Agua

El papel del agua en la circulación global de materia y energía [9] , el origen y mantenimiento de la vida en la Tierra, en la estructura química de los organismos vivos, en la formación del clima y el tiempo es extremadamente importante . El agua es la sustancia más importante para todos los seres vivos de la Tierra [10] . En promedio, el cuerpo de plantas y animales contiene más del 50% de agua [11] .

En total, hay alrededor de 1400 millones de km³ de agua en la Tierra. El agua cubre el 71% de la superficie del globo ( océanos , mares , lagos , ríos , hielo - 361,13 millones de km² [12] [13] ). La mayor parte del agua de la tierra (97,54%) pertenece a los océanos , es agua salada, no apta para la agricultura ni para beber. El agua dulce se encuentra principalmente en glaciares (1,81 %) y aguas subterráneas (alrededor de 0,63 %), y solo una pequeña parte (0,009 %) en ríos y lagos. Las aguas saladas continentales constituyen el 0,007%, la atmósfera contiene el 0,001% de toda el agua de nuestro planeta [14] [15] . La composición del manto de la Tierra contiene 10-12 veces más agua que en el Océano Mundial [16] .

El agua es una de las pocas sustancias en la naturaleza que se expanden durante la transición de una fase líquida a una sólida (además del agua, el antimonio [17] , el bismuto , el galio , el germanio y algunos compuestos y mezclas tienen esta propiedad).

Historia del nombre

La palabra proviene de otro ruso. agua , además - del protoeslavo * voda [18] (cf. agua eslava antigua , agua búlgara , agua serbo - chorviana , vóda eslovena , voda checa , voda eslava , woda polaca , V.-luzh . , n.- charco woda ), luego - del protoindoeuropeo * mié -, relacionado lit. vanduõ , joya. unduo , d.h.h.-n. waʒʒar "agua", gótico. wato , ingl . agua , griego ὕδωρ , ὕδατος , Brazo. ǣ 륿 "río", Frig. βέδυ , otra ind. udakám , uda -, udán - “agua”, unátti “salpicar”, “irrigar”, ṓdman - “arroyo”, Alb. uj "agua" [19] [20] . Las palabras rusas "cubo", "nutria" tienen la misma raíz.

En el marco de la hipótesis no generalmente aceptada sobre la existencia de una lengua otrora pranostrática, la palabra puede compararse con el hipotético proto- urálico * wete (cf., por ejemplo, Fin. vesi , Est. vesi , Komi va , Hung . víz ), así como con el presunto protoaltaico , protodravidiano y otras palabras, y reconstruido como * wetV para el idioma original [21] .

Nombres químicos

Desde un punto de vista formal, el agua tiene varios nombres químicos correctos diferentes:

Óxido de hidrógeno : Un compuesto binario de hidrógeno con un átomo de oxígeno en el estado de oxidación -2, también conocido como óxido de hidrógeno con el nombre obsoleto.
Hidróxido de hidrógeno : compuesto del grupo hidroxilo OH - y el catión (H + )
Hidroxiácido : El agua se puede considerar como una combinación de un catión H + , que puede ser reemplazado por un metal, y un "residuo hidroxilo" OH-
Monóxido de dihidrógeno
dihidromonóxido

Propiedades

Propiedades físicas

El agua en condiciones normales se encuentra en estado líquido, mientras que los compuestos de hidrógeno similares de otros elementos son gases ( H 2 S , CH 4 , HF ). Los átomos de hidrógeno están unidos al átomo de oxígeno formando un ángulo de 104,45° (104°27'). Debido a la gran diferencia en la electronegatividad de los átomos de hidrógeno y oxígeno , las nubes de electrones se desplazan fuertemente hacia el oxígeno. Por esta razón , la molécula de agua tiene un gran momento dipolar (p \u003d 1.84 D , solo superada por el ácido cianhídrico y el sulfóxido de dimetilo ). Cada molécula de agua forma hasta cuatro enlaces de hidrógeno , dos de ellos forman un átomo de oxígeno y dos, átomos de hidrógeno [22] . El número de enlaces de hidrógeno y su estructura ramificada determinan el alto punto de ebullición del agua y su calor específico de vaporización [22] . Si no hubiera enlaces de hidrógeno , el agua, según el lugar del oxígeno en la tabla periódica y los puntos de ebullición de los hidruros de elementos similares al oxígeno ( azufre , selenio , telurio ), herviría a -80 °C y se congelaría a -100 ºC [23] .

