quimica

19. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Sustancia Punto de ebullición (º C) Punto de fusión (º C) Calor de evaporación Cal/g Calor de fusión Cal/g Cloruro de etilo Éter etílico Alcohol etílico Agua 13 34.6 78.4 100.0 -139 -116 -112 0 92.5 83.9 204.3 540 - - 24.9 80.0

20. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Punto de solidificación o punto de congelación Cuando se retira calor de un líquido, éste se enfría cada vez más, hasta que se alcanza una temperatura a la que se comienza a solidificar. Un liquido que se transforma en sólido se dice se solidifica . Cuando se calienta un sólido continuamente, se alcanza una temperatura a la cual el sólido comienza a derretirse o licuarse. Un sólido que se transforma en líquido se dice que se funde .

21. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS La temperatura a la que la fase sólida de una sustancia está en equilibrio con su fase líquida se llama punto de solidificación (punto de fusión) . La ecuación de equilibrio es: Fusión Sólido Líquido Solidificación

22. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Propiedades del agua. Físicas. El agua pura es un líquido inodoro, insípido, transparente y prácticamente incoloro pues sólo en grandes espesores presenta un tono débilmente azulado o azul-verdoso.

23. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS La densidad del agua aumenta anormalmente al elevar la temperatura de 0º C a 4º C en que alcanza su valor máximo de 1 g/cm 3 . Por encima o por debajo de esta temperatura el agua se dilata y la densidad disminuye según se observa en la tabla siguiente en la que se incluye la densidad del hielo con fines comparativos.

24. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Otra propiedad anormal del agua es su expansión considerable al pasar al estado sólido. El agua congela a 0º C y se convierte en hielo y como la densidad disminuye, el hielo que se forma flota sobre el agua.

25. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS El comportamiento especial del agua en lo que respecta a la variación anormal de la densidad y en los valores elevados de los calores latentes de fusión y de vaporización, puede explicarse mediante la asociación de sus moléculas determinada en parte por el carácter polar de las mismas y fundamentalmente por el enlace de puentes de hidrógeno.

26. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Químicas. El agua tiene una gran importancia como medio en el que se verifican numerosos procesos químicos. Todas las reacciones asociadas con la vida vegetal o animal necesitan la presencia del agua para proseguir dentro del organismo viviente. Hasta la descomposición de la materia orgánica provocada por bacterias requiere la presencia de humedad. Las frutas, verduras y carnes desecadas tardan mucho tiempo en descomponerse y, por ello, la desecación de los alimentos constituye el método más económico e importante para conservarlos.

27. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Muchas reacciones no se verifican o bien transcurren con velocidad muy pequeña si no existen al menos indicios de agua, la cual actúa como catalizador. El agua es un compuesto fuertemente exotérmico pues su calor de formación es igual a 68320 Cal/mol y, en consecuencia, será un compuesto muy estable requiriendo para descomponerse grandes cantidades de energía.

28. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS El agua reacciona con muchos metales desprendiendo hidrógeno, los metales muy activos reaccionan a la temperatura ordinaria, incluso violentamente, pero los menos activos requieren temperaturas elevadas.

29. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS El agua se une a un gran número de óxidos dando lugar a los ácidos y bases y se une también a otros muchos compuestos, especialmente sales, formando hidratos , en los que el agua mantiene su individualidad molecular. El agua da lugar también con muchas sustancias a reacciones de doble descomposición que reciben el nombre de hidrólisis .

30. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Hidratos. Cuando algunas sustancias sólidas se disuelven en agua y la solución se deja evaporar lentamente la sustancia disuelta se separa, cristaliza , en forma de cristales que contienen cantidades definidas de agua. Así, por ejemplo, si se disuelve en agua sulfato cúprico se obtiene una solución azul.

31. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Al evaporar el agua se depositan cristales azules cuyo análisis muestra la composición siguiente: 63.93% CuSO 4 y 36.07% de agua. Si estos cristales azules se calientan, se desprende agua y queda nuevamente un polvo blanco que es el sulfato anhidro. CuSO 4 + H 2 O CuSO 4 . 5H 2 O

32. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Estos compuestos de adición del agua a muchas sustancias, generalmente sales, se denominan hidratos. El agua de un hidrato se llama agua de hidratación y más frecuentemente, agua de cristalización.

33. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Sustancias higroscópicas: delicuescencia y eflorescencia. Muchas sales anhidras y otras sustancias absorben agua de la atmósfera. A esas sustancias se las llama higroscópicas .

34. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Algunos compuestos continúan absorbiendo agua más allá de la etapa del hidrato y forman soluciones. Una sustancia que sigue absorbiendo agua de la atmósfera hasta formar una solución, se denomina delicuescencia . Los compuestos de este tipo son útiles como agentes secantes (desecadores). Las sustancias más utilizadas son: cloruro de calcio anhidro, sulfato de magnesio, sulfato de sodio, sulfato de calcio, la gel de sílice y el pentóxido de difósforo-

35. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Al proceso por el que los materiales cristalinos pierden agua espontáneamente al ser expuestos al ambiente se denomina eflorescencia . La sal de Glauber, sulfato de sodio decahidratado, que es una sal cristalina transparente, pierde agua al exponerla al aire.

36. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Clases de agua Aguas minerales . Las aguas de los ríos y de la lluvia penetran en la corteza terrestre por las grietas de las rocas, para formar caudales subterráneos donde se combina con elementos que se encuentran en las diversas capas terrestres por las que atraviesan, hasta brotar al exterior. Según los minerales con los que se combinen las aguas, serán éstas ferruginosas (hierro), sulfurosas (azufre), alcalinas (calcio).

37. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Agua dulce . Es la que no contiene sino una pequeña cantidad de sales en disolución. Para que sea potable, es decir para poder emplearla en la alimentación, no debe contener microbios, debe ser aireado y sin olor ni sabor. Para esto hay necesidad de filtrarla usando capas de carbón, arena o piedra pómez.

38. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Aguas saladas . Son las que contienen grandes porciones de cloruro de sodio (sal común), como el agua de los mares y de algunos lagos. Agua dura . El agua que contiene en solución cantidades apreciables de compuestos de calcio y magnesio, se llama agua dura porque la acción química de estos compuestos sobre el jabón origina un producto insoluble.

39. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Los compuestos de calcio y magnesio presentes en el agua son casi siempre cloruros, sulfatos y bicarbonatos. Aunque el carbonato de calcio es muy poco soluble en agua, en contacto con el dióxido de carbono contenido siempre en las aguas naturales se transforma en bicarbonato, el cual es más soluble. Si el agua se hierve, los bicarbonatos se descomponen en los carbonatos, que precipitan, Ca(HCO 3 ) 2  CaCO 3  + H 2 O + CO 2

40. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Y, por ello, la dureza debida a los bicarbonatos de calcio y magnesio disueltos en el agua se denomina dureza temporal o de carbonatos porque puede eliminarse por ebullición del agua si bien se suprime agregando la cantidad equivalente de hidróxido de calcio, que se conoce como cal apagada, Ca(HCO 3 ) 2 + Ca(OH) 2  CaCO 3  + 2 H 2 O

41. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS O bien de sosa cáustica, NaOH, o de amoníaco en disolución, Ca(HCO 3 ) 2 + 2Na(OH)  CaCO 3  + Na 2 CO 3 + 2 H 2 O Ca(HCO 3 ) 2 + 2NH 3  CaCO 3  + (NH 4 ) 2 CO 3 La dureza producida por los compuestos solubles de calcio y magnesio no puede eliminarse de esta manera y se conoce como dureza permanente.

42. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Contaminación del agua El agua contaminada se caracterizaba antes como la de aspecto turbio, con mal olor o sabor, y con bacteria patógenas. Sin embargo, factores como la creciente población, las necesidades industriales de agua, la contaminación atmosférica, los tiraderos de deshechos tóxicos y el uso de pesticidas han modificado mucho el problema de la contaminación del agua. Muchos de los nuevos contaminantes no son eliminados ni destruidos mediante los procesos normales de tratamiento del agua.

43. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Muchos brotes de enfermedades o envenenamientos, como tifoidea, disentería y cólera, puede atribuirse directamente al agua contaminada ("impotable"). Los ríos y arroyos son receptores donde fácilmente los centros urbanos descargan los desechos industriales y domésticos. Gran parte de ésta agua se usa de nuevo corriente abajo y es descargada de nuevo a curso de agua. El proceso se puede repetir muchas veces.

44. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Oxígeno disuelto y calidad de agua La cantidad del O 2 disuelto en agua es un indicador importante de la calidad de la misma. El agua completamente saturada de aire a 1 atm y 20º C contiene alrededor de 9 ppm de O 2 . El oxígeno es necesario para los peces y para muchas otras formas de vida acuática. Los peces de agua fría requieren aproximadamente 5 ppm de oxígeno disuelto para sobrevivir. Las bacterias aerobias consumen oxígeno disuelto para oxidar materiales orgánicos y satisfacer así sus necesidades de energía. El material orgánico que las bacterias son capaces de oxidar es biodegradable . Esta oxidación ocurre a través de un conjunto complejo de reacciones químicas, y el material orgánico desaparece gradualmente.

45. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Las cantidades excesivas de materiales biodegradables en el agua son perjudiciales porque agotan en el agua el oxígeno necesario para sustentar la vida animal normal. De hecho, estos materiales biodegradables se conocen como desechos que demandan oxígeno . Las fuentes típicas de desechos que demandan oxígeno son las aguas residuales, los desechos industriales de plantas procesadoras de alimentos y fábricas de papel, y el efluente (desechos líquidos) de las plantas empacadoras de carnes.

46. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS En presencia de oxígeno, el carbono, el hidrógeno, el nitrógeno, el azufre y el fósforo del material biodegradable se convierten principalmente en CO 2, HCO 3 -1 , H 2 O, NO 3 -1 , SO 4 -2 y fosfatos. Estas reacciones de oxidación reducen a veces la cantidad de oxígeno disuelto hasta el punto en el que las bacterias aerobias ya no pueden sobrevivir. Las bacterias anaerobias, se hacen cargo entonces del proceso de descomposición y forman CH 4 , NH 3 , H 2 S, PH 3 y otros productos, varios de los cuales contribuyen al olor desagradable de ciertas aguas contaminadas.

47. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Los nutrimentos de los vegetales, en particular el nitrógeno y el fósforo, contribuyen a la contaminación del agua estimulando el crecimiento excesivo de plantas acuáticas. Los resultados más visibles del crecimiento vegetal excesivo son algas flotantes y aguas turbias. Sin embargo, algo más significativo es que, conforme el crecimiento vegetal se hace excesivo, la cantidad de materia vegetal muerta y en descomposición aumenta rápidamente, un proceso que se llama eutrificación .

48. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS Las plantas en descomposición consumen O 2 al ser biodegradadas, lo que origina el agotamiento del oxígeno del agua. Sin reservas suficientes de oxígeno el agua, a su vez, es incapaz de sustentar cualquier forma de vida animal. Las fuentes más importantes de compuestos de nitrógeno y fósforo en el agua son las aguas residuales domésticas (detergentes que contienen fosfatos y desechos corporales que contienen nitrógeno), residuos líquidos de las tierras agrícolas /fertilizantes que contienen nitrógeno y fósforo) y desechos líquidos de áreas de cría de ganado (desechos animales que contienen nitrógeno)

49. SOLUCIONES Y PROPIEDADES COLIGATIVAS