Agua

Tipos de agua El agua se puede presentar en tres estados siendo de las pocas sustancias que pueden encontrarse en sus tres estados de forma natural. [9] El agua adopta formas muy distintas sobre la tierra: como vapor de agua, conformando nubes en el aire; como agua marina, eventualmente en forma de icebergs en los oceanos; en glaciares y rios en las montanas, y en los acuiferos subterraneos su forma liquida. El agua puede disolver muchas sustancias, dandoles diferentes sabores y olores.

Como consecuencia de su papel imprescindible para la vida, el ser humano -entre otros muchos animales- ha desarrollado sentidos capaces de evaluar la potabilidad del agua, que evitan el consumo de agua salada o putrefacta. Los humanos tambien suelen preferir el consumo de agua fria a la que esta tibia, puesto que el agua fria es menos propensa a contener microbios. El sabor perceptible en el agua de deshielo y el agua mineral se deriva de los minerales disueltos en ella; de hecho el agua pura es insipida.

Para regular el consumo humano, se calcula la pureza del agua en funcion de la presencia de toxinas, agentes contaminantes y microorganismos. El agua recibe diversos nombres, segun su forma y caracteristicas:[10] Estas

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gotas se forman por la elevada tension superficial del agua. Copo de nieve visto a traves de un microscopio. Esta coloreado artificialmente. * Segun su estado fisico: * Hielo (estado solido) * Agua (estado liquido) * Vapor (estado gaseoso) * Segun su posicion en el ciclo del agua: * Hidrometeoro * Precipitacion | Precipitacion segun desplazamiento |    | Precipitacion segun estado | * precipitacion vertical * lluvia * lluvia congelada * llovizna * lluvia helada * nieve * granizo blando * granulos de nieve * perdigones de hielo * aguanieve * pedrisco * cristal de hielo * precipitacion horizontal (asentada) * rocio * escarcha * congelacion atmosferica * hielo glaseado |    | * precipitacion liquida * lluvia * lluvia helada * llovizna * llovizna helada * rocio * precipitacion solida * nevasca * granizo blando * granulos de nieve * perdigones de hielo * lluvia helada * granizo * prismas de hielo * escarcha * congelacion atmosferica * hielo glaseado * aguanieve * precipitacion mixta * con temperaturas cercanas a los 0 °C | * particulas en suspension * nubes * niebla * bruma * particulas en ascenso (impulsadas por el viento) * ventisca * nieve revuelta * segun su circunstancia * agua subterranea * agua de deshielo * agua meteorica * agua inherente – la que forma parte de una roca * agua fosil * agua dulce * agua superficial * agua mineral – rica en minerales * Agua salobre ligeramente salada * agua muerta – extrano fenomeno que ocurre cuando una masa de agua dulce o ligeramente salada circula sobre una masa de agua mas salada, mezclandose ligeramente. Son peligrosas para la navegacion. * agua de mar * salmuera – de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio. segun sus usos * agua entubada * agua embotellada * agua potable – la apropiada para el consumo humano, contiene un valor equilibrado de minerales que no son daninos para la salud. * agua purificada – corregida en laboratorio o enriquecida con algun agente – Son aguas que han sido tratadas para usos especificos en la ciencia o la ingenieria. Lo habitual son tres tipos: * agua destilada * agua de doble destilacion * agua desionizada * atendiendo a otras propiedades * agua blanda – pobre en minerales * agua dura – de origen subterraneo, contiene un elevado valor mineral * agua de cristalizacion — es la que se encuentra dentro de las redes cristalinas. hidratos — agua impregnada en otras sustancias quimicas * agua pesada – es un agua elaborada con atomos pesados de hidrogeno-deuterio. En estado natural, forma parte del agua normal en una concentracion muy reducida. Se ha utilizado para la construccion de dispositivos nucleares, como reactores. * agua de tritio * agua negra * aguas grises * agua disforica * segun la microbiologia * agua potable * agua residual * agua lluvia o agua de superficie * El agua es tambien protagonista de numerosos ritos religiosos. Se sabe de infinidad de ceremonias ligadas al agua. El cristianismo, por ejemplo, ha atribuido tradicionalmente ciertas caracteristicas al agua bendita.

Existen tambien otros tipos de agua que despues de cierto proceso adquieren supuestas propiedades, como el agua vitalizada. Propiedades fisicas y quimicas Articulo principal: Agua (molecula) Modelo mostrando los enlaces de hidrogeno entre moleculas de agua. El impacto de una gota sobre la superficie del agua provoca unas ondas caracteristicas, llamadas ondas capilares. Accion capilar del agua y el mercurio. El agua es una sustancia que quimicamente se formula como H2O; es decir, que una molecula de agua se compone de dos atomos de hidrogeno enlazados covalentemente a un atomo de oxigeno. Fue Henry Cavendish quien descubrio en 1781 que el agua es una sustancia compuesta y no un elemento, como se pensaba desde la Antiguedad.

