sábado, 28 de septiembre de 2013

Sintesis- Libro de quimica I pag. 93-109 Agua y oxigeno

¿Por que el agua es un recurso vital?
6.1 ¿Qué papel cumple el agua en los organismos vivos?

El agua apareció al poco tiempo en que se formo el planeta. Los océanos se formaron primero que la atmosfera. En ese entonces el agua contenía grandes cantidades de amoniaco (NH3), metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2) para formar con ello (C,H,O,N). Quizá  la poderosa radiación ultravioleta proveniente del sol haya estimulado al acomodo y reacomodo de estos elementos hasta que por mera casualidad se formaron compuestos capaces de reproducirse. Así el agua origino la vida y de esta sigue dependiendo, la importancia de la inicialización de la vida. La vida dondequiera que exista sigue dependiendo del agua en la misma medida que en épocas anteriores. Este liquido tiene una importancia fundamental para los seres vivos, ya que todos estos contienen agua. El hombre adulto el porcentaje supera el 60% (en el recién nacido es de 70%). Antes de nacer el hombre pasa bastante tiempo en el agua del saco protector membranoso dentro del vientre materno y por su cuerpo fluye agua hasta el día de su muerte. Ya adultos somos aproximadamente 60% de agua.

 

DISTRIBUCION DEL AGUA EN EL CUERPO HUMANO
  • Solidos 40%
  • Agua intersticial 40%
  • Agua intracelular 40%
  • Agua intravascular o plasma 40%
  • Agua 60%
La importancia de este liquido es enorme; es fundamental para la vida, pero también es indispensable para mantener nuestra higiene y con ella la salud. La cantidad indispensable para el mantenimiento de la vida en un adulto normal varia de siete a 15 litros según la temperatura y el tipo de actividad que realice. El agua que bebemos y con la que nos seamos es un disolvente sirve para eliminar nuestros desechos, el ser humano puede soportar varios días sin comer, sin agua no puede sobrevivir por mas de 10 días. El agua es el reactivo que promueve la digestión en la que se rompen los carbohidratos y las proteínas. Las grasas o los lípidos, aunque no cambien químicamente, se emulsionan: dispersión de finas gotas de liquido, generalmente una grasa, en otro liquido. en agua para su asimilación en el organismo. Las plantas la transforman junto con la energía solar en crecimiento y reproducción, sintetizan sus alimentos extrayéndolos del agua y aire, en a primera se encuentran en forma de disolución acuosa. Así es tal su importancia que se puede afirmar que sin ella no habría vida en el planeta. Así pues lo anterior lo podemos resumir de la siguiente manera:

  • Transporta nutrientes y quita desperdicios del torrente sanguíneo.
  • Junto con el dióxido de carbono y minerales es transformada químicamente por las plantas y la energía solar en grandes masas de vegetación y luego devuelta al ambiente cuando las sustancias son quemadas o degradadas.
  • Los océanos y lagos almacenan y distribuyen el calor por lo que la mayor parte del planeta tiene un clima estable.
  • Se piensa que tuvo un papel muy significativo en la evolución de la vida que llevaron a la aparición de las primeras células vivientes.
  • Actúa como un medio para el desarrollo de una gran variedad de reacciones químicas.
6.2 IMPORTANCIA DEL AGUA COMO RECURSO VITAL

El agua es la fuente de todas las cosas. Cubre alrededor del 71% de toda la superficie, este liquido es incoloro, en grandes masas adopta un color azul debido a que retiene determinadas radiaciones. A escala mundial la cantidad de agua dulce es realmente pequeña. La mayor proporción del agua del planeta, 97.1 % del total  que son 1360 millones de km3 es agua salada del océano es demasiado salada ya que contiene 3.3 gr de sales disueltas por cada 100gr de disolución. La reserva que le sigue de magnitud, 2.24 % se halla en los glaciares y en las capas de hielo. Estos hielos si se derritieran elevarían el nivel de los océanos en mas de 100m.



