASIO. OBSERVAR.
En estado químicamente puro, es mala conductora del calor y la electricidad.
Su densidad y fluidez permiten que su energía potencial, al ser almacenada en
presas, se aproveche en las caídas de agua para producir energía eléctrica.
Funciones del agua en un organismo
Disolvente: El agua disuelve sustancias. Ej. Azúcar + agua, Sal + agua. Su acción
disolvente es lo que nos permite a través del jabón y del detergente, como otros
artículos de limpieza, realizar el aseo personal, (comprobar en el laboratorio la
presencia de sales en agua de río y del arroyo Saladillo)
1. Bioquímica: El agua disuelve sustancias dentro del cuerpo. EJ. La saliva
disuelve los alimentos jugos gástricos = alimentos (estómago)
2. Transporte: Transporta sustancias en nuestro cuerpo.
3. Estructural: El agua da forma a las células
4. Termorregulador: El agua regula y mantiene la temperatura corporal a través
del sistema circulatorio.
ACIDEZ Y ALCALINIDAD. El pH: POTENCIAL HIDRÓGENO
pH quiere decir potencial de hidrógeno. El pH es una escala de medida simplificada,
que indica la acidez o alcalinidad de una solución.
La acidez y la alcalinidad son 2 extremos que describen propiedades químicas.
La escala del pH va desde 0 hasta 14. Un pH de 7 es neutro. Un pH menor de 7 es
ácido puede quemarnos. Un pH mayor que 7 es básico o alcalino, puede disolver las
grasas de nuestra piel.
El agua pura tiene un pH neutro, o sea de 7. Cuando es mezclada con otros químicos
se convierte en ácida o alcalina.
Algunos ejemplos de sustancias ácidas son: el vinagre y el jugo de limón.
Algunos ejemplos de sustancias alcalinas son: la soda cáustica, los jabones en polvo y
el amoníaco.
Al mezclar ácidos con bases se pueden cancelar o neutralizar sus efectos extremos.
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H+
+
ácido
OH-
H2O
+ alcalino (base)
agua (neutro)
ESCALA DE pH
1
7
+
H
+
H
H
+
14
OH
-
-
OH
OH-
Consecuencias de la alteración del pH
El pH del suelo afecta la disponibilidad de nutrientes para las plantas. Muchas plantas
prefieren un suelo ligeramente ácido (pH entre 4.5 y 5.5) como los helechos, mientras
que otras prefieren un suelo menos ácido (pH entre 6.5 y 7).
Los suelos altamente ácidos (con un pH menor de 4.5) alcanzan concentraciones de
elementos químicos tóxicos para las plantas ya que disuelven muchos minerales del
suelo.
El pH del agua afecta la vida acuática. El agua de los lagos, lagunas y ríos sanos
generalmente tiene un pH entre 6 y 8. La mayoría de los peces tolera el agua con pH
entre 6 y 9. La reproducción de los peces. (continúa en lluvia ácida)
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Material extraído de: http://www.educando.edu.do/articulos/estudiante/el-ph-en-nuestra-vida/
EFECTO INVERNADERO
El efecto invernadero y la contaminación de la atmósfera con dióxido de carbono
Se demostrarás que la presencia del dióxido de carbono en la atmósfera provoca el
incremento de la temperatura, como resultado del efecto invernadero.
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Materiales
Botellas de plástico / conexiones de goma / vaso de precipitado / termómetros
Sustancias
Cal / Bicarbonato de sodio / Ácido acético
Técnica
Preparar una solución de cal, dejar reposar el exceso y luego filtrar.
Tápala y agita para disolver el hidróxido. Deja reposar para que se asiente el polvo
blanco.
Toma ahora las otras dos botellas y sin su tapa, usando dos tramos del tubo flexible,
haz un dispositivo como el que se muestra en la figura
En la primera botella agregar bicarbonato de sodio y luego ácido acético (el ácido al
reaccionar con el bicarbonato libera CO2). El CO2 formado pasará a la segunda botella
y desalojará el aire. Al observar una turbiedad blanca en el vaso que contiene agua de
cal (el CO2 con el hidróxido de calcio forma carbonato de calcio insoluble de color
blanco), nos aseguramos que la segunda botella esté llena de CO2.
Dejar transcurrir el tiempo necesario para que ya no veas la producción de burbujeo en
el vaso. Retirar el tapón con los tubos. Tapar la botella cuidando de que siempre esté
vertical y boca arriba.
Formar ahora dos nuevos tapones de plastilina rodeando a los termómetros por la
parte media. Colocarlos uno en una botella vacía (que contiene sólo aire atmosférico)
y el otro en la botella que contiene el gas producido con el bicarbonato y el vinagre,
según la figura siguiente.
Acomoda las dos botellas verticales y boca arriba, en un lugar soleado y seguro.
Toma la lectura de los dos termómetros en el momento de colocarlos en el lugar
escogido y anótala en la siguiente tabla:
TIEMPO TRANSCURRIDO
TEMPERATURA
TEMPERATURA
EN MINUTOS
BOTELLA CON CO2
BOTELLA CON AIRE
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Material extraído de: Laboratorio de Ciencias Experimentales_Biología1°.
https://docs.google.com/document/d/1bAROeU4Ij.../edit
LLUVIA ÁCIDA
Lluvia ácida es un término muy amplio que se refiere a una mezcla de sedimentación
húmeda y seca (materiales depositados) de la atmósfera que contienen cantidades
más altas de las normales de ácidos nítrico y sulfúrico. Los precursores químicos de la
formación de la lluvia ácida provienen de fuentes naturales, como los volcanes, y de
fuentes artificiales, principalmente las emisiones de dióxido de azufre (SO2) y óxido de
nitrógeno (NOx) que provienen de la combustión de derivados del petróleo,
mayoritariamente por los automotores.