Los resultados de dicho descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a conocer que el agua estaba formada por oxigeno e hidrogeno. En 1804, el quimico frances Joseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geografo aleman Alexander von Humboldt demostraron que el agua estaba formada por dos volumenes de hidrogeno por cada volumen de oxigeno (H2O). Las propiedades fisicoquimicas mas notables del agua son: * El agua es insipida e inodora en condiciones normales de presion y temperatura. El color del agua varia segun su estado: como liquido, puede parecer incolora en pequenas cantidades, aunque en el espectrografo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso.

El hielo tambien tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora. [11] * El agua bloquea solo ligeramente la radiacion solar UV fuerte, permitiendo que las plantas acuaticas absorban su energia. * Ya que el oxigeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrogeno, el agua es una molecula polar. El oxigeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los atomos de hidrogenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuerte momento dipolar electrico. La interaccion entre los diferentes dipolos electricos de una molecula causa una atraccion en red que explica el elevado indice de tension superficial del agua. La fuerza de interaccion de la tension superficial del agua es la fuerza de van der Waals entre moleculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tension superficial explica la formacion de ondas capilares. A presion constante, el indice de tension superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura. [12] Tambien tiene un alto valor adhesivo gracias a su naturaleza polar. * La capilaridad se refiere a la tendencia del agua de moverse por un tubo estrecho en contra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las plantas vasculares, como los arboles. * Otra fuerza muy importante que refuerza la union entre moleculas de agua es el enlace por puente de hidrogeno. [13] El punto de ebullicion del agua (y de cualquier otro liquido) esta directamente relacionado con la presion atmosferica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua hierve a unos 68? C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100?. Del mismo modo, el agua cercana a fuentes geotermicas puede alcanzar temperaturas de cientos de grados centigrados y seguir siendo liquida. [14] Su temperatura critica es de 373. 85 °C (647,14? K), su valor especifico de fusion es de 0,334 kJ/g y su indice especifico de vaporizacion es de 2,23kJ/g. [15] * El agua es un disolvente muy potente, al que se ha catalogado como el disolvente universal, y afecta a muchos tipos de sustancias distintas.

Las sustancias que se mezclan y se disuelven bien en agua -como las sales, azucares, acidos, alcalis, y algunos gases (como el oxigeno o el dioxido de carbono, mediante carbonacion)- son llamadas hidrofilas, mientras que las que no combinan bien con el agua -como lipidos y grasas- se denominan sustancias hidrofobicas. Todos los componentes principales de las celulas de proteinas, ADN y polisacaridos se disuelven en agua. Puede formar un azeotropo con muchos otros disolventes. * El agua es miscible con muchos liquidos, como el etanol, y en cualquier proporcion, formando un liquido homogeneo. Por otra parte, los aceites son inmiscibles con el agua, y forman capas de variable densidad sobre la superficie del agua. Como cualquier gas, el vapor de agua es miscible completamente con el aire. El agua pura tiene una conductividad electrica relativamente baja, pero ese valor se incrementa significativamente con la disolucion de una pequena cantidad de material ionico, como el cloruro de sodio. * El agua tiene el segundo indice mas alto de capacidad calorifica especifica -solo por detras del amoniaco- asi como una elevada entalpia de vaporizacion (40. 65 kJ mol-1); ambos factores se deben al enlace de hidrogeno entre moleculas. Estas dos inusuales propiedades son las que hacen que el agua «modere» las temperaturas terrestres, reconduciendo grandes variaciones de energia. Animacion de como el hielo pasa a estado liquido en un vaso. Los 50 minutos transcurridos se concentran en 7 segundos. La densidad del agua liquida es muy estable y varia poco con los cambios de temperatura y presion. A la presion normal (1 atmosfera), el agua liquida tiene una minima densidad (0,958 kg/l) a los 100 °C. Al bajar la temperatura, aumenta la densidad (por ejemplo, a 90 °C tiene 0,965 kg/l) y ese aumento es constante hasta llegar a los 3,8 °C donde alcanza una densidad de 1 kg/litro. Esa temperatura (3,8 °C) representa un punto de inflexion y es cuando alcanza su maxima densidad (a la presion mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la practica), hasta que a los 0° disminuye hasta 0,9999 kg/litro.