EL CICLO HIDROLOGICO

La mayor cantidad de agua que cae a la tierra es mediante la lluvia. Al caer sobre el suelo, la mayor parte de ella se filtra y penetra directamente hacia el fondo para unirse con los mantos subterráneos; fluye hacia los lagos y ríos en forma de riachuelos y arroyos. ¿Pero de donde viene la lluvia? Esta cae de las nubes ¿Y de donde vienen las nubes? El calor del sol evapora el agua de los océanos, ríos y lagos o del suelo; al evaporarse se libera algunos de sus contaminantes que están disueltos en ella. El agua evaporada sube a la atmosfera que es mas fría que la superficie terrestre. Al enfriarse en la alturas el vapor se condensa y forma diminutas gotas que en grandes cantidades se convierte en nubes. El viento transporta las nubes llevando el agua hacia otras regiones. Cuando ocurren cambios de temperatura y de precipitación en la atmosfera el agua condensada se enfría formando gotas de mayor tamaño: la lluvia, el granizo o la nieve. La mayor parte de este liquido se evapora, regresa  a la atmosfera y vuelve a precipitarse. A esta secuencia de hechos se le denomina ciclo hidrológico; consiste en tres fases principales: PRECIPITACION, EVAPORACION Y EL FLUJO. Cada una de estas fases involucra cambios de estado ( a solido-liquido y gaseoso) dependiendo de varios factores como la temperatura.


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¿Cuál es el destino del agua que contaminamos?
El destino final de los casi 26 millones de litros de aguas negras desechadas en la Ciudad de México es el llamado Valle de Mezquital en el estado de Hidalgo. Esta agua se usa para riego de una superficie de 90 mil hectáreas.

El agua que se almacena en distintos sistemas acuáticos en cada uno pertenecen unos lapsos diferentes:
  • Océanos  4 mil años
  • Casquetes polares 10 a 1000 años
  • Lagos y presas 10 años
  • Pantanos 1 a 10 años
  • Mantos acuíferos 2 semanas a 10 mil años
  • Humedad en el suelo 2 semanas a 1 año
  • Canales 2 semanas
  • Atmosfera 10 días
Se piensa que el ciclo hidrológico como una fuente de purificación de agua pues si la contaminamos va al rio y luego el mara donde se evapora y luego se precipita y vuelve a ser potable. Pero esta capacidad de purificación no es infinita. En casos como el de la Zona Metropolitana de Ciudad de México (ZMCM); se altera por el alto consumo de agua (aprox. 70m3x cada segundo) lo cual impide la recarga de los mantos acuíferos.
Las reservas de agua dulce están siendo utilizadas extremadamente veloz mas rápido de lo que tarda en recuperarse. En la relación del hombre con su medio ambiente se ha producido una situación en la que debido al constante crecimiento de la población, se están consumiendo extensivamente los recursos naturales limitados y se arrojan al entorno los desechos. La naturaleza no es capaz de absorber y procesar naturalmente las grandes cantidades de contaminantes producidas por la actividad humana, de ahí la necesidad de tratar agua para eliminar o reducir los contaminantes.



¿Cómo debe ser el agua para el consumo humano?

El agua es indispensable para la vida y la que usamos para el consumo humano debe de tener ciertas características: que posee ciertas sales disueltas y que estas no rebasen determinadas cantidades y que la cantidad de bacterias patógenas (causantes de enfermedades) sea tal, que no ponga en riesgo nuestra salud.

Entérate...Lava tu tinaco

El agua interviene en la digestión, absorción, circulación y excreción; también actúan como medio de transporte de los nutrimentos, para todas las sustancias del organismo. El agua generalmente llega mediante tuberías a nuestra casa, este liquido esta libre de contaminantes, pero al entrar a nuestro tinaco o cisterna pierde esta calidad porque generalmente están sucios, pues nos olvidamos de lavarlos cuando menos cada seis meses con cepillo, jabón y cloro para evitar que se reproduzcan hongos y bacterias.

La calidad del agua se define mediante su temperatura, que tipo de sustancias contiene ya sea suspendidas o disueltas (sales, metales, etc.) o bien organismos (virus, bacterias, etc.) y en que concentración o cantidad se encuentran.

6.3 CONTRIBUCION DE LA QUIMICA EN LOS PROCESOS DE PURIFICACION DEL AGUA

Las ciudades bombean aguas negras sin tratar directamente a los ríos. Las fabricas enviaban el agua que había sido empleada en los procesos de manufactura, sin tratar a las corrientes de lagos y océanos. Al continuar esta practica y aumentar las poblaciones, los suministros de agua se degradaron a tal punto que llegaron a constituir graves peligros para la salud. Actualmente para rescatar esta problemática, los países requieren de grandes esfuerzos, inversiones y un cambio de actitud. La incorporación de tratamiento de aguas residuales es costosa. Las fabricas que tienen plantas de tratamiento de aguas residuales aumentan los precios de sus productos para mantener este equipo.
Los químicos participan en todas la etapas de la producción de agua potable en limpiar el agua antes de que llegue a nosotros, en monitorear la pureza y controlar la calidad del agua. Se realizan anualmente miles de análisis físicos, químicos y biológicos, después de que el agua ha sido utilizada en el tratamiento de agua residuales, antes de soltarla al mar o a los ríos.


