QuĂmica del Agua Yanet Caldas Galindo
Cinética Química La cinética química se ocupa del estudio de las velocidades de las reacciones químicas y del mecanismo por el cuál éstas se producen.
Cinética Química Tiene por objeto el estudio de la velocidad con que transcurren los procesos químicos, y la influencia que diversos factores Que ejercen sobre ellos como :temperatura, naturaleza de reactivos, acción de catalizadores.
Velocidad de reacción La Velocidad de reacción de una sustancia, es el número de moles de esa sustancia transformados en la unidad de tiempo. Está definición, exige medir la velocidad de reacción en mol/s = mol·s−1
Factores que afectan la velocidad de una reacciรณn Concentraciรณn de los reactivos โ ข Al aumentar la concentraciรณn de los reactivos aumenta la velocidad.
Factores que afectan la velocidad de una reacción Adición de un catalizador • Un catalizador es especie que acelera la reacción sin que éste se consuma en la reacción general al bajar la energía de activación. Es decir el catalizador se recupera cuando la reacción llega al equilibrio.
Factores que afectan la velocidad de una reacciรณn Temperatura de la reacciรณn: โ ข Si aumenta la temperatura aumenta la velocidad.
Factores que afectan la velocidad de una reacción Área de la superficie de un reactivo sólido. • Mientras mayor es el área de superficie más rápida la reacción.
Equilibrio químico del agua Es una reacción reversible, es decir, que se produce en ambos sentidos (los reactivos forman productos, y a su vez, éstos forman de nuevo reactivos).
Equilibrio químico del agua Cuando las concentraciones de cada una de las sustancias que intervienen (reactivos o productos) se mantienen constantes, es decir, ya no varían con el tiempo, se dice que la reacción ha alcanzado el EQUILIBRIO QUÍMICO.
Constante de equilibrio En una reacci贸n cualquiera: aA+bB cC+dD la constante Kc tomar谩 el valor:
Constante de equilibrio La constante Kc cambia con la temperatura S贸lo se incluyen las especies gaseosas y/o en disoluci贸n. Las especies en estado s贸lido o el agua tienen concentraci贸n constante y por tanto, se integran en la constante de equilibrio.
Cociente de reacción (Q) • •
•
Si Q = Kc entonces el sistema está en equilibrio. Si Q < Kc el sistema evolucionará hacia la derecha, es decir, aumentarán las concentraciones de los productos y disminuirán las de los reactivos hasta que Q se iguale con Kc. Si Q > Kc el sistema evolucionará hacia la izquierda, es decir, aumentarán las concentraciones de los reactivos y disminuirán las de los productos hasta que Q se igual con Kc
Oxido – Reducción en el agua Se denomina reacción de reducción-oxidación, de óxidoreducción o, simplemente, reacción redox, a toda reacción química en la que uno o más electrones se transfieren entre los reactivos, provocando un cambio en sus estados de oxidación.
Oxido – Reducción en el agua •
•
OXIDACIÓN: Pérdida de electrones (o aumento en el número de oxidación). REDUCCIÓN: Ganancia de electrones (o disminución en el número de oxidación).
Oxido – Reducción en el agua El agua puede actuar como agente oxidante, reduciéndose a hidrógeno, o como agente reductor, cuando es oxidada a oxígeno.
Soluciones en el agua Una solución (o disolución) es una mezcla de dos o más componentes, perfectamente homogénea ya que cada componente se mezcla íntimamente con el otro, de modo tal que pierden sus características individuales. Esto último significa que los constituyentes son indistinguibles y el conjunto se presenta en una sola fase (sólida, líquida o gas) bien definida. Una solución que contiene agua como solvente se llama solución acuosa.
Características de las soluciones •
•
•
Sus componente no pueden separarse por métodos físicos simples como decantación, filtración, centrifugación, etc. Sus componentes sólo pueden separase por destilación, cristalización, cromatografía. Los componentes de una solución son soluto y solvente.
