enfrdeitpt

L'aigua.

Estrelles inactivesEstrelles inactivesEstrelles inactivesEstrelles inactivesEstrelles inactives
 


Article cedit per Anna Roca
(Fragment extret del treball cedit per Anna Roca sobre "Estudi de la duresa de l'aigua de les fonts de Prades" - 2n. Batxillerat - 2002)


barranc02.jpg

L’aigua és una substància indispensable que fa possible la vida a la terra. Per les seves propietats, a més de ser fonamental per a tots els éssers vius, juga un paper molt important en els fenòmens geològics del planeta.

 

L’aigua cobreix tres quartes parts de la superfície terrestre però no s’hi distribueix de manera uniforme. Les característiques geològiques, el clima i les activitats humanes són les principals causes que en condicionen la presencia i la disponibilitat en una regió concreta.

El conjunt format per tota l’aigua de la Terra rep el nom d’hidrosfera i engloba l’aigua que es troba tant en estat líquid (aigua dels mars, rius, llacs, oceans i el subsòl) com en estat sòlid (aigua de les glaceres i casquets polars) com en estat gasós (aigua continguda a l’atmosfera). La major part d’aquesta aigua, un 97%, es troba en estat líquid formant part d’oceans i mars, per la qual cosa el nostre planeta rep el sobrenom de Planeta Blau. El 3% restant està constituït per aigua dolça que, com mostra la Figura 1 majoritàriament es troba en estat sòlid formant part de glaceres i neus perpètues als casquets polars. Els éssers vius només poden fer-ne servir com a recurs una part proporcionalment molt petita, la constituïda pels llacs, rius i les aigües subterrànies.

grafic1

L’aigua continguda a la hidrosfera està en moviment continu formant part del que s’anomena cicle de l’aigua i que es mostra a la Figura 2. L’aigua que s’evapora fonamentalment dels mars i oceans va cap a l’atmosfera. La major part d’aquesta hi retorna en forma de precipitació, mentre que la resta és transportada pel vent cap als continents on hi precipita en forma de pluja o neu. Part d’aquesta aigua va a parar a rius o llacs i la resta cau al sòl on parcialment s’escola i va a parar a les aigües subterrànies. Tant les aigües superficials (rius i llacs) com les aigües subterrànies són utilitzades per l’home i finalment retornen a mars i oceans. La importància que té aquest cicle és que transporta matèria i energia permetent, per tant, la vida a la terra.

 

grafic2

 

D’altra banda, l’aigua també és el component majoritari dels éssers vius. Com es pot veure a la Figura 1 constitueix un 97 % de les meduses i respecte a l’home en representa un 60% de la seva massa.

Algunes de les funcions més importants de l’aigua en els éssers vius són la de dissolvent, la de transport de nutrients, la termoreguladora i l’estructural. Com exemple, es mostra l’equilibri d’hidròlisi d’un aminoàcid, reacció en la qual intervé l’aigua i que és essencial tant per la digestió com assimilació dels aliments.
USOS ACTUALS      

L’aigua és un recurs que l’home ha aprofitat al llarg de la seva història per sobreviure. Si bé a la prehistòria només es feia servir per beure i rentar-se, els egipcis la van fer servir també com a mitjà de transport i per aquest motiu es van establir al costat del riu Nil. Anys després, els grecs, un poble molt lligat a l’aigua i especialment al mar, la van utilitzar per escampar la seva cultura i sobre tot comercialitzar. Els romans són qui més van utilitzar l’aigua ja que creien que aquesta era essencial per a viure. Un dels grans progressos que van fer va ser el de portar l’aigua a les ciutats a través de grans obres arquitectòniques com són els aqüeductes, dels quals en trobem un exemple a la ciutat de Tarragona. Segles més tard, cap a l’edat mitjana, es va començar a utilitzar la seva força per moure màquines senzilles com els molins fariners. Cap als segles XVIII-XIX hi va haver un canvi en l’aprofitament de l’aigua degut al procés d’industrialització.