¿Es suficiente el tratamiento de aguas residuales para el consumo?

A pesar de los proceso de tratamiento de agua, aun pueden permanecer en el agua tratada pequeñas cantidades de materiales indeseables. Estas incluyen nitratos, fosfatos, metales pesados y otras sustancias químicas provenientes de los plaguicidas y limpiadores. Algunas plantas de tratamiento avanzado poseen una etapa mas que ayuda a eliminar la mayor parte de estos materiales; estos procesos incluyen la filtración a través de carbón activo para remover materia orgánica, la destilación para eliminar sales y la floculación. Esta ultima incluye la adición del agua de un coagulante como el alumbre o sulfatos de hierro los cuales provocan que las partículas suspendidas formen agregados y se precipiten al fondo como hidróxidos.
 Investigadores de la UNAM han alertado de los graves problemas de contaminación y salud publica debido a que 70% de las aguas residuales producidas en nuestro país no se tratan. Actualmente hay muy pocas plantas de tratamiento de plantas residuales en la ZMCM; la UNAM cuenta con una planta experimental.
Solo 22% de las aguas residuales obtienen tratamiento municipal y el 21% de las residuales industriales recibe tratamiento previo a su descarga.

 
6.4 DISPONIBILIDAD MUNDIAL

No se dispone de mucho agua para las actividades humanas (0.63% del total) Existen regiones en las que abunda y otras en las que escasea. (50% del territorio nacional es semidesértico y árido por lo que se caracteriza por lluvias escasas e irregulares en tiempo y espacio, lo que resulta una falta acentuada de agua para los seres vivos). Los países mas ricos en este recurso son Canadá, EU, Rusia y Brasil, poseen 42% de todo el agua potable renovable en estos países solo habita una quinta parte de la población a nivel mundial. A nivel mundial nuestro país es considerado pobre en este recurso ya que la ONU establece que los países con disponibilidad de agua inferior a 500mtrs3 por habitante al año son pobres de agua. El termino disponibilidad es un criterio universal; el valor resulta de integrar en una formula la precipitación promedio anual de la regio, la superficie de esa zona. porcentaje de escurrimiento y el aprovechamiento, el volumen de extracción y la población que ahí vive.

  • Escurrimiento: Cantidad de agua de lluvia que no penetra al suelo
  • Aprovechamiento: Cantidad de agua de lluvia que penetra en el suelo y alimenta los mantos acuíferos.
  • Volumen de extracción : Se refiere a la cantidad de agua que se extrae de los acuíferos de la zona.
LA PROBLEMATICA DEL AGUA EN LA ZMCM

La ciudad de México ha crecido espectacularmente, han crecido los requerimientos de agua de su población. Los limites del D.F. fueron rebasados hace mucho tiempo por el crecimiento de la ciudad.
La desmesurada concentración y crecimiento de la población e industria impide que los recursos propios sean suficientes; Si comparamos la disponibilidad del agua de la ZMCM con la de Egipto, país desértico, resulta que la garantía de abastecimiento de agua para los que habitamos esta región esta 4 veces por debajo. Ante este panorama, se entiende porque desde la década de los años 50´ ha sido necesario traer agua de otras regiones ( cuencas de los ríos Lerma y Cutzamala).
Los 20 millones que habitamos en la ZMCM en conjunto consumimos aproximadamente 74m3 de agua por segundo, lo que equivale a llenar 6 veces el estadio Azteca a diario.
Este gran caudal proviene de 3 fuentes principales: el 72% se extrae de los mantos acuíferos; el 26% de las cuencas de los ríos Lerma y Cutzamala y el 2% restante de las pocas fuentes superficiales que aun quedan en la cuenca del Valle de México como el rio Magdalena.