Tras la transición a un estado sólido, las moléculas de agua se ordenan, mientras que los volúmenes de vacíos entre las moléculas aumentan y la densidad total del agua disminuye, lo que explica la menor densidad (mayor volumen) del agua en la fase de hielo. En la evaporación , por otro lado, todos los enlaces de hidrógeno se rompen. Romper los enlaces requiere mucha energía, por lo que el agua tiene la capacidad calorífica específica más alta entre otros líquidos y sólidos. Se necesitan 4,1868 kJ de energía para calentar un litro de agua en un grado. Debido a esta propiedad, el agua se utiliza a menudo como refrigerante .

Además del alto calor específico , el agua también tiene altos valores de calor específico de fusión (333,55 kJ/kg a 0 °C) y de vaporización (2250 kJ/kg).

Temperatura, °C	Capacidad calorífica específica del agua, kJ/(kg*K)
-60 (hielo)	1.64
-20 (hielo)	2.01
-10 (hielo)	2.22
0 (hielo)	2.11
0 (agua pura)	4.218
diez	4.192
veinte	4.182
40	4.178
60	4.184
80	4.196
100	4.216

Propiedades físicas de diferentes modificaciones isotópicas del agua a diferentes temperaturas [24] :

Modificación del agua	Densidad máxima a temperatura, °C	Punto triple a la temperatura, °C
H2O _ _	3.9834	0.01
D2O _ _	11.2	3.82
T2O _ _	13.4	4.49
H 2 18 O	4.3	0.31

La viscosidad relativamente alta del agua se debe al hecho de que los enlaces de hidrógeno evitan que las moléculas de agua se muevan a diferentes velocidades. .

El agua es un buen solvente para sustancias con moléculas que tienen un momento dipolar eléctrico . Durante la disolución, la molécula de soluto está rodeada por moléculas de agua, y las regiones cargadas positivamente de la molécula de soluto atraen átomos de oxígeno, y las regiones cargadas negativamente atraen átomos de hidrógeno. Debido a que la molécula de agua es pequeña, muchas moléculas de agua pueden rodear cada molécula de soluto.

Esta propiedad del agua es importante para los seres vivos. En una célula viva y en el espacio intercelular interactúan soluciones de varias sustancias en agua [25] . El agua es fundamental para la vida de todos los seres vivos de la Tierra sin excepción.

El agua tiene un potencial eléctrico superficial negativo.[ especificar ] .

El agua pura es un buen aislante . En condiciones normales, el agua se disocia débilmente en iones y la concentración de protones (más precisamente, iones de hidronio H 3 O + ) e iones de hidróxido OH - es de 10 -7 mol / l. Pero dado que el agua es un buen solvente, ciertas sustancias, por ejemplo, las sales, casi siempre se disuelven en ella, es decir, otros iones positivos y negativos están presentes en la solución. Por lo tanto, el agua común es un buen conductor de electricidad. La conductividad eléctrica del agua se puede utilizar para determinar su pureza.

El agua tiene un índice de refracción n=1,33 en el rango óptico. Debido al gran momento dipolar de las moléculas, el agua también absorbe la radiación de microondas, razón por la cual se calientan los alimentos en un horno de microondas .