Cuando pasa al estado solido (a 0 °C), ocurre una brusca disminucion de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l. * El agua puede descomponerse en particulas de hidrogeno y oxigeno mediante electrolisis. * Como un oxido de hidrogeno, el agua se forma cuando el hidrogeno -o un compuesto conteniendo hidrogeno- se quema o reacciona con oxigeno -o un compuesto de oxigeno-. El agua no es combustible, puesto que es un producto residual de la combustion del hidrogeno. La energia requerida para separar el agua en sus dos componentes mediante electrolisis es superior a la energia desprendida por la recombinacion de hidrogeno y oxigeno. Esto hace que el agua, en contra de lo que sostienen algunos rumores,[16] no sea una fuente de energia eficaz. [17] Los elementos que tienen mayor electropositividad que el hidrogeno -como el litio, el sodio, el calcio, el potasio y el cesio- desplazan el hidrogeno del agua, formando hidroxidos. Dada su naturaleza de gas inflamable, el hidrogeno liberado es peligroso y la reaccion del agua combinada con los mas electropositivos de estos elementos es una violenta explosion. Actualmente se sigue investigando sobre la naturaleza de este compuesto y sus propiedades, a veces traspasando los limites de la ciencia convencional. [18] En este sentido, el investigador John Emsley, divulgador cientifico, dijo en cierta ocasion del agua que «(Es) una de las sustancias quimicas mas investigadas, pero sigue iendo la menos entendida». [19] Distribucion de agua en la naturaleza El agua en el Universo La mayoria del agua que existe en el universo puede haber surgido como derivado de la formacion de una estrella. El nacimiento de las estrellas suele causar un fuerte flujo de gases y polvo cosmico. Cuando este material colisiona con el gas de las zonas exteriores, las ondas de choque producidas comprimen y calientan el gas. Se piensa que el agua es producida en este gas calido y denso. [20] Se ha detectado agua en nubes interestelares dentro de nuestra galaxia, la Via Lactea. Estas nubes interestelares pueden condensarse eventualmente en forma de una nebulosa solar.

Ademas, se piensa que el agua puede ser abundante en otras galaxias, dado que sus componentes (hidrogeno y oxigeno) estan entre los mas comunes del universo. [21] Se ha detectado vapor de agua en: Gotas de rocio suspendidas de una telarana. * Mercurio – Un 3,4% de su atmosfera contiene agua, y grandes cantidades en la exosfera. [22] * Venus – 0. 002% en la atmosfera * Tierra – cantidades reducidas en la atmosfera (sujeto a variaciones climaticas) * Marte – 0. 03% en la atmosfera * Jupiter – 0. 0004% en la atmosfera * Saturno – solo en forma de indlandsis * Encelado (luna de Saturno) – 91% de su atmosfera * Exoplanetas conocidos, como el HD 189733 b[23] [24] y HD 209458 b. [25] El agua en su estado liquido esta presente en: * Tierra – 71% de su superficie * Luna – en 2008 se encontraron[26] equenas cantidades de agua en el interior de perlas volcanicas traidas a la Tierra por la expedicion del Apolo 15, de 1971. * Encelado (luna de Saturno) y en Europa (luna de Jupiter) existen indicios de que el agua podria existir en estado liquido. Se ha detectado hielo en: * Tierra, sobre todo en los casquetes polares. * Marte, en los casquetes polares. * Titan * Europa * Encelado * En cometas y objetos de procedencia meteorica, llegados por ejemplo desde el Cinturon de Kuiper o la Nube de Oort. * Podria aparecer en estado de hielo en la Luna, Ceres y Tetis. * Es probable que el agua forme parte de la estructura interna de planetas como Urano y Neptuno. El agua y la zona habitable Articulo principal: Zona de habitabilidad

Zona habitable en el Sistema Solar donde el sol genera unas condiciones de presion y temperatura que permite la existencia de agua en sus tres estados (marcada en azul). Interpolacion de la zona habitable en otros sistemas planetarios con soles de diferentes tamanos. La existencia de agua en estado liquido -en menor medida en sus formas de hielo o vapor- sobre la Tierra es vital para la existencia de la vida tal como la conocemos. La Tierra esta situada en un area del sistema solar que reune condiciones muy especificas, pero si estuviesemos un poco mas cerca del Sol -un 5%, o sea 8 millones de kilometros- ya bastaria para dificultar enormemente la existencia de los tres estados de agua conocidos. [27] La masa de la Tierra genera una fuerza de gravedad que impide que los gases de la atmosfera se dispersen.

El vapor de agua y el dioxido de carbono se combinan, causando lo que ha dado en llamarse el efecto invernadero. Aunque se suele atribuir a este termino connotaciones negativas, el efecto invernadero es el que mantiene la estabilidad de las temperaturas, actuando como una capa protectora de la vida en el planeta. Si la Tierra fuese mas pequena, la menor gravedad ejercida sobre la atmosfera haria que esta fuese mas delgada, lo que redundaria en temperaturas extremas, evitando la acumulacion de agua excepto en los casquetes polares (tal como ocurre en Marte). Algunos teoricos han sugerido que la misma vida, actuando como un macroorganismo, mantiene las condiciones que permiten su existencia.

La temperatura superficial de la tierra ha estado en relativamente constante variacion a traves de las eras geologicas, a pesar de los cambiantes niveles de radiacion solar. Este hecho ha motivado que algunos investigadores crean que el planeta esta termorregulado mediante la combinacion de gases del efecto invernadero y el albedo atmosferico y superficial. Esta hipotesis, conocida como la teoria de Gaia, no es sin embargo la posicion mas adoptada entre la comunidad cientifica. El estado del agua tambien depende de la gravedad de un planeta. Si un planeta es lo bastante grande, el agua que exista sobre el permaneceria en estado solido incluso a altas temperaturas, dada la elevada presion causada por la gravedad.