Goma de Karaya
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http://practicasintegrales.files.wordpress.com/2007/09/practica-1.pdf http://www.insivumeh.gob.gt/hidrologia/Calidad_del_Agua/BOL.%20No.%202%20Nahualate% 20version%20electronica.pdf Agua: Propiedades y funciones 1. Acción disolvente El agua es el líquido que más sustancias dis uelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga iónica (alcoholes, azúcares con grupos R-OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas + y - , lo que da lugar a disoluciones moleculares Fig. 2. También las moléculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se disocian formando disoluciones iónicas.(Fig.1) Figura 1 Figura 2 En el caso de las disoluciones iónicas (fig. 1) los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados. La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones: 1. Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo 2. Sistemas de transporte 2. Elevada fuerza de cohesión Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces de agujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos. 3. Elevada fuerza de adhesión
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http://www.insivumeh.gob.gt/hidrologia/Calidad_del_Agua/BOL.%20No.%202%20Nahualate%
20version%20electronica.pdf
Agua: Propiedades y funciones
1. Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolvente universal. Estapropiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que pueden presentar grupos polares o con carga iónica (alcoholes, azúcares con gruposR-OH, aminoácidos y proteínas con grupos que presentan cargas + y - , lo que da lugar a disolucionesmoleculares Fig. 2. También las moléculas de agua pueden disolver a sustancias salinas que se disocianformando disoluciones iónicas.(Fig.1)
Figura 1 Figura 2
En el caso de las disoluciones iónicas (fig. 1) los iones de las sales son atraídos por los dipolos del agua,quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados o solvatados.
La capacidad disolvente es la responsable de dos funciones:
1. Medio donde ocurren las reacciones del metabolismo
2. Sistemas de transporte
2. Elevada fuerza de cohesión
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando una estructuracompacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse puede funcionar enalgunos animales como un esqueleto hidrostático, como ocurre en algunos gusanos perforadores capaces deagujerear la roca mediante la presión generada por sus líquidos internos.
3. Elevada fuerza de adhesión
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Esta fuerza está también en relación con los puentesde hidrógeno que se establecen entre las moléculasde agua y otras moléculas polares y es responsable, junto con la cohesión del llamado fenómeno de la capilaridad. Cuando se introduce un capilar (Fig. 3) enun recipiente con agua, ésta asciende por el capilar como si trepase agarrándose por las paredes, hasta
alcanzar un nivel superior al del recipiente, donde lapresión que ejerce la columna de agua se equilibra conla presión capilar. A este fenómeno se debe en parte laascensión de la savia bruta desde las raíces hasta lashojas, a través de los vasos leñosos.
4. Gran calor específico
También esta propiedad está en relación con lospuentes de hidrógeno que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidadesde "calor" que utiliza para romper los puentes de hidrógeno, por lo que la temperatura se eleva muy lentamente.Esto permite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así la temperaturase mantiene constante .
5. Elevado calor de vaporización
Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los responsables de esta propiedad. Para
evaporar el agua, primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a las moléculas de agua de lasuficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.
Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20º C.
Funciones del agua
Las funciones del agua se relacionan íntimamente con las propiedades anteriormente descritas. Se podríanresumir en los siguientes puntos:
-Soporte o medio donde ocurren las reacciones metabólicas
-Amortiguador térmico
-Transporte de sustancias
-Lubricante, amortiguadora del roce entre órganos
Favorece la circulación y turgencia
Da flexibilidad y elasticidad a los tejidos
Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones o hidroxilos al medio.
Ósmosis
1. ósmosis y presión osmótica
Si tenemos dos disoluciones acuosas de distinta concentración separadas por una membrana semipermeable (deja pasar el disolvente pero no el soluto), se produce el fenómeno de la ósmosis (también osmosis) quesería un tipo de difusión pasiva caracterizada por el paso del agua (disolvente) a través de la membranasemipermeable desde la solución más diluida (hipotónica) a la más concentrada (hipertónica), este trasiegocontinuará hasta que las dos soluciones tengan la misma concentración ( isotónicas o isoosmóticas ).
AguaDe Wikipedia, la enciclopedia libre
http://es.wikipedia.org/wiki/Agua
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Para otros usos de este término, véase Agua (desambiguación).
Para las propiedades físicas y químicas del agua, véase Molécula de agua.
Figura 3
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El agua en la naturaleza se encuentra en sus tres estados: líquido fundamentalmente en los
océanos, sólido (hielo en los glaciares y casquetes polares así como nieve en las zonas frías) y
vapor (invisible) en el aire.
El ciclo hidrológico: el agua circula constantemente por el planeta en un ciclo continuo de
evaporación, transpiración, precipitaciones, y desplazamiento hacia el mar.
El agua es un elemento esencial para mantener nuestras vidas. El acceso al agua potable
reduce la expansión de numerosas enfermedades infecciosas. Necesidades vitales humanas
como el abastecimiento de alimentos dependen de ella. Los recursos energéticos y las
actividades industriales que necesitamos también dependen del agua.1
Estas gotas se forman por la elevada tensión superficial del agua.
Copo de nieve visto a través de un microscopio. Está coloreado artificialmente.
El agua (del latín aqua) es una sustancia cuya molécula está formada por dos átomos de
hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Es esencial para la supervivencia de todas las
formas conocidas de vida. El término agua generalmente se refiere a la sustancia en suestado líquido, pero la misma puede hallarse en su forma sólida llamada hielo, y en
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forma gaseosa denominada vapor . El agua cubre el 71% de la superficie de la corteza
terrestre.2 Se localiza principalmente en los océanos donde se concentra el 96,5% del
agua total, los glaciares y casquetes polares poseen el 1,74%, los depósitos subterráneos
(acuíferos), los permafrost y los glaciares continentales suponen el 1,72% y el restante
0,04% se reparte en orden decreciente entre lagos, humedad del suelo, atmósfera,
embalses, ríos y seres vivos.3
El agua es un elemento común del sistema solar , hechoconfirmado en descubrimientos recientes. Puede ser encontrada, principalmente, en
forma de hielo; de hecho, es el material base de los cometas y el vapor que compone sus
colas.