Estados agregados

Según el estado se distinguen:

"sólido" - hielo
"Agua líquida
"gaseoso" - vapor de agua

A presión atmosférica normal (760 mmHg , 101325 Pa ) , el agua se solidifica a 0 °C y hierve (se convierte en vapor de agua) a 100 °C (los valores de 0 °C y 100 °C se eligieron como correspondientes a las temperaturas de derretir hielo y agua hirviendo al crear la escala de temperatura Celsius ). A medida que disminuye la presión, la temperatura de fusión (fusión) del hielo aumenta lentamente, mientras que el punto de ebullición del agua desciende. A una presión de 611,73 Pa (alrededor de 0,006 atm ), los puntos de ebullición y fusión coinciden y se vuelven iguales a 0,01 °C. Esta presión y temperatura se llama el punto triple del agua. A presiones más bajas, el agua no puede estar en estado líquido y el hielo se convierte directamente en vapor. La temperatura de sublimación (sublimación) del hielo cae al disminuir la presión. A alta presión, hay modificaciones de hielo con puntos de fusión por encima de la temperatura ambiente.

Con el aumento de la presión, el punto de ebullición del agua aumenta [26] :

Presión, atm.	Punto de ebullición ( Tbp ), °C
0,987 (10 5 Pa - condiciones normales)	99.63
una	100
2	120
6	158
218.5	374.1

A medida que aumenta la presión, la densidad del vapor de agua saturado en el punto de ebullición también aumenta, mientras que la del agua líquida disminuye. A una temperatura de 374 °C (647 K ) y una presión de 22.064 MPa (218 atm ), el agua pasa el punto crítico . En este punto, la densidad y otras propiedades del agua líquida y gaseosa son las mismas. A mayor presión y/o temperatura, desaparece la diferencia entre el agua líquida y el vapor de agua. Este estado de agregación se denomina " fluido supercrítico ".

El agua puede estar en estados metaestables : vapor sobresaturado , líquido sobrecalentado , líquido sobreenfriado . Estos estados pueden existir durante mucho tiempo, pero son inestables y se produce una transición al entrar en contacto con una fase más estable. Por ejemplo, se puede obtener un líquido sobreenfriado enfriando agua pura en un recipiente limpio por debajo de 0 °C, sin embargo, cuando aparece un centro de cristalización, el agua líquida se convierte rápidamente en hielo.

Asimismo, el agua puede existir en forma de dos líquidos diferentes (“el segundo agua” se produce a una temperatura de unos -70 °C y una presión de miles de atmósferas), que en determinadas condiciones ni siquiera se mezclan entre sí; la hipótesis de que el agua puede existir en dos estados líquidos diferentes se propuso hace unos 30 años con base en los resultados de la simulación por computadora y se verificó experimentalmente solo en 2020 [27]

Calor específico Capacidad calorífica isobárica del agua a presión atmosférica normal [28]

t, °С	0	diez	quince	veinte	25	treinta	35	40	45	cincuenta	55	60	sesenta y cinco	70	75	80	85	90	95	100
Cp, J/(kg grado)	4217	4191	4187	4183	4179	4174	4174	4174	4177	4181	4182	4182	4185	4187	4191	4195	4202	4208	4214	4220

Estos datos se pueden aproximar mediante la ecuación

$C_{p}\left(t\right)=4219.7+0.009356\cdot t^{2}-9.2788\cdot {\sqrt {t))\ \ \left\{0\leq t\leq 100^ {o}C\derecha\}$ [29]

Constante dieléctrica del agua

La permitividad dieléctrica estática (para un campo electrostático constante ) del agua a diferentes temperaturas absolutas a una presión de 1 bar en el rango de temperatura de −13…100 °C se expresa mediante la fórmula empírica [31] : $\varepsilon$ $T$

\varepsilon (T)=253{,}0390655-0.810393675889\cdot T+0{,}000753946922643\cdot T^{2};

P=1~bar;\quad 260~K\leq T\leq 373{,}15~K.