Actualment el consum d’aigua és molt alt doncs aquesta està present en gairebé totes les activitats que fem diàriament. Bàsicament els sectors on el consum d’aigua és més important són els següents:

- L’agricultura
Aquest és el sector que presenta un consum d’aigua més gran. Representa un 46% del consum total d’aigua a Catalunya i un 70% de la que es gasta a tot el món. Actualment s’utilitzen sistemes per regar, com són el d’aspersió o el gota a gota, que permeten un aprofitament gairebé total de l’aigua que s’empra.
- La ramaderia
Si bé aquest és el segon sector català en el que es consumeix més aigua (30%), en el conjunt del món resulta ser el quart. En el sector ramader l’aigua es fa servir tant per l’alimentació com per la higiene dels animals (3%).
- La indústria i la mineria
Aquest és un sector que també consumeix bastant aigua. La pot utilitzar directament, per la fabricació dels seus productes, o bé indirectament, per exemple com a refrigerant. (22% al món i 19% a Catalunya)
- Consum domèstic
Bàsicament l’aigua s’utilitza per netejar la llar, l’alimentació i la higiene personal, a més dels serveis comunitaris com podrien ser la neteja dels carrers o les fonts públiques. A Catalunya es calcula que una persona en gasta uns 200 litres per dia. (5%)
- Altres
Entre d’altres usos que té actualment l’aigua es pot destacar la seva utilització en les activitats de lleure com poden ser les piscines, parcs, etc.

Composició i Estructura

   

La molècula d’aigua ha estat estudiada al llarg de la història per diferents científics amb la finalitat de trobar tant la seva composició com estructura. Henry Cavendish, físic i químic britànic que l’any 1766 va aïllar l’hidrogen, al 1783 va fer el primer anàlisi precís de l’aire i l’any següent ja va realitzar la síntesi de l’aigua. Poc després, Lavoisier, químic francès, va demostrar que l’aigua únicament estava formada per hidrogen i oxigen i junt amb Laplace, astrònom, matemàtic i físic francès, van afirmar que aquest compost químic s’obtenia per la combustió de l’hidrogen. Altres treballs realitzats per Laplace i Meunier (químic francès) i completats amb els de Carlisle (cirurgià i fisiòleg britànic) i els de Nicholson (químic i físic britànic), van permetre dur a terme l’anàlisi electrolítica (1800). Gay-Lussac (físic i químic francès) i Humboldt (naturalista i viatger alemany) van formar la síntesi eudiomètrica (1805) i finalment Dumas (químic francès) amb la síntesi ponderal de l’aigua (1843) va arribar a establir la composició final de l’aigua. Però, el personatge més important que va realitzar les determinacions més exactes de la relació ponderal en la que es combinen l’hidrogen i l’oxigen per formar l’aigua, va ser el químic i físic nord-americà Edward W. Morley (1838-1923). Després de molts anys d’investigacions, va trobar que 16’000 parts en pes d’oxigen s’uneixen amb 2’0154 parts en pes d’hidrogen.

     

Avui en dia sabem que la molècula d’aigua està formada per dos àtoms d’hidrogen i un àtom d’oxigen (la seva fórmula és H2O). L’oxigen es troba unit als dos àtoms d’hidrogen per mitjà de dos enllaços covalents amb una energia de 463 KJ/mol, tal com es mostra a la Figura 3.

L’enllaç covalent es forma quan els àtoms d’un element o de més d’un comparteixen electrons en parelles i a més es realitza entre, Estructura de la molècula d’aigua amb el seu respectiu angle,

grafic3

grafic4

Com es pot veure pel seu punt de fusió i ebullició, l’aigua a temperatura ambient és líquida, al contrari que altres molècules similars les quals solen estar en estat gasós, i per tant pot emprar-se com a mitjà de transport entre diferents parts d’un organisme.

grafic5

L’elevada capacitat calorífica, també l’elevada calor de fusió i d’evaporació de l’aigua tenen un efecte termoregulador. La seva calor específica és igual a la unitat a 15 oC i això explica que les grans masses d’aigua com llacs, mars, oceans, canviïn de temperatura més lentament que les roques i el terra que cobreixen gran part de la superfície terrestre, i per aquest motiu tendeixen a regular la temperatura de l’aire absorbint grans quantitats de calor durant el període d’estiu i cedint-la al refredar-se durant els mesos d’hivern. Aquesta propietat està relacionada amb els ponts d’hidrogen que es formen entre les molècules d’aigua.