Desde el punto de vista físico, el agua circula constantemente en un ciclo de
evaporación o transpiración (evapotranspiración), precipitación, y desplazamiento hacia
el mar . Los vientos transportan tanto vapor de agua como el que se vierte en los mares
mediante su curso sobre la tierra, en una cantidad aproximada de 45.000 km³ al año. En
tierra firme, la evaporación y transpiración contribuyen con 74.000 km³ anuales al
causar precipitaciones de 119.000 km³ cada año.4
Se estima que aproximadamente el 70% del agua dulce es usada para agricultura.5 El
agua en la industria absorbe una media del 20% del consumo mundial, empleándose en
tareas de refrigeración, transporte y como disolvente de una gran variedad de sustancias
químicas. El consumo doméstico absorbe el 10% restante.6
El agua es esencial para la mayoría de las formas de vida conocidas por el hombre,
incluida la humana. El acceso al agua potable se ha incrementado durante las últimas
décadas en la superficie terrestre.7 8 Sin embargo estudios de la FAO, estiman que uno
de cada cinco países en vías de desarrollo tendrá problemas de escasez de agua antes de
2030; en esos países es vital un menor gasto de agua en la agricultura modernizando los
sistemas de riego.6
Índice
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1 Tipos de agua
2 Propiedades físicas y químicas
3 Distribución de agua en la naturaleza
o 3.1 El agua en el Universo
o 3.2 El agua y la zona habitable
4 El agua en la Tierra
o 4.1 Origen del agua terrestre
o 4.2 Distribución actual del agua en la Tierra
o 4.3 El ciclo del agua
o 4.4 El océano
4.4.1 Mareas
o 4.5 El agua dulce en la naturaleza
5 Efectos sobre la vida
o 5.1 Formas de vida acuática. Circulación vegetal
6 Efectos sobre la civilización humana
o 6.1 ONU declara al agua y al saneamiento derecho humano esencial
o 6.2 Agua para beber: necesidad del cuerpo humano
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6.2.1 Desinfección del agua potable
6.2.2 Dificultades en el mundo para acceder al agua potable
o 6.3 El uso doméstico del agua
o 6.4 El agua en la agricultura
o 6.5 El uso del agua en la industria
6.5.1 El agua como transmisor de calor 6.5.2 Procesamiento de alimentos
6.5.3 Aplicaciones químicas
o 6.6 El agua empleada como disolvente
o 6.7 Otros usos
6.7.1 El agua como extintor de fuego
6.7.2 Deportes y diversión
6.7.3 Como estándar científico
o 6.8 La contaminación y la depuración del agua
6.8.1 La depuración del agua para beber
6.8.2 La depuración del agua residual
7 Necesidad de políticas proteccionistas 8 Religión, filosofía y literatura
9 Véase también
10 Referencias
11 Bibliografía
o 11.1 Bibliografía utilizada
o 11.2 Bibliografía adicional (no utilizada directamente en este artículo)
11.2.1 El agua como recurso natural
12 Enlaces externos
Tipos de aguaEl agua se puede presentar en tres estados siendo una 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 océanos; en glaciares y ríos en las
montañas, y en los acuíferos subterráneos su forma líquida.
El agua puede disolver muchas sustancias, dándoles 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 también suelen preferir
el consumo de agua fría a la que está tibia, puesto que el agua fría 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 insípida. Para regular
el consumo humano, se calcula la pureza del agua en función de la presencia de toxinas,
agentes contaminantes y microorganismos. El agua recibe diversos nombres, según su
forma y características:10
Según su estado físico:
o Hielo (estado sólido)
o Agua (estado líquido)o Vapor (estado gaseoso)
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Según su posición en el ciclo del agua:
o Hidrometeoro
Precipitación
Precipitación según desplazamiento Precipitación según estado
precipitación vertical
o lluvia
o lluvia congelada
o llovizna
o lluvia helada
o nieve
o granizo blando
o gránulos de nieve
o perdigones de hielo
o aguanieve
o pedrisco o cristal de hielo
precipitación horizontal
(asentada)
o rocío
o escarcha
o congelación
atmosférica
o hielo glaseado
precipitación líquida
o lluvia
o lluvia helada
o llovizna
o llovizna helada
o rocío
precipitación sólida
o nevasca
o granizo blando
o gránulos de nieve
o perdigones de hielo o lluvia helada
o granizo
o prismas de hielo
o escarcha
o congelación atmosférica
o hielo glaseado
o aguanieve
precipitación mixta
o con temperaturas
cercanas a los 0 °C
Partículas de agua en la atmósfera
o Partículas en suspensión
nubes
niebla
bruma
o Partículas en ascenso (impulsadas por el viento)
ventisca
nieve revuelta
Según su circunstancia o agua subterránea
o agua de deshielo
o agua meteórica
o agua inherente – la que forma parte de una roca
o agua fósil
o agua dulce
o agua superficial
o agua mineral – rica en minerales
o Agua salobre ligeramente salada
o agua muerta – extraño fenómeno que ocurre cuando una masa de agua dulce
o ligeramente salada circula sobre una masa de agua más salada, mezclándoseligeramente. Son peligrosas para la navegación.
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o agua de mar
o salmuera - de elevado contenido en sales, especialmente cloruro de sodio.
Según sus usos
o agua entubada
o agua embotellada
o
agua potable –
la apropiada para el consumo humano, contiene un valorequilibrado de minerales que no son dañinos para la salud.
o agua purificada – corregida en laboratorio o enriquecida con algún agente –
Son aguas que han sido tratadas para usos específicos en la ciencia o la
ingeniería. Lo habitual son tres tipos:
agua destilada
agua de doble destilación
agua desionizada
Atendiendo a otras propiedades
o agua blanda – pobre en minerales
o
agua dura –
de origen subterráneo, contiene un elevado valor mineralo agua de cristalización — es la que se encuentra dentro de las redes cristalinas.
o hidratos — agua impregnada en otras sustancias químicas
o agua pesada – es un agua elaborada con átomos pesados de hidrógeno-
deuterio. En estado natural, forma parte del agua normal en una
concentración muy reducida. Se ha utilizado para la construcción de
dispositivos nucleares, como reactores.
o agua de tritio
o agua negra
o aguas grises
o agua disfórica
Según la microbiología
o agua potable
o agua residual
o agua lluvia o agua de superficie
El agua es también protagonista de numerosos ritos religiosos. Se sabe de infinidad de
ceremonias ligadas al agua. El cristianismo, por ejemplo, ha atribuido tradicionalmente
ciertas características al agua bendita. Existen también otros tipos de agua que después
de cierto proceso adquieren supuestas propiedades, como el agua vitalizada.
Propiedades físicas y químicasArtículo principal: Molécula de agua.
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Modelo mostrando los enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua.
El impacto de una gota sobre la superficie del agua provoca unas ondas características,
llamadas ondas capilares.
Acción capilar del agua y el mercurio.
El agua es una sustancia que químicamente se formula como H 2O; es decir, que una
molécula de agua se compone de dos átomos de hidrógeno enlazados covalentemente a
un átomo de oxígeno.
Fue Henry Cavendish quien descubrió en 1781 que el agua es una sustancia compuesta
y no un elemento, como se pensaba desde la Antigüedad. Los resultados de dicho
descubrimiento fueron desarrollados por Antoine Laurent de Lavoisier dando a conocer
que el agua estaba formada por oxígeno e hidrógeno. En 1804, el químico francésJoseph Louis Gay-Lussac y el naturalista y geógrafo alemán Alexander von Humboldt
demostraron que el agua estaba formada por dos volúmenes de hidrógeno por cada
volumen de oxígeno (H2O).
Las propiedades fisicoquímicas más notables del agua son:
El agua es líquida en condiciones normales de presión y temperatura. El color del agua
varía según su estado: como líquido, puede parecer incolora en pequeñas cantidades,
aunque en el espectrógrafo se prueba que tiene un ligero tono azul verdoso. El hielo
también tiende al azul y en estado gaseoso (vapor de agua) es incolora.11
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El agua bloquea sólo ligeramente la radiación solar UV fuerte, permitiendo que las
plantas acuáticas absorban su energía.
Ya que el oxígeno tiene una electronegatividad superior a la del hidrógeno, el agua es
una molécula polar. El oxígeno tiene una ligera carga negativa, mientras que los
átomos de hidrógenos tienen una carga ligeramente positiva del que resulta un fuertemomento dipolar eléctrico. La interacción entre los diferentes dipolos eléctricos de
una molécula causa una atracción en red que explica el elevado índice de tensión
superficial del agua.