Los resultados de los cálculos que utilizan esta fórmula [32] :

T, K	260	273	283	293	298	303	313	323	333	343	353	363	373
$t^{\circ}C$	-13	0	diez	veinte	25	treinta	40	cincuenta	60	70	80	90	100
$\varepsilon$	93.41	87.99	84.08	80.32	78.5	76.71	73.25	69.94	66.78	63.78	60.92	58.21	55.66

Propiedades ópticas

Se clasifican por la transparencia del agua, que a su vez depende de la longitud de onda de la radiación que atraviesa el agua. Debido a la absorción de los componentes naranja y rojo de la luz, el agua adquiere un color azulado. El agua es transparente solo a la luz visible y absorbe fuertemente la radiación infrarroja , por lo que en las fotografías infrarrojas la superficie del agua siempre se vuelve negra. Los rayos ultravioleta pasan fácilmente a través del agua, por lo que los organismos vegetales pueden desarrollarse en la columna de agua y en el fondo de los embalses, los rayos infrarrojos penetran solo en la capa superficial. El agua refleja el 5% de los rayos del sol, mientras que la nieve refleja alrededor del 85%. Solo el 2% de la luz solar penetra bajo el hielo oceánico.

Modificaciones isotópicas

Tanto el oxígeno como el hidrógeno tienen isótopos naturales y artificiales. Según el tipo de isótopos de hidrógeno incluidos en la molécula, se distinguen los siguientes tipos de agua:

agua ligera (el componente principal del agua familiar para las personas) $H_{2}O$
agua pesada (deuterio) $D_{2}O$
agua superpesada (tritio) $T_{2}O$
agua de tritio-deuterio $TDO$
agua de tritio-protio $AUNQUE$
agua de deuterio-protio $DHO$

Los últimos tres tipos son posibles porque la molécula de agua contiene dos átomos de hidrógeno. El protio es el isótopo más ligero del hidrógeno; el deuterio tiene una masa atómica de 2,0141017778 uma. m., tritio - la masa atómica más pesada 3.0160492777 a.u. M. El agua del grifo de agua de oxígeno pesado (H 2 O 17 y H 2 O 18 ) contiene más que el agua D 2 O 16 : su contenido, respectivamente, es de 1,8 kg y 0,15 kg por tonelada [23] .

Aunque el agua pesada a menudo se considera agua muerta, ya que los organismos vivos no pueden vivir en ella, algunos microorganismos pueden acostumbrarse a existir en ella [23] .

Según los isótopos estables de oxígeno 16 O, 17 O y 18 O, existen tres tipos de moléculas de agua. Así, según la composición isotópica, hay 18 moléculas de agua diferentes. De hecho, cualquier agua contiene todo tipo de moléculas.

Propiedades químicas

El agua es el disolvente más común en el planeta Tierra , lo que determina en gran medida la naturaleza de la química terrestre como ciencia. La mayor parte de la química, en sus inicios como ciencia, comenzó precisamente como la química de soluciones acuosas de sustancias.

El agua a veces se considera un anfolito , un ácido y una base al mismo tiempo ( catión H + anión OH- ) . En ausencia de sustancias extrañas en el agua, la concentración de iones de hidróxido e iones de hidrógeno (o iones de hidronio ) es la misma, pK a = p(1.8⋅10 −16 ) ≈ 15.74. El agua es una sustancia químicamente activa. Las moléculas de agua fuertemente polares solvatan iones y moléculas, forman hidratos e hidratos cristalinos . La solvólisis, y en particular la hidrólisis , se produce en seres vivos y no vivos, y se utiliza ampliamente en la industria química .

El agua se puede obtener:

Durante las reacciones

{\mathsf {2H_{2}O_{2}\rightarrow 2H_{2}O+O_{2}\uparrow ))

{\mathsf {NaHCO_{3}+CH_{3}COOH\rightarrow CH_{3}COONa+H_{2}O+CO_{2}\uparrow ))

\mathsf{2CH_3COOH + CaCO_3 \rightarrow Ca(CH_3COO)_2 + H_2O + CO_2 \uparrow}

Durante las reacciones de neutralización

{\mathsf {H_{2}SO_{4}+2KOH\rightarrow K_{2}SO_{4}+2H_{2}O}}

{\mathsf {HNO_{3}+NH_{4}OH\rightarrow NH_{4}NO_{3}+H_{2}O}}

{\mathsf {2CH_{3}COOH+Ba(OH)_{2}\rightarrow Ba(CH_{3}COO)_{2}+2H_{2}O))

