Propiedades físicas y químicas del agua
Propiedades físicas del agua
1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa
2) Color: incolora
3) Sabor: insípida
4) Olor: inodoro
5) Densidad: 1 g/cm³ a 4 °C
6) Punto de congelación: 0 °C
7) Punto de ebullición: 100 °C
8) Presión critica: 217,5 atmósferas
9) Temperatura critica: 374 °C
El agua químicamente pura es un líquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Sus constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala termométrica Centígrada. A la presión atmosférica de 760 milímetros el agua hierve a temperatura de 100 °C y el punto de ebullición se eleva a 374 °C, que es la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a 100 °C.
Mientras que el hielo funde en cuanto se calienta por encima de su punto de fusión, el agua liquida se mantiene sin solidificarse algunos grados por debajo de la temperatura de cristalización (agua subenfriada) y puede conservarse liquida a -20 °C; en tubos capilares o en condiciones extraordinarias de reposo. La solidificación del agua va acompañada de desprendimiento de 79,4 calorías por cada gramo de agua que se solidifica. Cristaliza en el sistema hexagonal y adopta formas diferentes, según las condiciones de cristalización.
A consecuencia de su elevado calor específico y de la gran cantidad de calor que pone en juego cuando cambia su estado, el agua obra de excelente regulador de temperatura en la superficie de la Tierra y más en las regiones marinas.
El agua se comporta anormalmente; su presión de vapor crece con rapidez a medida que la temperatura se eleva y su volumen ofrece la particularidad de ser mínimo a la de 4 °C. A dicha temperatura la densidad del agua es máxima, y se ha tomado por unidad. A partir de 4 °C no sólo se dilata cuando la temperatura se eleva,. sino también cuando se enfría hasta 0 °C: a esta temperatura su densidad es 0,99980 y al congelarse desciende bruscamente hacia 0,9168, que es la densidad del hielo a 0 °C, lo que significa que en la cristalización su volumen aumenta en un 9 por 100.
Propiedades químicas del agua
1) Reacciona con los óxidos ácidos
2) Reacciona con los óxidos básicos
3) Reacciona con los metales
4) Reacciona con los no metales
5) Se une en las sales formando hidratos
Muchas de estas reacciones que exponemos a continuación ya son existentes en la naturaleza:
1) Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua y forman ácidos oxoácidos.
Ejemplos:
CO2 + H2O ⟶ H2CO3 (ácido carbónico)
SO2 + H2O ⟶ H2SO4 (ácido sulfúrico)
N2O5 + H2O ⟶ 2·HNO3 (ácido nítrico)
2) Los óxidos de los metales u óxidos básicos reaccionan con el agua para formar hidróxidos. Muchos óxidos no se disuelven en el agua, pero los óxidos de los metales activos se combinan con gran facilidad.
Ejemplos:
Na2O + H2O ⟶ 2·NaOH (hidróxido de sodio)
CaO + H2O ⟶ Ca(OH)2 (hidróxido de calcio)
MgO + H2O ⟶ Mg(OH)2 (hidróxido de magnesio)
3) Algunos metales descomponen el agua en frío y otros lo hacían a temperatura elevada.
Ejemplos:
En agua fría.
2·Na + 2·H2O ⟶ 2·NaOH + H2 ↑ (Hidróxido de sodio más hidrógeno)
Ca + 2·H2O ⟶ Ca(OH)2 + H2 ↑ (Hidróxido de calcio más hidrógeno)
En agua a temperatura elevada.
Mg + H2O + calor ⟶ MgO + H2 ↑ (óxido de magnesio más hidrógeno)
3·Fe + 4·H2O + calor ⟶ Fe3O4 + 4·H2↑ (óxido ferroso-férrico más hidrógeno)
4) El agua reacciona con los no metales, sobre todo con los halógenos, dando los siguientes compuestos:
Cl2 + H2O ⟶ HCl + HClO (ácido clorhídrico y ácido hipocloroso)
Br2 + H2O ⟶ HBr + HBrO (ácido bromhídrico y ácido hipobromoso)
Haciendo pasar carbón al rojo sobre el agua se descompone y se forma una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno (gas de agua):
C + H2O ⟶ CO + H2 (gas de agua)
5) El agua forma combinaciones complejas con algunas sales, denominándose hidratos, como son:
CuSO4·5·H2O (sulfato cúprico hidratado con 5 moléculas de agua)
FeSO4·7·H2O (sulfato ferroso hidratado con 7 moléculas de agua)
ZnSO4·7·H2O (sulfato de cinc hidratado con 7 moléculas de agua)
Na2CO3·10·H2O (carbonato sódico hidratado con 10 moléculas de agua)
En algunos casos los hidratos pierden agua de cristalización cambiando de aspecto, y se dice que son eflorescentes, como le sucede al sulfato cúprico, que cuando está hidratado es de color azul, pero por pérdida de agua se transforma en sulfato cúprico anhidro de color blanco.
Por otra parte, hay sustancias que tienden a tomar el vapor de agua de la atmósfera y se llaman hidrófilas y también higroscópicas; la sal se dice entonces que delicuesce, tal es el caso del cloruro cálcico.
Autor: Angel Grimalt.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)