La fuerza de interacción de la tensión superficial del agua es la fuerza de van der Waals
entre moléculas de agua. La aparente elasticidad causada por la tensión superficial
explica la formación de ondas capilares. A presión constante, el índice de tensión
superficial del agua disminuye al aumentar su temperatura.12
También 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 encontra de la fuerza de la gravedad. Esta propiedad es aprovechada por todas las
plantas vasculares, como los árboles.
Otra fuerza muy importante que refuerza la unión entre moléculas de agua es el
enlace por puente de hidrógeno.13
El punto de ebullición del agua (y de cualquier otro líquido) está directamente
relacionado con la presión atmosférica. Por ejemplo, en la cima del Everest, el agua
hierve a unos 68º C, mientras que al nivel del mar este valor sube hasta 100º. Del
mismo modo, el agua cercana a fuentes geotérmicas puede alcanzar temperaturas de
cientos de grados centígrados y seguir siendo líquida.14
Su temperatura crítica es de373,85 °C (647,14 K), su valor específico de fusión es de 0,334 kJ/g y su índice
específico de vaporización 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, azúcares, ácidos, álcalis, y
algunos gases (como el oxígeno o el dióxido de carbono, mediante carbonación)— son
llamadas hidrófilas, mientras que las que no combinan bien con el agua —como lípidos
y grasas— se denominan sustancias hidrófobas. Todos los componentes principales de
las células de proteínas, ADN y polisacáridos se disuelven en agua. Puede formar un
azeótropo con muchos otros disolventes.
El agua es miscible con muchos líquidos, como el etanol, y en cualquier proporción,
formando un líquido homogéneo. 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 eléctrica relativamente baja, pero ese valor se
incrementa significativamente con la disolución de una pequeña cantidad de material
iónico, como el cloruro de sodio.
El agua tiene el segundo índice más alto de capacidad calorífica específica —
sólo pordetrás del amoníaco— así como una elevada entalpía de vaporización (40,65 kJ mol
-1);
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ambos factores se deben al enlace de hidrógeno entre moléculas. Estas dos inusuales
propiedades son las que hacen que el agua "modere" las temperaturas terrestres,
reconduciendo grandes variaciones de energía.
Animación de cómo el hielo pasa a estado líquido en un vaso. Los 50 minutos transcurridos se
concentran en 4 segundos.
La densidad del agua líquida es muy estable y varía poco con los cambios de
temperatura y presión. A la presión normal (1 atmósfera), el agua líquida tiene una
mínima 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 inflexión y es cuando alcanza su máxima densidad (a la presión
mencionada). A partir de ese punto, al bajar la temperatura, la densidad comienza a
disminuir, aunque muy lentamente (casi nada en la práctica), hasta que a los 0 °C
disminuye hasta 0,9999 kg/litro. Cuando pasa al estado sólido (a 0 °C), ocurre una
brusca disminución de la densidad pasando de 0,9999 kg/l a 0,917 kg/l.
El agua puede descomponerse en partículas de hidrógeno y oxígeno mediante
electrólisis.
Como un óxido de hidrógeno, el agua se forma cuando el hidrógeno —o un compuesto
conteniendo hidrógeno— se quema o reacciona con oxígeno —o un compuesto de
oxígeno—. El agua no es combustible, puesto que es un producto residual de la
combustión del hidrógeno. La energía requerida para separar el agua en sus dos
componentes mediante electrólisis es superior a la energía desprendida por la
recombinación de hidrógeno y oxígeno. Esto hace que el agua, en contra de lo que
sostienen algunos rumores,16
no sea una fuente de energía eficaz.17
Los elementos que tienen mayor electropositividad que el hidrógeno —como el litio, el
sodio, el calcio, el potasio y el cesio— desplazan el hidrógeno del agua, formando
hidróxidos. Dada su naturaleza de gas inflamable, el hidrógeno liberado es peligroso y
la reacción del agua combinada con los más electropositivos de estos elementos es
una violenta explosión.
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Actualmente se sigue investigando sobre la naturaleza de este compuesto y sus
propiedades, a veces traspasando los límites de la ciencia convencional.18 En este
sentido, el investigador John Emsley, divulgador científico, dijo en cierta ocasión del
agua que "(Es) una de las sustancias químicas más investigadas, pero sigue siendo la
menos entendida" .19
Distribución de agua en la naturaleza
El agua en el Universo
Contrario a la creencia popular, el agua es un elemento bastante común en nuestro
sistema solar , es más, en el universo; principalmente en forma de hielo y, poco menos,
de vapor . Constituye una gran parte del material que compone los cometas y
recientemente se han encontrado importantes yacimientos de hielo en la luna. Algunos
satélites como Europa y Encélado poseen posiblemente agua líquida bajo su gruesa capa
de hielo. Esto permite a estas lunas tener una especie de tectónica de placas donde elagua líquida cumple el rol del magma en la tierra, mientras que el hielo sería el
equivalente a la corteza terrestre.
La mayoría del agua que existe en el universo puede haber surgido como derivado de la
formación de estrellas que posteriormente expulsaron el vapor de agua al explotar . El
nacimiento de las estrellas suele causar un fuerte flujo de gases y polvo cósmico.
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
cálido y denso.20 Se ha detectado agua en nubes interestelares dentro de nuestra galaxia,
la Vía Láctea. Estas nubes interestelares pueden condensarse eventualmente en forma de
una nebulosa solar . Además, se piensa que el agua puede ser abundante en otrasgalaxias, dado que sus componentes (hidrógeno y oxígeno) están entre los más comunes
del universo.21
En julio de 2011, la revista Astrophysical Journal Letters, publicó el hallazgo, en una
nube de vapor de agua que rodea el cuásar APM 08279+5255 de lo que hasta el
momento se configura como la mayor reserva de agua en el Universo, unas 140
millones de veces más que en la tierra.22 El descubrimiento se debe a un grupo de
astrónomos del Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA y del California Institute
of Technology (CALTECH).23 24
Se ha detectado vapor de agua en:
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Gotas de rocío suspendidas de una telaraña.
Mercurio - Un 3,4% de su atmósfera contiene agua, y grandes cantidades en la
exosfera.25
Venus - 0,002% en la atmósfera
Tierra - cantidades reducidas en la atmósfera (sujeto a variaciones climáticas)
Marte - 0,03% en la atmósfera
Júpiter - 0,0004% en la atmósfera
Saturno - sólo en forma de indlandsis
Encélado (luna de Saturno) - 91% de su atmósfera
Exoplanetas conocidos, como el HD 189733 b26
27
y HD 209458 b.28
El agua en su estado líquido está presente en:
Tierra - 71% de su superficie Luna - en 2008 se encontraron
29 pequeñas cantidades de agua en el interior de perlas
volcánicas traídas a la Tierra por la expedición del Apolo 15, de 1971.
Encélado (luna de Saturno) y en Europa (luna de Júpiter) existen indicios de que el
agua podría existir en estado líquido.
Se ha detectado hielo en:
Tierra, sobre todo en los casquetes polares.
Marte, en los casquetes polares, aunque están compuestos principalmente de hielo
seco.
Titán Europa, se cree que tiene una capa de hielo de 10 km de grosor con océanos de hasta
150 km de profundidad.30
Encélado
Titán, se cree que tiene una capa de hielo de 50 km de grosor con océanos de hasta
250 km de profundidad que podrían ser de agua.31
En cometas y objetos de procedencia meteórica, llegados por ejemplo desde el
Cinturón de Kuiper o la Nube de Oort.