Soluto Es aquel componente que se encuentra en menor cantidad y es el que se disuelve. El soluto puede ser sólido, líquido o gas, como ocurre en las bebidas gaseosas, donde el dióxido de carbono se utiliza como gasificante de las bebidas. El azúcar se puede utilizar como un soluto disuelto en líquidos (agua).
Reacciones de disoluci贸n Es cuando se asocian un soluto con un disolvente y se mezclan entre si y de aqu铆 se puede decir que una disoluci贸n es saturada, insaturada o sobresaturada seg煤n corresponda.
Electrolito Un electrolito es una sustancia que, al disolverse enagua, forma una disoluci贸n capaz de conducir corriente el茅ctrica.
No Electrolito Un no electrolito es una sustancia que, al disolverse en agua, no es capaz de conducir corriente elĂŠctrica.
Reacciones de Precipitaci贸n Formaci贸n de Precipitado: s贸lido insoluble que se separa de la soluci贸n.
Solubilidad La solubilidad es la mĂĄxima cantidad de soluto que puede disolverse en 100 ml de agua, a una temperatura especĂfica.
Termodinámica del agua La termodinámica estudia las transformaciones energéticas. La Termodinámica del agua enseña a convertir aguas de mala calidad en agua potable.
Interface En termodin谩mica se define como fase una regi贸n del espacio con propiedades intensivas constantes. Si tenemos dos fases en contacto, deben diferenciarse en algunas de estas propiedades y por lo tanto debe existir una zona de transici贸n donde las propiedades cambien desde su valor en una fase hasta el valor que adquieren en otra.
Interface A todas aquellas sustancias o cuerpos que se concentran en una superficie o interface se les da el nombre de agentes tensoactivos. Cuando las moléculas de un soluto se acumulan en la interface gas/líquido de la disolución se dice que hay adsorción; frecuentemente se produce también adsorción cuando se ponen en contacto un líquido o un gas con un sólido, siendo adsorbido, en este caso, el primero (adsorbato) sobre la superficie del sólido, el cual constituye el material adsorbente.
Transporte de partículas en el agua Hay dos mecanismos involucrados en el movimiento del agua y de los solutos: el flujo global y la difusión . En los sistemas vivos, el flujo global mueve agua y solutos de una parte de un organismo multicelular a otra, mientras que la difusión mueve moléculas e iones hacia dentro, hacia fuera y a través de la célula. Un caso particular de difusión, el del agua a través de una membrana que separa soluciones de diferente concentración, se conoce como ósmosis .
Control de calidad del agua La calidad de cualquier masa de agua, superficial o subterr谩nea depende tanto de factores naturales como de la acci贸n humana.
Control de calidad del agua La calidad del agua puede definirse como la composición físico-químico-biológica que la caracteriza y recordado el hecho de que el agua pura no existe en la naturaleza, se habla que un agua es de calidad, cuando sus características la hacen aceptable para un cierto uso, por ejemplo: un agua que no sirve para beber, puede servir para riego. El conocimiento de las propiedades del agua, derivadas de estas características es fundamental para valorar los posibles inconvenientes y perjuicios que su utilización pudiera ocasionar en sus consumidores.
Tratamiento de aguas residuales El tratamiento de aguas residuales consiste en una serie de procesos físicos, químicos y biológicos que tienen como fin eliminar los contaminantes físicos, quí micos y biológicos present es en el agua efluente del uso humano.
Pretratamiento Para esto son utilizado los tamices, las rejas, los microfiltros, etc.
Tratamiento Primario El principal objetivo es el de remover aquellos contaminantes que pueden sedimentar, como por ejemplo los s贸lidos sedimentables y algunos suspendidos o aquellos que pueden flotar como las grasas.
Tratamiento Secundario El objetivo de este tratamiento es remover la demanda biol贸gica de ox铆geno (DBO) soluble que escapa a un tratamiento primario, adem谩s de remover cantidades adicionales de s贸lidos sedimentables.
Tratamiento Terciario El objetivo de remover contaminantes espec铆ficos, usualmente t贸xicos o compuestos no biodegradables o a煤n la remoci贸n complementaria de contaminantes no suficientemente removidos en el tratamiento secundario.
Gracias