La lluvia ácida ocurre cuando esos gases reaccionan en la atmósfera con el agua, el
oxígeno y otras sustancias químicas para formar distintos compuestos ácidos. El
resultado consiste en una solución suave de ácido sulfuroso, sulfúrico y ácido nítrico.
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En el laboratorio se simulará la formación de lluvia ácida:
Se conecta a
una bomba de
vació para
hacer que el
dióxido de
azufre burbujee
en el frasco
FRASCO LAVADOR
Se quema azufre, y genera dióxido de
azufre, el que por vacío es aspirado dentro
del embudo para burbujear en el frasco
lavador.
S + O2
el dióxido de
azufre reacciona
con el agua para
forma ácido
sulfuroso.
Comprobamos la
presencia
midiendo el pH de
la solución
SO2(g) + H2O
H2SO3
SO2(g)
TRÍPODE CON
TELA DE
AMIANTO
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Se quemará azufre (S) para formar con el oxígeno del aire el Dióxido de Azufre (SO2),
que se lo hará burbujear en agua, con quien reaccionará y formará ácido sulfuroso.
Comprobaremos la presencia a través de papel de pH, midiendo la acidez del medio.
Reacciones:
S
+
azufre
SO2
+
dióxido de azufre
O2
SO2
oxigeno
dióxido de azufre
H2O
H2SO3
água
ácido sulfuroso
El ácido sulfuroso en agua se disocia según
H2SO3
SO32-
+ 2 H+
anión sulfito
protones
los protones son quienes dan la acidez a una solución.
Efectos: debilita a las plantas haciéndolas más vulnerables y alterando la acción
fotosintética, degrada edificaciones, y es responsable de algunas muertes de lagos. Si
se acidifica un medio acuático, éste hará que no sea posible la reproducción de los
peces, disminuye la población y con ello el número de aves que se alimentan de éstos.
Al contrario, los insectos aumentan por acumulación pues los peces no se los comen.
De esta forma, podemos decir que el lago está “muerto” cuando su pH alcanza el
valor de 4,5.
Material extraído de: http://www.epa.gov/acidrain/spanish/what/index.html y http://queaprendemoshoy.com/la-lluviaacida.
POTABILIZACIÓN
La potabilización es el proceso por el cual el agua de río es tratada químicamente (por
el agregado de determinados productos), y físicamente (por someter el agua a
determinadas operaciones, como ser la filtración), para transformarla en una agua apta
para el consumo humano.
Fuente de agua para consumo domiciliario
En la ciudad de Rosario el proceso de potabilización se inicia desde la toma del agua
desde el río Paraná. El siguiente esquema representa todo el proceso hasta el envío
del fluido a los domicilio de los rosarinos.
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1. TOMA DEL RIO. Punto de captación de las aguas; REJA. Impide la penetración de
elementos de gran tamaño (ramas, troncos, peces, etc.).
2. DESARENADOR. Sedimenta arenas que van suspendidas para evitar dañar las
bombas.
3. BOMBEO DE BAJA (Bombas también llamadas de baja presión). Toman el agua
directamente del río enviando el agua cruda a la cámara de mezcla.
4. CAMARA DE MEZCLA. Donde se agrega al agua productos químicos. Los principales
son los coagulantes (sulfato de aluminio) y alcalinizantes (cal)
5. DECANTADOR. El agua llega velozmente a una pileta muy amplia donde se aquieta,
permitiendo que se depositen las impurezas en el fondo. Para acelerar esta operación,
se le agrega al agua coagulante que atrapan las impurezas formando pesados
coágulos. El agua sale muy clarificada y junto con la suciedad quedan gran parte de las
bacterias que contenía.
6. FILTRO. El agua decantada llega hasta un filtro donde pasa a través de sucesivas
capas de arena de distinto grosor. Sale prácticamente potable.
7. DESINFECCIÓN. Para asegurar aún más la potabilidad del agua, se le agrega cloro
que elimina el exceso de bacterias y lo que es muy importante, su desarrollo en el
recorrido hasta las viviendas.
8. BOMBEO DE ALTA. Toma el agua del depósito de la ciudad.
9. TANQUE DE RESERVA. Desde donde se distribuye a toda la ciudad. Muestras
tomadas en distintos lugares del sistema.
10. CONTROL FINAL. Antes de llegar al consumo, el agua es severamente controlada por
químicos, que la analizan
Material extraído de: educasitios.educ.ar. Proceso de potabilización de Aguas Santafesinas.
En el laboratorio se simulará el proceso de potabilización utilizando agua del río
Paraná, o bien del arroyo Saladillo que se realizará de acuerdo al esquema siguiente
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PROCESO DE POTABILIZACIÓN EN EL LABORATORIO
Agregamos sulfato de
aluminio (SO4)3Al2
para formar los
flóculos
Agregamos agua de
Cal Ca(OH)2 para
neutralizar la acidez
H2O de
río
Se
formarán
los
flóculos
Agregamos
hipoclorito
de sódio
(lavandina)
NaClO
Filtro
de
arena
y
grava
H2O
potable
SOPORTE
UNIVERSAL
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