La tensió superficial de l’aigua neta és la més gran de tots els líquids a la temperatura ordinària. La superfície de l’aigua es comporta com una làmina d’un gruix de 0’1 a 0’4 mm. En aquesta pel·lícula, les molècules d’aigua estan unides i exerceixen una tensió superficial que en l’aigua és més gran que en qualsevol altre líquid. Aquest fet, permet que alguns petits insectes es puguin desplaçar lliscant damunt la superfície de l’aigua.

Propietats químiques

     

L’aigua és el líquid que més substàncies pot dissoldre per això se l’anomena dissolvent universal. És un dissolvent polar i per tant no serveix com a dissolvent de compostos no polars, com els hidrocarburs. Té la capacitat de formar ponts d’hidrogen amb altres substàncies que poden presentar grups polars o amb càrrega iònica (alcohols, aminoàcids i proteïnes amb grups que presenten càrregues positives i negatives, el que dóna lloc a dissolucions moleculars).

També les molècules d’aigua són un bon dissolvent de les sals (les sals són substàncies que es dissocien formant dissolucions iòniques). En el cas d’aquestes dissolucions, els ions de les sals són atrets pels dipols de l’aigua, quedant-se atrapats i coberts de molècules d’aigua formant ions hidratats.
L’aigua té una gran importància en totes les reaccions associades amb la vida vegetal o animal. Moltes reaccions no es verifiquen o per una altra banda, reaccionen amb una velocitat baixa si no existeix almenys algun indici d’aigua, la qual actua catalíticament en la cadena de reaccions que determinen el procés. En altres reaccions hi participa directament, interaccionant amb els reactius i passant a formar part d’altres substàncies. En els éssers vius també intervé com a mitjà de transport, per exemple de nutrients, gràcies a les seva capacitat de dissoldre tal i com ja s’ha comentat.

[1] Comprehensive Assessment of Freshwater Resources of the Wold. http//www.un.org/esa/sustdev/freshwat.htm#supply



Vocabulari Bibliografia (relacionats amb aquest article)



Vocabulari:

1 HIDRÒLISI: procés de descomposició d’una substància química per addició dels elements de l’aigua.

2 SÍNTESI EUDIOMÈTRICA: síntesi feta per mitjà de l’eudiòmetre que és una bureta especial de vidre per a l’anàlisi volumètrica de mescles de gasos.

3 SÍNTESI PONDERAL: síntesi relacionada amb el pes.

4 DIFRACCIÓ DE RAIGS X: tècnica que s’utilitza bàsicament per determinar l’estructura de substàncies cristal·lines. Es basa en les interferències òptiques que es produeixen quan una radiació monocromàtica passa a través d’una escletxa de mida comparable a la longitud d’ona de la radiació.

5 ANÀLISI ESPECTROSCÒPIC: anàlisi fet emprant una tècnica espectroscòpica, és a dir, emprant una tècnica fonamentada en la interacció de la radiació electromagnètica amb la matèria.

6 PONT D’HIDROGEN: atracció intermolecular (entre dues molècules). Una d’aquestes molècules posseeix un àtom d’hidrogen unit de forma covalent a un àtom molt electronegatiu.

7 ESTRUCTURA RETICULAR: estructura amb forma de xarxa.



 

8 CATALÍTICAMENT: relatiu a la catàlisi, és a dir, transformació química motivada per substàncies que no s’alteren al llarg de la reacció.

9 COLIFORME: bacteri molt abundant a l’intestí d’alguns animals de sang calenta. S’utilitza com indicador de la qualitat de l’aigua.

10 ESTREPTOCOCO FECAL: cadascun dels bacteris de forma rodona que s’agrupen en forma de cadena i que es troben a l’escòria.

11 ALÍQUOTA: quantitat exacta d’una solució.

12 GRANATARI: tipus de balança utilitzada en el laboratori que permet pesar amb una precisió de fins a la segona xifra decimal.