Podría 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
Artículo principal: Zona de habitabilidad .
La existencia de agua en estado líquido — 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 está situada en un área del sistema solar que reúne condiciones muy específicas,
pero si estuviésemos un poco más cerca del Sol — un 5%, o sea 8 millones de
kilómetros — ya bastaría para dificultar enormemente la existencia de los tres estados de
agua conocidos.32 La masa de la Tierra genera una fuerza de gravedad que impide que
los gases de la atmósfera se dispersen. El vapor de agua y el dióxido de carbono se
combinan, causando lo que ha dado en llamarse el efecto invernadero. Aunque se suele
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atribuir a este término 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 más pequeña, la menor gravedad ejercida sobre la atmósfera
haría que ésta fuese más delgada, lo que redundaría en temperaturas extremas, evitando
la acumulación de agua excepto en los casquetes polares (tal como ocurre en Marte).
Algunos teóricos 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 variación a través de las eras geológicas, a
pesar de los cambiantes niveles de radiación solar. Este hecho ha motivado que algunos
investigadores crean que el planeta está termorregulado mediante la combinación de
gases del efecto invernadero y el albedo atmosférico y superficial. Esta hipótesis,
conocida como la teoría de Gaia, no es sin embargo la posición más adoptada entre la
comunidad científica. El estado del agua también depende de la gravedad de un planeta.
Si un planeta es lo bastante grande, el agua que exista sobre él permanecería en estado
sólido incluso a altas temperaturas, dada la elevada presión causada por la gravedad.33
El agua en la TierraArtículo principal: Hidrología.
El agua es fundamental para todas las formas de vida conocidas. El hombre posee del65% al 75% de su peso en agua y el porcentaje es menor a medida que la persona
crece,34 en y algunos animales supera el 99%. Los recursos naturales se han vuelto
escasos con la creciente población mundial y su disposición en varias regiones
habitadas es la preocupación de muchas organizaciones gubernamentales. Según la
ONU, actualmente 80 países del mundo sufren debido a la falta de agua.En la China,
donde se concentra 1/5 de la población mundial y menos de 1/10 del agua del planetaTierra, se han secado el 35% de los pozos.35
Origen del agua terrestre
Durante la formación de la Tierra, la energía liberada por el choque de los
planetesimales, y su posterior contracción por efecto del incremento de la fuerza
gravitatoria, provocó el calentamiento y fusión de los materiales del joven planeta. Este
proceso de acreción y diferenciación hizo que los diferentes elementos químicos se
reestructurasen en función de su densidad. El resultado fue la desgasificación del
magma y la liberación de una enorme cantidad de elementos volátiles a las zonas más
externas del planteta, que originaron la protoatmósfera terrestre. Los elementos más
ligeros, como el hidrógeno molecular, escaparon de regreso al espacio exterior. Sin
embargo, otros gases más pesados fueron retenidos por la atracción gravitatoria. Entre
ellos se encontraba el vapor de agua. Cuando la temperatura terrestre disminuyó lo
suficiente, el vapor de agua que es un gas menos volátil que el CO2 o el N2 comenzó a
condensarse. De este modo, las cuencas comenzaron a llenarse con un agua ácida y
caliente (entre 30 °C y 60 °C).36 Esta agua ácida era un eficaz disolvente que comenzó a
arrancar iones solubles de las rocas de la superficie, y poco a poco comenzó a aumentar
su salinidad. El volumen del agua liberada a la atmósfera por este proceso y que
precipitó a la superficie fue aproximadamente de 1,37 x 109 km³, si bien hay científicos
que sostienen que parte del agua del planeta proviene del choque de cometas contra la prototierra en las fases finales del proceso de acreción.36 En este sentido hay cálculos
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que parecen indicar que si únicamente el 10% de los cuerpos que chocaron contra la
Tierra durante el proceso de acreción final hubiesen sido cometas, toda el agua
planetaria podría ser de origen cometario, aunque estas ideas son especulativas y objeto
de debate entre los especialistas.36
Distribución actual del agua en la Tierra
Representación gráfica de la distribución de agua terrestre.3
Los océanos cubren el 71% de la superficie terrestre: su agua salada supone el 96,5% del agua
del planeta.
El 70% del agua dulce de la Tierra se encuentra en forma sólida (Glaciar Grey, Chile).
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El total del agua presente en el planeta, en todas sus formas, se denomina hidrosfera. El
agua cubre 3/4 partes (71%) de la superficie de la Tierra. Se puede encontrar esta
sustancia en prácticamente cualquier lugar de la biosfera y en los tres estados de
agregación de la materia: sólido, líquido y gaseoso.
El 97 por ciento es agua salada, la cual se encuentra principalmente en los océanos ymares; sólo el 3 por ciento de su volumen es dulce. De esta última, un 1 por ciento está
en estado líquido. El 2% restante se encuentra en estado sólido en capas, campos y
plataformas de hielo o banquisas en las latitudes próximas a los polos. Fuera de las
regiones polares el agua dulce se encuentra principalmente en humedales y,
subterráneamente, en acuíferos.
El agua representa entre el 50 y el 90% de la masa de los seres vivos (aproximadamente
el 75% del cuerpo humano es agua; en el caso de las algas, el porcentaje ronda el 90%).
En la superficie de la Tierra hay unos 1.386.000.000 km3 de agua (Si la tierra fuese
plana,-sin topografía- estaría completamente cubierta por una capa de unos 2.750 m),que se distribuyen de la siguiente forma:3
Distribución del agua en la Tierra
Situación del agua
Volumen en km³ Porcentaje
Agua dulce Agua salada de agua
dulce de agua total
Océanos y mares - 1.338.000.000 - 96,5
Casquetes y glaciares polares 24.064.000 - 68,7 1,74
Agua subterránea salada - 12.870.000 - 0,94
Agua subterránea dulce 10.530.000 - 30,1 0,76
Glaciares continentales y
Permafrost 300.000 - 0,86 0,022
Lagos de agua dulce 91.000 - 0,26 0,007
Lagos de agua salada - 85.400 - 0,006
Humedad del suelo 16.500 - 0,05 0,001
Atmósfera 12.900 - 0,04 0,001
Embalses 11.470 - 0,03 0,0008
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Ríos 2.120 - 0,006 0,0002
Agua biológica 1.120 - 0,003 0,0001
Total agua dulce 35.029.110 100 -
Total agua en la tierra 1.386.000.000 - 100
La mayor parte del agua terrestre, por tanto, está contenida en los mares, y presenta un
elevado contenido en sales. Las aguas subterráneas se encuentran en yacimientos
subterráneos llamados acuíferos y son potencialmente útiles al hombre como recursos.
En estado líquido compone masas de agua como océanos, mares, lagos, ríos, arroyos,
canales, manantiales y estanques.
El agua desempeña un papel muy importante en los procesos geológicos. Las corrientessubterráneas de agua afectan directamente a las capas geológicas, influyendo en la
formación de fallas. El agua localizada en el manto terrestre también afecta a la
formación de volcanes. En la superficie, el agua actúa como un agente muy activo sobre
procesos químicos y físicos de erosión. El agua en su estado líquido y, en menor
medida, en forma de hielo, también es un factor esencial en el transporte de sedimentos.
El depósito de esos restos es una herramienta utilizada por la geología para estudiar los
fenómenos formativos sucedidos en la Tierra.