Reducción con hidrógeno de óxidos metálicos -

{\mathsf {CuO+H_{2}\rightarrow Cu+H_{2}O))

Bajo la influencia de temperaturas muy altas o corriente eléctrica (durante la electrólisis ) [33] , así como bajo la influencia de radiaciones ionizantes , como estableció Friedrich Gisel en 1902 [34 ] al estudiar una solución acuosa de bromuro de radio [35 ] , el agua se descompone en oxígeno molecular e hidrógeno molecular :

{\mathsf {2H_{2}O\rightarrow 2H_{2}\uparrow +O_{2}\uparrow ))

El agua reacciona a temperatura ambiente:

con metales activos ( sodio , potasio , calcio , bario , etc.)

{\mathsf {2H_{2}O+2Na\rightarrow 2NaOH+H_{2}\uparrow ))

con flúor y compuestos interhalógenos

{\mathsf {2H_{2}O+2F_{2}\rightarrow 4HF+O_{2))}

{\mathsf {H_{2}O+F_{2}\rightarrow HF+HOF}}

(a bajas temperaturas)

{\mathsf {3H_{2}O+2IF_{5}\rightarrow 5HF+HIO_{3))}

{\matemáticas{9H_{2}O+5BrF_{3}\rightarrow 15HF+Br_{2}+3HBrO_{3))}

con sales formadas por ácidos débiles y bases débiles, provocando su completa hidrólisis

{\mathsf {Al_{2}S_{3}+6H_{2}O\rightarrow 2Al(OH)_{3}\downarrow +3H_{2}S\uparrow ))

con anhídridos y haluros de ácidos carboxílicos e inorgánicos
con compuestos organometálicos activos (dietilzinc, reactivos de Grignard, metilsodio, etc.)
con carburos , nitruros , fosfuros , siliciuros , hidruros de metales activos (calcio, sodio, litio, etc.)
con muchas sales, formando hidratos
con boranos, silanos
con cetenas, subóxido de carbono
con fluoruros de gases nobles

El agua reacciona cuando se calienta:

con hierro , magnesio

{\mathsf {4H_{2}O+3Fe\rightarrow Fe_{3}O_{4}+4H_{2))}

con carbón, metano

{\mathsf {H_{2}O+C\rightleftarrows \ CO+H_{2))}

con algunos haluros de alquilo

El agua reacciona en presencia de un catalizador :

con amidas, ésteres de ácidos carboxílicos
con acetileno y otros alquinos
con alquenos
con nitrilos

Función de onda del estado fundamental del agua

En la aproximación de valencia, la configuración electrónica de una molécula en el estado fundamental es: La molécula tiene una capa cerrada, no hay electrones desapareados. Cuatro orbitales moleculares (MO) están ocupados por electrones: dos electrones en cada MO , uno con espín , el otro con espín u 8 orbitales de espín . La función de onda de la molécula, representada por el único determinante de Slater Ф, tiene la forma ${\ Displaystyle {\ ce {H2O}}}$ ${\ estilo de visualización (1a_{1})^{1}(1b_{2})^{2}(1b_{1})^{2}(2b_{2})^{0}(3a_{1})^ {0}.}$ ${\ estilo de visualización \ phi _{i))$ $\alfa$ $\beta$ $\psi$ $\psi$

${\begin{vmatrix}\phi_{1a_{1}}(1)\alpha (1)&\phi_{1a_{1}}(1)\beta (1)&\phi_{1b_ {2}}(1)\alfa (1)&...&\phi _{1b_{1}}(1)\beta (1)\\\phi _{1a_{1}}(2)\alfa (2)&\phi _{1a_{1}}(2)\beta (2)&\phi _{1b_{2}}(2)\alpha (2)&...&\phi _{1b_{ 1}}(2)\beta (2)\\\phi _{1a_{1}}(3)\alpha (3)&\phi _{1a_{1}}(3)\beta (3)&\ phi _{1b_{2}}(3)\alpha (3)&...&\phi _{1b_{1}}(3)\beta (3)\\...&...&.. .&...&...\\\phi _{1a_{1}}(8)\alpha (8)&\phi _{1a_{1}}(8)\beta (8)&\phi _ {b_{2}}(8)\alfa (8)&...&\phi _{1b_{1}}(8)\beta (8)\end{vmatriz}}$

La simetría de esta función de onda está determinada por el producto directo de los IR, sobre los cuales se transforman todos los orbitales de espín ocupados.