13 REACCIÓ COMPLEXOMÈTRICA: reacció que té lloc entre un metall i un lligand.

14 SOLUCIÓ TAMPÓ: solució capaç de mantenir el pH tot hi addicionar-hi un àcid o una base forts, o bé, diluir-la.

torna a l'inici

 

 

BIBLIOGRAFIA  Llibres i enciclopèdies:

AMIGÓ I ANGLÈS, R.; Noms de lloc i de persona del terme de Prades; Servei de Publicacions de l’Ajuntament de Prades, Prades, 1985.

BLANC I CARMEN, I.Mª., FORNELLS I GALLART, M., ROVIRA I SOLÉ, A.; Biologia 1, crèdits I, II, III; Brúixola, Barcelona, 1998.

BUDEVSKY, O.; Fonaments de l’anàlisi química; Publicacions Universitat de Barcelona, Barcelona, 1993.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 4, pàgina 1938, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

CASTELLS, P., RIBA, N., ANDREU, F.; Química, crèdits 1, 2, 3; Mc Graw-Hill, Madrid, 1998.


 

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 5, pàgina 2092, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 7, pàgina 3456, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 7, pàgina 3470, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

. Gran Enciclopedia Larousse, volum 10, pàgina 4794, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 12, pàgina 5588, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 13, pàgina 6388, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 13, pàgina 6419, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

MARGALEF, R.; Ecologia; Edicions Omega, S.A., Barcelona, 1995.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 15, pàgina 7231, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 16, pàgina 7503, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

<>. Gran Enciclopedia Larousse, volum 16, pàgina 7776, Editorial Planeta S.A., Barcelona 1988.

PLANAS DE MARTÍ, I.; Llibre de Prades; Servei de Publicacions de l’Ajuntament de Prades, Prades, 1982.

UNIVERSITAT POLITÈCNICA DE CATALUNYA; Medi ambient i tecnologia. Guia ambiental de la UPC; Edicions UPC, Barcelona, 1998.

Adreces d’internet:

AGÈNCIA CATALANA DE L’AIGUA. www.gencat.es/aca/cat/principal.htm [consulta: 3.1.2003].

AGUA. http://redquimica.pquim.unam.mx/fqt/sergio/agua.htm [consulta: 14.10.200].

AGUA RECURSO ESCASO Y VITAL. http://www.conama.cl/rm/568/article-892.html [consulta: 3.1.2003].

ANÁLISIS DE DUREZA. http://www.avantel.net/~arbolag/dureza.htm [consulta: 10.9.2002].

CARACTERÍSTICAS DEL AGUA Y PROCESOS DE POTABILIZACIÓN. http://acsmedioambiente.com/LoNuevo/junio2.htm [consulta: 10.9.2002].

COMPREHENSIVE ASSESMENT OF FRESHWATER RESOURCES OF THE WORLD. http://www.un.org/esa/sustdev/freshwat.htm#supply [consulta: 19.2.2003].

EL AGUA. http://www.lafacu.com/apuntes/biologia/Agua/default.htm [consulta: 4.1.2003].

EL AGUA: UNA EXTRAÑA MOLÉCULA. http://www.arrakis.es/~lluengo/agua.html [consulta: 10.9.2002].

EL AGUA Y SUS CARACTERÍSTICAS. http://www.netsalut.sa.cr/aya/club/chapt01.htm [consulta: 14.10.2002].

EL HOMBRE Y EL AGUA. http://www.bdp.it/~rmt0009/deure/sev/hombre_agua/index.html [consulta: 4.1.2003].

LA COMPOSICIÓN DEL AGUA. http://www.geocities.com/jgonz.geo/pecesd/agua.htm [consulta: 3.1.2003].

PRÁCTICA V: DUREZA. http://www.fing.uach.mx/sanitaria/practicaV.html [consulta: 26.11.2002].

REAL DECRETO 1138/1990. http://www.aguastenerife.org/7_guiadelciudadano/pdf/legest04.pdf [consulta: 5.1.2003].

Entrevistes:

PLANAS, J.; entrevista sobre l’aigua de les fonts de Prades, Prades, 2002.

torna a l'inici