El ciclo del agua
Artículo principal: Ciclo del agua.
El ciclo del agua implica una serie de procesos físicos continuos.
Con ciclo del agua — conocido científicamente como el ciclo hidrológico — sedenomina al continuo intercambio de agua dentro de la hidrosfera, entre la atmósfera, el
agua superficial y subterránea y los organismos vivos. El agua cambia constantemente
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su posición de una a otra parte del ciclo de agua, implicando básicamente los siguientes
procesos físicos:
evaporación de los océanos y otras masas de agua y transpiración de los seres vivos
(animales y plantas) hacia la atmósfera,
precipitación, originada por la condensación de vapor de agua, y que puede adaptarmúltiples formas,
escorrentía, o movimiento de las aguas superficiales hacia los océanos.
La energía del sol calienta la tierra, generando corrientes de aire que hacen que el agua
se evapore, ascienda por el aire y se condense en altas altitudes, para luego caer en
forma de lluvia. La mayor parte del vapor de agua que se desprende de los océanos
vuelve a los mismos, pero el viento desplaza masas de vapor hacia la tierra firme, en la
misma proporción en que el agua se precipita de nuevo desde la tierra hacia los mares
(unos 45.000 km³ anuales). Ya en tierra firme, la evaporación de cuerpos acuáticos y la
transpiración de seres vivos contribuye a incrementar el total de vapor de agua en otros
74.000 km³ anuales. Las precipitaciones sobre tierra firme —
con un valor medio de119.000 km³ anuales — pueden volver a la superficie en forma de líquido — como
lluvia — , sólido — nieve o granizo — , o de gas, formando nieblas o brumas. El agua
condensada presente en el aire es también la causa de la formación del arco iris: La
refracción de la luz solar en las minúsculas partículas de vapor, que actúan como
múltiples y pequeños prismas. El agua de escorrentía suele formar cuencas, y los cursos
de agua más pequeños suelen unirse formando ríos. El desplazamiento constante de
masas de agua sobre diferentes terrenos geológicos es un factor muy importante en la
conformación del relieve. Además, al arrastrar minerales durante su desplazamiento, los
ríos cumplen un papel muy importante en el enriquecimiento del suelo. Parte de las
aguas de esos ríos se desvían para su aprovechamiento agrícola. Los ríos desembocan en
el mar, depositando los sedimentos arrastrados durante su curso, formando deltas. Elterreno de estos deltas es muy fértil, gracias a la riqueza de los minerales concentrados
por la acción del curso de agua. El agua puede ocupar la tierra firme con consecuencias
desastrosas: Las inundaciones se producen cuando una masa de agua rebasa sus
márgenes habituales o cuando comunican con una masa mayor — como el mar — de
forma irregular. Por otra parte, y aunque la falta de precipitaciones es un obstáculo
importante para la vida, es natural que periódicamente algunas regiones sufran sequías.
Cuando la sequedad no es transitoria, la vegetación desaparece, al tiempo que se acelera
la erosión del terreno. Este proceso se denomina desertización37 y muchos países
adoptan políticas38 para frenar su avance. En 2007, la ONU declaró el 17 de junio como
el Día mundial de lucha contra la desertización y la sequía" .39
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Y seentiende por presiónosmótica la
presiónqueseríanecesaria paradetener el flujodeagua atravésde lamembrana semipermeable.
La membrana plasmática de la célula puede considerarse como semipermeable, y por ello las células debenpermanecer en equilibrio osmótico con los líquidos que las bañan.
2. La difusión y la diálisis
Cuando la concentración delos fluidos extracelulares eintracelulares es igual, ambasdisoluciones son isotónicas.
Y si por el contrario los mediosextracelulares se diluyen, sehacen hipotónicos respecto ala célula, el agua tiende aentrar y las células se hinchan,
se vuelven turgentes (turgescencia), llegandoincluso a estallar. (Figura 5). Silos líquidos extracelularesaumentan su concentración desolutos se hacen hipertónicos
respecto a la célula, y ésta pierde agua, se deshidrata y mueren (plasmólisis o plasmolisis ).
Ver: PSU: Biología; Pregunta 07_2010.
Los líquidos presentes en los organismos son dispersiones de diversas sustancias en el seno del agua. Segúnel tamaño de las partículas se formarán dispersiones moleculares o disoluciones verdaderas como ocurrecon las que se forman con las sales minerales o por sustancias orgánicas de moléculas pequeñas, como losazúcares o aminoácidos.
Figura 4
Figura 5
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Figura 6
Las partículas dispersas pueden provocar además delmovimiento de ósmosis, estos otros dos:
La diálisis. En este caso pueden atravesar la membranaademás del disolvente, moléculas de bajo peso molecular yéstas pasan atravesando la membrana desde la solución
más concentrada a la más diluida. (Figura 6). Es elfundamento de la hemodiálisis que intenta sustituir la
filtración renal deteriorada.
La difusión sería el fenómeno por el cual las moléculasdisueltas tienden a distribuirse uniformemente en el seno delagua. Puede ocurrir también a través de una membrana si es
lo suficientemente permeable.
Así se realizan los intercambios de gases y de algunosnutrientes entre la célula y el medio en el que vive.
Es propiedad: www.profesorenlinea.cl. Registro Nº 188.540
Conceptos básicos
El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humanono puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. Elcuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (aguaintracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.
En las reacciones de combustión de los nutrientes que tiene lugar en el interior de las
células para obtener energía se producen pequeñas cantidades de agua. Esta formaciónde agua es mayor al oxidar las grasas - 1 gr. de agua por cada gr. de grasa -, que losalmidones -0,6 gr. por gr., de almidón-. El agua producida en la respiración celular sellama agua metabólica, y es fundamental para los animales adaptados a condicionesdesérticas. Si los camellos pueden aguantar meses sin beber es porque utilizan el aguaproducida al quemar la grasa acumulada en sus jorobas. En los seres humanos, laproducción de agua metabólica con una dieta normal no pasa de los 0,3 litros al día.
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Como se muestra en la siguiente figura, el organismo pierde agua por distintas vías. Este
agua ha de ser recuperada compensando las pérdidas con la ingesta y evitando así la
deshidratación.
Estructura y propiedades del agua
La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dosenlaces covalentes. El ángulo entre los enlaces H-O-H es de 104'5º. El oxígeno es máselectronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.
El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protonesque de electrones ), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una
molécula polar, alrededor del oxígeno se concentra una densidad de carga negativa , mientras que losnúcleos de hidrógeno quedan parcialmente desprovistos de sus electrones y manifiestan, por tanto, undensidad de carga positiva.
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Por ello se dan interacciones dipolo-dipolo entre las propias moléculas de agua, formándose enlaces popuentes de hidrógeno, la carga parcial negativa del oxígeno de una molécula ejerce atracciónelectrostática sobre las cargas parciales positivas de los átomos de hidrógeno de otras moléculasadyacentes. Aunque son uniones débiles, el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otrascuatro molécula unidas por puentes de hidrógeno permite que se forme en el agua (líquida o sólida) unaestructura de tipo reticular, responsable en gran parte de su comportamiento anómalo y de lapeculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas.
Propiedades del agua
Acción disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, por eso decimos que es el disolventeuniversal. Esta propiedad, tal vez la más importante para la vida, se debe a su capacidad paraformar puentes de hidrógeno. En el caso de las disoluciones iónicas los iones de las sales son atraídos por los dipolos delagua, quedando "atrapados" y recubiertos de moléculas de agua en forma de iones hidratados osolvatados.