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¿Qué tan fácil es traer el agua a la MZCM?
Traer agua del sistema de los ríos Lerma y Cutzamala implica un enorme gasto de dinero y energía, pues el agua de estos afluentes antes de llegar a la ciudad tienen que recorrer entre 60 y 154 km y vencer por un desnivel de mas de 1000mtrs, por lo que se requieren 102 plantas de bombeo que la impulsen para llegar a nosotros. Cada segundo se extraen del subsuelo 45 mtrs3 y solo se reponen 25mtrs3 de agua. Como consecuencia de la sobrexplotación de los mantos acuíferos, la ciudad se hunde entre 6 y 10 cm por año por lo tanto; se debilitan y se hacen los cimientos de los edificios mas vulnerables a los sismos.

La transportación de este recurso desde otras zonas es una situación favorable para los habitantes de la ciudad pero, además del costo económico que esto implica, se esta dejando sin agua a otras regiones.

¿Qué actitud debemos de tomar ante esta problemática?

 La falta de nueva infraestructura hidráulica, el crecimiento de la población, y la manera en que los habitantes de la ZMCM consumimos y desperdiciamos el agua, al hacer uso del agua tenemos la responsabilidad de no desperdiciarla ni ensuciarla en exceso, a pesar de las constantes alertas sobre la escasez de agua que experimenta la ciudad, los patrones de uso y el consumo inadecuado del agua continúan con las mismas tendencias, por lo que es urgente que a través de la educación y participación social se genere una cultura del agua entre la población para motivar un uso mas eficiente y racional ya que mientras en el DF el consumo por habitante es de unos 364 litros, en países europeos es de 120 litros, 38% del liquido que se distribuye en la red se pierde por fugas y tomas clandestinas. Así es importante que reflexiones acerca de como usas y cuidas este irremplazable recurso.

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¿Qué tan viejas son las tuberías que nos abastecen agua?

La red de tuberías para la distribución del agua en el DF tiene una longitud de mas de 10mil km con diámetros inferiores a 0.5 m y se empezó a instalar hace poco mas de 100 años.

¿Qué tanto desperdicias el agua?

En la ZMCM de cada 100 l que salen de las fuentes de abastecimiento, 43.5  se desperdician, 16 l se pierden en el camino de las fuentes de distribución a nuestras casas. Se pierden 12.5 l en las tomas domiciliarias, en el interior de las casas se pierden 15 l de los cuales 7.5 l son en fallas en el excusado, 3 l en fallas del tinaco o cisterna y 4.5 l por deficiencias en tuberías y llaves.


6.6 ¿Qué acciones podemos hacer para cuidar el agua?

Ante este panorama es necesario que tomemos conciencia sobre el uso racional del agua por lo menos con las siguientes acciones:
  • Cerrar la llave del agua cuando no se emplee
  • No dejarla correr al cepillar los dientes
  • Las lavadoras de trastos o de ropa deben funcionar solo cuando tengan una carga total
  • Limitar el tiempo de baño a 10 min o menos
  • Tomar duchas (limitar la cantidad del agua usada) en lugar de baños
  • No emplear el excusado para tirar basura
  • Al lavar los trastos a mano debe de usarse fregadero lleno de agua para enjuagar en vez de dejar correr el chorro de agua
  • Regar el jardín por la mañana o por la tarde para que el sol no evapore el agua con tanta rapidez
  • Arreglar las fugas
  • Instalar una regadera con ahorrador de agua
Entre otras actividades para la conservación del agua. Por otra parte podemos contribuir a no agravar la contaminación del agua al usar productos para la limpieza en el hogar elaborados por nosotros mismos que resulten menos dañinos para la salud y para el medio ambiente en comparación con los productos comerciales.


Conclusión:

El agua se esta convirtiendo en un recurso escaso ya que no cesa de aumentar su consumo como resultado del crecimiento de la población y el incremento en el nivel de vida, debemos tener en cuenta que cada uno de nosotros como integrantes de la sociedad consumimos satisfactores y por lo tanto somos generadores de contaminantes. Para producir los propósitos humanos, simplemente el agua no tiene sustituto pero como vivimos a dotación de este liquido es limitada por ello, tenemos la responsabilidad de usarla prudentemente y mantenerla lo mas limpia posible.; se requiere que tomemos conciencia sobre el uso racional del agua, debemos usar mejor el agua que tenemos. ¡EL AHORRO ES UNA SOLUCION!