$(a_{1})\otimes (a_{1})\otimes (b_{2})\otimes (b_{2})\otimes (a_{1})\otimes (a_{1})\ oveces (b_{1})\oveces (b_{1}).$

Teniendo en cuenta que el producto directo de una IR no degenerada consigo misma es una IR totalmente simétrica y el producto directo de cualquier representación Γ no degenerada por una totalmente simétrica es Γ, obtenemos: $\underbrace {\underbrace {a_{1}\otimes a_{1}\otimes} _{A_{1}}\underbrace {b_{2}\otimes b_{2}}_{A_{1}} \otimes \underbrace {a_{1}\otimes a_{1}} _{A_{1}}\otimes \underbrace {b_{1}\otimes b_{1}} _{A_{1}}} _{A_ {una}}$

Especies

El agua en la Tierra puede existir en tres estados principales:

sólido
líquido
gaseoso

El agua puede tomar varias formas que pueden coexistir e interactuar simultáneamente entre sí:

vapor de agua y nubes en el cielo ;
agua de mar y icebergs ;
glaciares y ríos en la superficie de la tierra;
acuíferos en la tierra.

El agua es capaz de disolver muchas sustancias orgánicas e inorgánicas. Debido a la importancia del agua como fuente de vida, a menudo se clasifica en tipos de acuerdo con varios principios.

Tipos de agua por origen, composición o uso:

según el contenido de cationes calcio y magnesio

por isótopos de hidrógeno en la molécula

agua ligera (casi lo mismo que el agua regular)
agua pesada (deuterio)
agua superpesada (tritio)

otros tipos

agua dulce
agua de lluvia
agua de mar
el agua subterránea
agua mineral
agua salobre
agua potable y agua del grifo
agua destilada y agua desionizada
aguas residuales
aguas pluviales o aguas superficiales
agua libre de pirógenos
poliagua
agua estructurada - un término usado en teorías no académicas
agua derretida
agua muerta y agua viva - tipos de agua con fabulosas propiedades

El agua, que forma parte de otra sustancia y está asociada a ella por enlaces físicos, se llama humedad . Dependiendo del tipo de conexión, hay:

absorción, humedad capilar y osmótica en sólidos,
humedad disuelta y emulsión en líquidos,
vapor de agua o niebla en los gases .

Una sustancia que contiene humedad se llama sustancia húmeda . Una sustancia húmeda que ya no puede absorber (absorber) la humedad es una sustancia saturada de humedad .

Una sustancia en la que el contenido de humedad es insignificante para una aplicación determinada se denomina materia seca . Una sustancia hipotética que no contiene nada de humedad es una sustancia absolutamente seca . La materia seca que forma la base de esta sustancia húmeda se denomina parte seca de la sustancia húmeda .

Una mezcla de gas con vapor de agua se llama gas húmedo ( mezcla de vapor y gas es un nombre obsoleto) [36] .

En la naturaleza

En la atmósfera de nuestro planeta , el agua se encuentra en forma de pequeñas gotas, en nubes y niebla , y también en forma de vapor . Durante la condensación, se elimina de la atmósfera en forma de precipitación ( lluvia , nieve , granizo , rocío ). En conjunto, la capa de agua líquida de la Tierra se llama hidrosfera , y la sólida se llama criosfera . El agua es la sustancia más importante de todos los organismos vivos en la Tierra. Presuntamente, el origen de la vida en la Tierra ocurrió en el medio acuático.