La capacidad disolvente es la responsable de que sea el medio donde ocurren las reacciones dmetabolismo.
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Elevada fuerza de cohesión.
Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente unidas, formando unaestructura compacta que la convierte en un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse
puede funcionar en algunos animales como un esqueleto hidrostático.
Gran calor específico.
También esta propiedad está en relación con los puentes de hidrógeno que se forman entre lasmoléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de "calor" que utiliza pararomper los puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente. Estopermite que el citoplasma acuoso sirva de protección ante los cambios de temperatura. Así semantiene la temperatura constante .
Elevado calor de vaporización.
Sirve el mismo razonamiento, también los puentes de hidrógeno son los responsables de estapropiedad. Para evaporar el agua , primero hay que romper los puentes y posteriormente dotar a lasmoléculas de agua de la suficiente energía cinética para pasar de la fase líquida a la gaseosa.Para evaporar un gramo de agua se precisan 540 calorías, a una temperatura de 20º C ypresión de 1 atmósfera.
Las funciones del agua , íntimamente relacionadas con las propiedades anteriormente descritas
se podrían resumir en los siguientes puntos:
En el agua de nuestro cuerpo tienen lugar las reacciones que nos permiten estar vivos. Forma el
medio acuoso donde se desarrollan todos los procesos metabólicos que tienen lugar en nuestro
organismo. Esto se debe a que las enzimas (agentes proteicos que intervienen en la transformación de
las sustancias que se utilizan para la obtención de energía y síntesis de materia propia) necesitan de unmedio acuoso para que su estructura tridimensional adopte una forma activa.
Gracias a la elevada capacidad de evaporación del agua, podemos regular nuestra temperatura,
sudando o perdiéndola por las mucosas, cuando la temperatura exterior es muy elevada es
decir, contribuye a regular la temperatura corporal mediante la evaporación de agua a través
de la piel.
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Posibilita el transporte de nutrientes a las células y de las sustancias de desecho desde las células
El agua es el medio por el que se comunican las células de nuestros órganos y por el que se transporta
el oxígeno y los nutrientes a nuestros tejidos. Y el agua es también la encargada de retirar de nuestro
cuerpo los residuos y productos de deshecho del metabolismo celular.
Puede intervenir como reactivo en reacciones del metabolismo, aportando hidrogeniones (H3O+) o
hidroxilos (OH -) al medio.
Ionización del agua
El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por lo que en realidad se puedeconsiderar una mezcla de :
agua molecular (H2O )
protones hidratados (H3O+ ) e
iones hidroxilo (OH-)
En realidad esta disociación es muy débil en el agua pura, y así el producto iónico del agua a 25es:
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Este producto iónico es constante. Como en el agua pura la concentración de hidrogeniones y dhidroxilos es la misma, significa que la concentración de hidrogeniones es de 1 x 10 -7. Parasimplificar los cálculos Sörensen ideó expresar dichas concentraciones utilizando logaritmos, yasí definió el pH como el logaritmo decimal cambiado de signo de la concentración de
hidrogeniones.
Según esto:
disolución neutra pH = 7
disolución ácida pH < 7
disolución básica pH =7
En la figura se señala el pH de algunas soluciones. En general hay que decir que la vida se
desarrolla a valores de pH próximos a la neutralidad.
Los organismos vivos no soportan variaciones del pH mayores de unas décimas de unidad y poreso han desarrollado a lo largo de la evolución sistemas de tampón o buffer, que mantienen el pconstante . Los sistemas tampón consisten en un par ácido-base conjugada que actúan comodador y aceptor de protones respectivamente.El tampón bicarbonato es común en los líquidos intercelulares, mantiene el pH en valorespróximos a 7,4, gracias al equilibrio entre el ión bicarbonato y el ácido carbónico, que a su vez sdisocia en dióxido de carbono y agua:
Si aumenta la concentración de hidrogeniones en el medio por cualquier proceso químico, elequilibrio se desplaza a la derecha y se elimina al exterior el exceso de CO2 producido. Si por elcontrario disminuye la concentración de hidrogeniones del medio, el equilibrio se desplaza a laizquierda, para lo cual se toma CO2 del medio exterior.
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Necesidades diarias de agua
El agua es imprescindible para el organismo. Por ello, las pérdidas que se producen por la orina, lasheces, el sudor y a través de los pulmones o de la piel, han de recuperarse mediante el agua quebebemos y gracias a aquella contenida en bebidas y alimentos.
Es muy importante consumir una cantidad suficiente de agua cada día para el correcto funcionamientode los procesos de asimilación y, sobre todo, para los de eliminación de residuos del metabolismocelular. Necesitamos unos tres litros de agua al día como mínimo, de los que la mitad aproximadamentelos obtenemos de los alimentos y la otra mitad debemos conseguirlos bebiendo.
http://www.aula21.net/Nutriweb/agua.htm
VIII. EL AGUA EN LOS ALIMENTOS. AGUA POTABLE
Lo primero es el agua; mejor que la victoria olímpica y más importante que el oro (Grecia Antigua). En efecto, el agua es esencial para la pesca, como medio de transporte y comogenerador de energía eléctrica.
El agua es el único ingrediente de los alimentos que está prácticamente presente en todos ellos
su cantidad, estado físico y dispersión en los alimentos afecta su aspecto, olor, sabor y textura.Las reacciones químicas y las interacciones físicas del agua y de sus posibles impurezas conotros componentes de los alimentos determinan frecuentemente alteraciones importantesdurante su elaboración.
Bebidas analcohólicas con anhídrido carbónico y cervezas son sensibles en su aspecto y sabor a un exceso de alcalinidad y de hierro y manganeso. En la cerveza, algunos iones influyen enla solubilidad de las proteínas y en el metabolismo la levadura; los iones Ca del agua tienen unefecto acidificante, al reaccionar con los iones de los fosfatos- secundarios de la malta. Losnitratos del agua, al reducirse a nitritos durante la fermentación pueden interferir en la actividadde la levadura.
En la leche, el agua usada para el lavado de recipientes y para la reconstitución de productosdeshidratados debe estar exenta de Cu y debe ser pobre en Fe y Mn, por catalizar estos ionesla oxidación de los lípidos. En la elaboración de quesos a partir de. leches reconstituidas, elagua usada debe, carecer de exceso de carbonatos y bicarbonatos que interfieren el procesode coagulación.
El arroz, la coliflor v las cebollas toman un tinte amarillo cuando el agua dé cocción es alcalina,probablemente por la hidrólisis de flavonas a partir de sus complejos glucosídicos. El Ca y Mgen la salmuera del encurtido de pepinos les comunican un sabor amargo; el Fe los oscurece.por su reacción con el tanino proveniente de los condimentos' y del vinagre.
Cambios adversos en la textura ocurren cuando el Ca, el Mg u otros cationes causanendurecimiento en alimentos cocidos, como porotos secos cocidos, debido a interacciones de
estos cationes con substancias pécticas a nivel de las paredes celulares.
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Más de trescientos ppm de CaCl2 presentes en el agua de cocción tienen este efecto, mientrasque 1000 ppm de Na2CO3 tienen una acción opuesta, pues los porotos se vuelven demasiadoblandos, como si estuvieran recocidos, a causa del cambio de pH.