Referencia:
Libro Química I
Agua y Oxigeno
Autores: Antonio Rico Galicia/ Rosa Elba Pérez Orta
Paginas: 93-109

miércoles, 25 de septiembre de 2013

Practica- Electrolisis del agua

Electrolisis del agua

OBJETIVO

Observar la electrolisis del agua para así determinar si es un compuesto oxigeno e hidrógeno, 2 a 1

HIPOTESIS

Poder afirmar que el lado negativo  (ánodo) de la pila es el doble que el del lado positivo (cátodo)

MATERIALES

Tubos de ensaye
Cristalizador
Agitador de vidrio
2 Pilas de 9 V
Agua
Cinta de aislar
Hidróxido de sodio
Grafito
Probeta
Caimanes

*imagen del circuito eléctrico creado : uniendo las 2 pilas con cinta, poniendo un caimán en un lado positivo y otro en el negativo y en las pinzas de cada extremo del caimán un pedazo de grafito*

PROCEDIMIENTO

1.- Se agrega las 2-3ras partes de agua en el cristalizar y después un poco de hidróxido de sodio y se agita hasta que este se disuelva bien.

 

2.- Luego una vez disuelto bien, se llenan 2 tubos de ensaye con la sustancia resultante y se ponen boca abajo, bien llenos y sin aire dentro del catalizador



 
 
3.-Despues se introducen los caimanes con el grafito del circuito eléctrico uno en cada tubo de ensaye.
 
 
 
4.-Luego se espera a que s lleve a cabo la electrolisis.
 
 
 


5.- Una vez que reacciono se marca el tubo de ensaye para saber hasta donde llego
 
 
 
6.-Y por ultimo se mide el agua del tubo de ensaye en la probeta para saber hasta donde llego.
 
 
 
 
 
RESULTADOS
 
Se pudo ver que el negativo (rojo) ánodo fue el que tuvo mas reacción en esta practica a comparación con el positivo (negro) cátodo y solo bajo muy poco. El Oxigeno su vol. era de 10 ml y del Hidrogeno era 9 ml.
 
 
CONCLUSION
 
Conforme a como se llevo a cabo la practica se pude decir que no funciono según lo esperado la hipótesis, debido a que salieron casi con el mismo vol. el oxigeno y el hidrogeno.


jueves, 19 de septiembre de 2013

Practica- Formacion del Agua

Formación de H2O

OBJETIVO
Creación de hidrógeno y oxigeno para con ello poder crear agua

HIPOTESIS
Para la formación del agua la formación depende de su relación que es 2 a , hablando en volumen para la formación del agua.

MATERIALES
Una bandeja llena de agua
Botella de vidrio
Soporte universal
Tuvo de ensaye
Mechero
Manguera
Corchos
Cerillos
Acido Clorhídrico
Una piedra de Zinc
Clorato de potasio

PROCEDIMIENTO

1.- Saber la capacidad de la botella y con ello dividirlo entre 3 y después se hacen las marcas dependiendo el resultado.


2.- Luego se llena de agua y se pone abajo dentro de la bandeja llena con agua sin dejar que le entre aire, luego se mete un extremo de la manguera y en el otro el corcho con el tubo de vidrio, la botella se pone un poco en diagonal, en un tubo de ensayo se agrega un poco de acido y al momento en que se le agrega el zinc se tapa con el corcho y se espera a que reaccione y baje hasta la cantidad de 2; es decir hasta la segunda marca.

 

3.- Una vez que baja el agua hasta la segunda marca y se formo ya el hidrogeno, se quita el corcho del tubo de ensaye con el acido y este se hace a un lado ya que no se va a ocupar ya. En el otro tubo de ensaye se le agrega catalizador y clorato de potasio y se tapa con el corcho que tiene la manguera y el tubo de ensaye se pone a calentar sin la rejilla que sea directo para una mejor reacción y con esto esperar hasta que toda el agua se salga (marca ultima #3) y se forme ahora el oxigeno.


4.- Una vez que término la reacción se saca la botella y se tapa para que no se salgan los gases ya formados.

5.-Despues se enciende un cerillo, y se destapa la pone pero al momento de quitarle el corcho debe de acercársele el cerillo para que salga una llama y con esto se formen unas pequeñas gotas de agua.



RESULTADOS

Se puedo notar que efectivamente una vez obtenidos el oxigeno y el hidrogeno con el contacto dl fuego que se le aplico salió una llama y con ello dio como resultado unas cuantas gotas de agua como se esperaba.

CONCLUSION

Se pudo comprobar que realmente funciono y que su relación es 2 a 1 de hidrógeno y oxigeno.

Aquí les dejo el video de cuando se forma el agua:
https://www.facebook.com/photo.php?v=543141735756478&notif_t=video_processed