27070818

Primera parte

El medio

2. El medio líquido
EL AGUA.
Propiedades moleculares.
La materia viva está fuertemente hidratada y una gran parte de las reacciones químicas
características de la vida se realizan en un medio acuoso. El agua constituye el medio ideal
para la vida, en el que los problemas de frontera entre el organismo y el ambiente están
reducidos al mínimo. Aparte del mercuriometálico, el agua es el único mineral líquido del
planeta. Un gran número de propiedades del agua, especialmente aquellas que más se apartan
de lo que cabría esperar de su composición molecular suelen ser comentadas con admiración.
Pero, al pensarlo más, dicha admiración resulta similar a la que puede despertar el considerar
que los ríos pasan frecuentemente por las grandes ciudades.
Tabla1. Algunas propiedades del agua pura (líquida y a 1 atm de presión si no se indica especialmente otra cosa).

Peso molecular

(18,0154)n

Calor de formación del agua líquida

285,890 kJ mol–1 (a 25°C y 1 atm)

D ensidad

a 1 atm la dens idad a 4°C se ha tomado como unidad, la densidad a
25°C es 0,9970 y la densidad máxima se da a 3,94°C (a 600 atm la
d ensidad máxima es a 0°C). Ladensidad del hielo es 0,9168 g ml-1, a
0°C y 1 atm.

Volumen específico del vapor

1729,6 cm3 g – 1, a 100°C y 1 atm

Punto de ebullición

100°C a 1 atm (760 mmHg) [de la fórmula H 2O debiera esperarse
− 80°C ]

Punto de fusión

0°C a 1 atm

Calor de evaporación

537 kcal l −1 a 100°C. Para otras temperaturas se puede aplicar la
fórmula de Clapeyron C e = 796 - 0,695 T (temperaturaabsoluta en °K)

Calor de fusión

79 kcal l −1, sobrepasado solamente por el NH3 y algunos metales

Calor específico a 1 atm

agua en forma de vapor

2,078 J g −1 °C−1 a 100°C

agua líquida

4,1855 J g −1 °C−1 a 15°C (=1 cal g)

agua sólida

2,06 J g −1 °C−1 a 0°C.

El calor específico del agua líquida es el mayor de todos los sólidos y
líquidos, a excepción del litio,hidrógeno y NH3 líquido
Constante de disociación iónica ([H +][OH-]) 10 −14,0000 M−1 (a 24°C y 1 atm)
10 −14,9435 M−1 (a 0°C)
10 −13,8330 M−1 (a 30°C)
El pH que corresponde a la neutralidad es igual a la mitad del
respectivo exponente de 10 y, por tanto vale 7 a 24°C
Constante dieléctrica del agua líquida

o poder inductor específico entre distancias a partir de las cuales son
despreciables lasinteracciones (1,6 nm), en unidades c.g.s., a 1 atm:
88,0 a 0°C; 80,36 a 20°C; 69,96 a 50°C. Estos valores son relativamente altos y explican la fácil ionización de las sales en el agua, pues la
atracción entre iones es inversamente proporcional a la constante
dieléctrica

Conductividad eléctrica

0,043 x 10– 6 mho cm −1 a 18°C y 1 atm

Conductividad térmica

vapor de agua 0,24 mW cm−1 °C−1 (a 110°C y 1 atm)
agua líquida 5,67 mW cm −1 °C−1 (a 10°C y 1 atm)
hielo 21 mW cm −1 °C−1

Transparencia

el coeficiente de extinción (x) del agua líquida pura para distintas
longitudes de onda en nm es:
820 (infrarrojo) 2,42
680 (rojo) 0,455
580 (amarillo) 0,078
480 (azul verdoso) 0,018
400 (violado) 0,041
380 (ultraviolado) 0,045

Índice de refracción

para la longitud deonda de 589 nm (línea D del sodio) y 20°C es de
1,333

Viscosidad dinámica del agua líquida

0,01 g cm −1 s −1 a 20°C y 1 atm ( = 10 mp)
Relativamente elevada y, además muy variable en función de la
temperatura

Tensión superficial

72,76 dinas cm −1 a 20°C. La mayor de todos los líquidos a la
temperatura ordinaria

C ompresibilidad

Reducción de volumen por unidad igual a 45,6 x10−6 atm −1, en
compresión isotérmica, a 25°C, entre 0 y 10 atm. Para el agua marina,
bajo una presión de 1000 decibares, que corresponde aproximadamente a 1000 m de profundidad (unas 100 atm), la reducción de
volumen por la presión es de un 0,458 %, a 5000 decibares de 2,15 %,
a 10 000 decibares de 4,00 %.
Para el hielo, a 0°C y 300 bares, isotérmica, es de 12 X 10−6 atm −1

Velocidad...