La influencia de la humedad en la textura de los alimentos se puede manifestar de lassiguientes maneras: a) en forma de fase acuosa libre, que puede ser exprimida por presión y
conduce a líquidos variables en cantidad y viscosidad; b) en forma de humedad pegajosasuperficial de importancia en alimentos azucarados, y c) como resultado de ínteracciones delagua combinada con componentes hidrofílicos como proteínas y carbohidratos, produciendocambios en la elasticidad o rigidez del alimento.
En frutas y verduras frescas, como lechuga, apio, melón, la textura crespa y firme es,principalmente, una función de la turgescencia de sus células, llenas de líquido acuoso yrodeadas de membranas dotadas de una permeabilidad selectiva. La exposición a atmósferasmás secas produce marchitamiento por pérdida de esta turgescencia, debido a la evaporaciónde agua a través de las membranas celulares semipermeables; esto no sucede si la humedadatmosférica se conserva alta o si las verduras se mantienen en agua.
En la carne se distingue entre el agua de hidratación, fuertemente ligada, por adsorción; a laproteína muscular y que forma sólo el 4-5% del contenido total de agua (75%) y el agua libre,pero inmovilizada en la microestructura del tejido muscular: Esta última es de mayor interéstecnológico por cambiar durante la elaboración' de la carne: el poder de retención de agua esaún bastante alto después de las primeras horas que siguen a la matanza, desciende en lashoras siguientes y vuelve a subir durante la maduración, pero sin alcanzar la retención original.Estos cambios en el contenido de agua se relaciona, esencialmente, con las cargas eléctricasde las proteínas (actomiosina ), cuya intensidad depende a su vez del pH de la carne (139).
El contenido de humedad es fundamental para la debida textura v consistencia de salchichas y embutidos, y para la estabilidad de emulsiones como la mayonesa y la mantequilla. La textura vla dureza de la. mantequilla dependen del, grado de dispersión de su ,contenido máximo de16% de agua, al extremo de que se ha ideado un sistema de evaluación de la calidad de la
mantequilla, al medir las dimensiones de las , gotitas de agua dispersa.
En el queso, su textura está íntimamente relacionada con su humedad; así, una humedad bajacontribuye a una textura "a corcho", mientras una humedad excesiva puede ser la causa deuna textura pastosa o harinosa.
El contenido "de agua desempeña también un papel importante en las jaleas de frutas querepresentan un gel de pectina, disperso en la mezcla de agua con azúcar y ácidos. Mientras elazúcar actúa como agente deshidratante, los hidrogeniones de los ácidos permiten la unión delas moléculas para formar una red, al reducir la carga negativa de la pectina; a medida queenvejecen, suelen ceder espontáneamente agua debido a la formación de enlacesintermoleculares adicionales con disminución de las dimensiones de los espaciosintercelulares, llenos con agua.
En alimentos que absorben fácilmente humedad, más que su contenido absoluto de agua es la"actividad de agua" la que expresa mejor su estado biológico, especialmente en relación con laposibilidad del crecimiento de microorganismos en el medio, aunque no da información sobre elestado de combinación o enlace con los demás componentes del alimento. En este contexto seentiende por actividad de agua la relación entre la tensión de vapor del agua contenida en elproducto y la tensión de vapor del agua pura; se expresa por el valor aw, siendo igual a 1 parael agua pura,(77).
La DETERMINACIÓN ANALÍTICA del agua en los alimentos es de importanciaeconómica tanto para el consumidor, pues puede servir de medida de la calidad y lacantidad del alimento, como también para el tecnólogo como índice de su estabilidad.
Ejemplos de la importancia de esta determinación son el conocimiento de la fechaóptima de cosecha de cereales v la necesidad de seguir las alternativas dé sucontenido en los diversos lotes durante su elaboración y, almacenamiento. La humedad
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desempeña un importante papel en muchas reacciones de deterioro de alimentos,como en el pardeamiento de verduras y frutas y, en la absorción de oxígeno por elhuevo desecado.
Una reseña de los diversos caminos que pueden seguirse para determinar la humedaden alimento, comprende la siguiente clasificación:
1. Métodos directos termogravimétricos por remoción del agua.
A. Métodos de eliminación térmica del agua y su determinación por pérdida de peso.
En la desecación por estufas a 105-110°C durante 1 a 5 horas, los resultadosdependen del grado de división del material, tiempo, temperatura y presión mantenidaen la estufa. En el material biológico existe, fuera del agua libre, que se puede evaporar por el calor tan fácilmente como el agua de arena húmeda, el agua combinada tantenazmente por fuerzas físicas (atribuibles a las fuerzas de Van de Waals o deformación de enlaces de H) a los componentes macromoleculares, coloidales ehidrofílicos como proteínas y polisacáridos (pectinas, almidones, celulosas, azúcares),
que no se congela por el frío (77). Sin embargo, la aplicación de altas temperaturas enestufas para lograr la remoción total del agua, puede producir los siguientesinconvenientes, como causas de error:
a) Volatilización de componentes no acuosos, lo que depende de la composición delalimento; b) Descomposición térmica de componentes inestables e interacción decomponentes en que a veces puede resultar una formación de humedad adicional o denuevas substancias que son volátiles; c) Oxidación de componentes oxidables por elaire; d) La remoción de agua de substancias coloidales y macromoleculares(especialmente en alimentos deshidratados) genera una contracción y aplastamientoen su estructura; lo que produce una mayor lentitud de difusión del vapor de agua. Sino se aplica, entonces, una temperatura lo suficientemente alta, puede permanecer enel producto una cierta cantidad de agua restante que se equilibra con la tensión de
vapor de agua existente en el aire, ya que es muy difícil mantener una atmósfera secaen estufas con aire, aun con ventilación. forzada.
Por ello es preferible el uso de estufas al vacío en que la desecación puede hacerse a70-80°C y a presión de 25 mm de Hg o menos (en 5 horas).
A pesar de estas desventajas, las técnicas de determinación de humedad por desecación seseguirán usando por ser sencillas de realizar, por exigir equipo de bajo costo y por suministrar en la mayoría de los casos resultados lo suficientemente reproducibles.
La desecación se puede realizar también con la ayuda de los rayos infrarrojos, proyectados,por ejemplo, desde una ampolleta sobre el contenido de una cápsula, calentada a la vez en
baño de arena. La evaporación por simple calentamiento del material (lípido, queso ), ya seadirectamente a la llama pequeña o bien en baño de aceite hasta peso constante no es unmétodo muy exacto, pero sencillo.
B. Por deshidratación con substancias desecadoras con una tensión de vapor más baja que elmaterial que se deseca. La colocación del material en un desecador al vacío en presencia deácido sulfúrico anhidro hasta peso constante, tiene. la ventaja que no envuelve el riesgo dedescomposición de material orgánico por el calor. Sin embargo, el tiempo para llegar alequilibrio con la tensión de vapor del aire puede demorar meses.
2. Métodos indirectos. Para la obtención de los "sólidos totales" se aplican el Indice deRefracción, y el Peso Específico en productos como jarabes, mieles, jaleas, mermeladas, enque sólo el agua y el azúcar afectan significativamente estas constantes físicas.