Los océanos contienen más del 97,54 % del agua de la tierra, los glaciares, el 1,81 %, las aguas subterráneas, alrededor del 0,63 %, los ríos y lagos, el 0,009 %, el agua salada continental, el 0,007 %, la atmósfera, el 0,001 % [13] .

Precipitación atmosférica

Agua más allá de la Tierra

El agua es una sustancia sumamente común en el espacio , sin embargo, debido a la alta presión intralíquida, el agua no puede existir en estado líquido en el vacío del espacio, razón por la cual se presenta únicamente en forma de vapor o hielo.

Uno de los temas más importantes relacionados con la exploración espacial humana y la posibilidad de que surja vida en otros planetas es la cuestión de la presencia de agua fuera de la Tierra en una concentración suficientemente grande. Se sabe que algunos cometas son más del 50% de hielo de agua. Sin embargo, no hay que olvidar que no todos los medios acuáticos son aptos para la vida.

Como resultado del bombardeo del cráter lunar , llevado a cabo el 9 de octubre de 2009 por la NASA utilizando la nave espacial LCROSS , por primera vez se obtuvieron evidencias fehacientes de la presencia de grandes volúmenes de hielo de agua en el satélite de la Tierra [38] .

El agua está ampliamente distribuida en el sistema solar . Se ha confirmado la presencia de agua (principalmente en forma de hielo) en muchas lunas de Júpiter y Saturno: Encelado [39] [40] , Tethys , Europa , Ganímedes , etc. El agua está presente en todos los cometas y muchos asteroides. Los científicos asumen que muchos objetos transneptunianos contienen agua.

El agua en forma de vapores está contenida en la atmósfera del Sol (trazas) [41] , las atmósferas de Mercurio (3,4 %, también se encontraron grandes cantidades de agua en la exosfera de Mercurio) [42] , Venus (0,002 % ) [43] , la Luna [44] , Marte (0.03%) [45] , Júpiter (0.0004%) [46] , Europa [47] , Saturno , Urano (trazas) [48] y Neptuno [49] (encontrado en la atmósfera inferior).

El contenido de vapor de agua en la atmósfera terrestre cerca de la superficie varía del 3 al 4 % en los trópicos al 2,10 al 5 % en la Antártida [50] .

Además, se ha encontrado agua en exoplanetas como HD 189733 A b [51] , HD 209458 b [52] y GJ 1214 b [53] .

Se cree que existe agua líquida debajo de la superficie de algunas de las lunas del planeta, muy probablemente en la luna Europa de Júpiter .

Rol biológico

El agua juega un papel único como sustancia que determina la posibilidad de existencia y la vida misma de todas las criaturas en la Tierra . Actúa como un disolvente universal en el que tienen lugar los principales procesos bioquímicos de los organismos vivos . La singularidad del agua radica en el hecho de que disuelve bastante bien las sustancias orgánicas e inorgánicas, proporcionando una alta tasa de reacciones químicas y, al mismo tiempo, suficiente complejidad de los compuestos complejos resultantes.

Gracias a los enlaces de hidrógeno , el agua se mantiene líquida en un amplio rango de temperaturas, y es precisamente en el que está ampliamente representado en el planeta Tierra en la actualidad.

Dado que el hielo tiene una densidad más baja que el agua líquida, el agua en los cuerpos de agua se congela desde arriba en lugar de desde abajo. La capa de hielo resultante evita una mayor congelación del embalse, esto permite que sus habitantes sobrevivan. Hay otro punto de vista: si el agua no se expandiera al congelarse, entonces las estructuras celulares no colapsarían, respectivamente, la congelación no causaría daño a los organismos vivos. Algunas criaturas ( tritones ) toleran la congelación/descongelación; se cree que esto se ve facilitado por la composición especial del plasma celular, que no se expande cuando se congela.

Aplicación

En la agricultura

Cultivar suficientes cultivos en tierras secas abiertas requiere una cantidad significativa de agua para el riego .