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3. Método termovolumétrico de destilación y arrastre, por tolueno, según Markusson (78).Como se forma una mezcla azeotrópica que hierve a unos 111°C, este método logra medir volumétricamente el agua y a la vez reduce al mínimo la posibilidad de reacciones pirolíticasque conduzcan a la formación de agua adicional. En un balón de cuello corto se colocan unos100 g de muestra (con 2-4 g de agua ), se agrega tolueno, saturado de agua, hasta cubrirla (75ml) y perlas e vidrio o trozos de piedra pómez seca. Se adapta la trampa de Dean-Stark (42)
graduada en décimos de ml y provista de refrigerante ascendente (Fig. 1) . Se calienta, demanera que destilen 100-200 gotas por minuto, hasta que el líquido ya no destile turbio y quepermanezca invariable el nivel de la capa inferior acuosa (aprox. 1 hora), cuyo volumen se leeluego a 25°C. Se puede agregar a la trampa 1 gota de solución toluénica de Sudan paravisualizar la separación de capas.
4. Métodos químicos basados en reacciones estequiométricas serían teóricamente los masexactos: a) Haciendo reaccionar el agua con CaC2, se mide el acetileno resultante, por supresión con manómetro de mercurio (en harinas) o su volumen; en condiciones conocidas detemperatura y presión;
b) Según Karl Fischer (79), que determina la humedad con un reactivo especial a base deyodo, anhídrido sulfuroso, piridina y metanol. Se suspende la muestra en la solución de piridina
y S02 en metanol y se titula con solución metanólica de yodo: 2H2O+ SO2 + I2 H2SO4+ 2HIque son captados por la piridina. Para apreciar el punto final se usa hoy mas el métodoelectrométrico con titulador automático (Firma Metrohm, Suiza).
En productos grasos se disuelven éstos previamente en metanol y cloroformo, en partesiguales. Aplicado a los alimentos, deben fijarse para cada categoría de ellos las condicionesóptimas, pues el reactivo de Fischer puede reaccionar también con el ácido ascórbico y otrosreductores de yodo contenidos en los alimentos y puede formarse agua adicional, al reaccionar el metanol con grupos carboxílicos o carbonílicos existentes.
c) Método del bicromato, agregado en forma titulada y en exceso para oxidar todo el materialorgánico del alimento, titulando luego el exceso por yodometría. Sólo podría resultar en frutas y
verduras con mucha humedad.
5. Métodos físicos. Se basan en la variación que experimentan con el contenido de humedadciertas propiedades físicas, como conductibilidad eléctrica, constante dieléctrica o tensión devapor (con manómetros de 0-25 mm Hg).
a) Los métodos eléctricos de conductibilidad se basan en el hecho que la resistencia al paso deuna corriente por un producto alimenticio que completa un circuito depende del contenido aguadel alimento. La fuerza de atracción de dos cuerpos cargados eléctricamente como dos láminasmetálicas paralelas depende del medio que se encuentra entre ellos. Si este medio estáconstituido por aire y un producto con humedad (como los granos de cereales) sus propiedadeseléctricas dependerán de su humedad.
Los aparatos de conductibilidad consisten en dos electrodos en forma de rodillos de acerocorrugado (uno de los cuales gira por un motor) que se conectan con una fuente de corriente yun galvanómetro. La operación se reduce, entonces, a hacer pasar los granos enteros bajopresión entre los 2 roaillos y en consultar la cifra que marca el galvanómetro en tablas que larelacionan directamente con la humedad, tomando en cuenta la clase de granos y latemperatura. La exactitud de estos medidores de humedad depende de la existencia de unadistribución uniforme de la humedad en el grano. Si los granos han sufrido una desecación o unmojado recientes, se van a obtener resultados demasiado bajos o demasiado altos porque lasuperficie de las partículas estará más seca o más húmeda con relación al contenido dehumedad del grano entero:
b) Los métodos coulombiméticos miden la corriente necesaria para electrolizar el contenido de
agua del producto dentro de una celda especial que absorbe en forma continua y cuantitativa elagua que entra; de acuerdo con la Ley de Faraday 1 mol de H20, o sea, 18,02 g, requiere .
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para su electrólisis 193.000 coulomb; también se aplica un reactivo K.. Fischer especial paracoulombimetría de Merck.
c) Los aparatos llamados de "capacidad" se basan en que las propiedades dieléctricas de unproducto alimenticio dependen principalmente de su contenido de humedad y, por lo tanto, dela capacidad de un condensador entre cuyas placas metálicas se coloca el cuerpo húmedo.
Esta capacidad se puede medir y depende de la constante dieléctrica del cuerpo, la que a suvez depende de su humedad (de constante muy alta) y de la naturaleza de su composición. Por esto, se recurre a tablas diferentes, que establecen la relación entre las divisiones de la escaladel aparato y la humedad y temperatura de cada clase de substancias (harinas, tabaco),aunque tengan la misma humedad.
Agua, sustancia líquida formada por la combinación de dos volúmenes dehidrógeno y un volumen de oxígeno, que constituye el componente másabundante en la superficie terrestre.
Hasta el siglo XVIII se creyó que el agua era un elemento, fue elquímico ingles Cavendish quien sintetizó agua a partir de unacombustión de aire e hidrógeno. Sin embargo los resultados de esteexperimento no fueron interpretados hasta años más tarde, cuando
Lavoisier propuso que el agua no era un elemento sino un compuestoformado por oxígeno y por hidrógeno, siendo su formula H2O.
ESTADO NATURAL
El agua es la única sustancia que existe a temperaturas ordinarias enlos tres estados de la materia: sólido, líquido y gas.
SÓLIDO LÍQUIDO GAS
Polos
Glaciares
Hielo en las superficies de agua en invierno
Nieve
Granizo
Escarcha
Lluvia
Rocío
Lagos
Ríos
Mares
Océanos
Niebla
Nubes
PROPIEDADES:
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1. FÍSICAS
El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azulcuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760
mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el puntode ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal,llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa ocompacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, deahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua y por ello elhielo flota en el agua líquida. El agua alcanza su densidad máxima a unatemperatura de 4ºC,que es de 1g/cc.
Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido osólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que unamasa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades decalor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tienegran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanostardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre).Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g,respectivamente) son también excepcionalmente elevados.
2. QUÍMICAS
El agua es el compuesto químico más familiar para nosotros, el másabundante y el de mayor significación para nuestra vida. Su excepcionalimportancia, desde el punto de vista químico, reside en que casi latotalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no soloen organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de latierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la
industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es endisolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal,puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella.
No posee propiedades ácidas ni básicas, combina con ciertas salespara formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formandoácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.
Características de la molécula de agua:
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La molécula de agua libre y aislada, formada por un átomo deOxigeno unido a otros dos átomos de Hidrogeno es triangular. El ángulode los dos enlaces (H-O-H) es de 104,5º y la distancia de enlace O-Hes de 0,96 A. Puede considerarse que el enlace en la molécula es
covalente, con una cierta participación del enlace iónico debido a ladiferencia de electronegatividad entre los átomos que la forman.
La atracción entre las moléculas de agua tiene la fuerza suficiente paraproducir un agrupamiento de moléculas. La fuerza de atracción entre elhidrógeno de una molécula con el oxígeno de otra es de tal magnitud que sepuede incluir en los denominados enlaces de PUENTE DE HIDRÓGENO. Estosenlaces son los que dan lugar al aumento de volumen del agua sólida y a lasestructuras hexagonales de que se habló más arriba.http://platea.pntic.mec.es/~iali/personal/agua/agua/propieda.htm