Para beber y cocinar

Un cuerpo humano vivo contiene entre 50% y 75% de agua [54] , dependiendo del peso y la edad. La pérdida de más del 10% de agua por parte del cuerpo humano puede provocar la muerte. Dependiendo de la temperatura y humedad del ambiente, la actividad física, etc., una persona necesita beber diferentes cantidades de agua. Hay mucho debate sobre la cantidad de agua que necesita consumir para el funcionamiento óptimo del cuerpo.

El agua potable es agua de cualquier fuente, purificada de microorganismos e impurezas nocivas. La idoneidad del agua para beber cuando se desinfecta antes de ser suministrada al sistema de suministro de agua se estima por el número de E. coli por litro de agua, ya que las E. coli son comunes y bastante resistentes a los agentes antibacterianos, y si hay pocos E. coli, entonces habrá algunos otros microbios . Si no hay más de 3 E. coli por litro, el agua se considera potable [55] [56] .

En deportes

Muchos deportes se practican sobre superficies de agua, sobre hielo, sobre nieve e incluso bajo el agua. Estos son el submarinismo , el hockey , los deportes náuticos, el biatlón , el short track , etc.

Para lubricación

El agua se utiliza como lubricante para la lubricación de cojinetes de madera, plástico, textolita, cojinetes con revestimiento de goma, etc. El agua también se utiliza en lubricantes en emulsión [57] .

Investigación

El origen del agua en el planeta

El origen del agua en la Tierra es objeto de debate científico. Algunos científicos[ quien? ] creen que el agua fue traída por asteroides o cometas en una etapa temprana de la formación de la Tierra, hace unos cuatro mil millones de años, cuando el planeta ya se había formado en forma de bola. En la década de 2010, se descubrió que el agua apareció en el manto de la Tierra hace no más de 2700 millones de años [58] .

Hidrología

La hidrología es una ciencia que estudia las aguas naturales, su interacción con la atmósfera y la litosfera , así como los fenómenos y procesos que se producen en ellas (evaporación, congelación, etc.).

El objeto del estudio de la hidrología son todos los tipos de aguas de la hidrosfera en los océanos , mares , ríos , lagos , embalses , pantanos , suelos y aguas subterráneas .

La hidrología explora el ciclo del agua en la naturaleza , el impacto de la actividad humana en ella y la gestión del régimen de las masas de agua y el régimen hídrico de los territorios individuales; lleva a cabo un análisis de elementos hidrológicos para territorios individuales y la Tierra en su conjunto; da una evaluación y previsión del estado y uso racional de los recursos hídricos; utiliza métodos utilizados en geografía , física y otras ciencias. Los datos de hidrología marina se utilizan en la navegación y la guerra por parte de barcos de superficie y submarinos .

La hidrología se subdivide en oceanología , hidrología terrestre e hidrogeología .

La oceanología se subdivide en biología oceánica , química oceánica , geología oceánica , oceanología física e interacciones océano-atmósfera.

La hidrología terrestre se subdivide en hidrología de ríos ( hidrología de ríos, potamología ), ciencia de lagos (limnología) , ciencia de pantanos y glaciología .

Hidrogeología

La hidrogeología (del griego ὕδωρ "contenido de agua" + geología) es una ciencia que estudia el origen, las condiciones de aparición, la composición y los patrones de movimiento de las aguas subterráneas. También se está estudiando la interacción de las aguas subterráneas con las rocas, las aguas superficiales y la atmósfera.

El alcance de esta ciencia incluye temas como la dinámica de las aguas subterráneas, la hidrogeoquímica, la búsqueda y exploración de las aguas subterráneas, así como la recuperación y la hidrogeología regional. La hidrogeología está estrechamente relacionada con la hidrología y la geología, incluida la ingeniería geológica, la meteorología, la geoquímica, la geofísica y otras ciencias de la tierra. Se basa en los datos de las matemáticas, la física, la química y hace un uso extensivo de sus métodos de investigación.

Los datos hidrogeológicos se utilizan, en particular, para abordar cuestiones de suministro de agua, recuperación de tierras y explotación de depósitos.

Véase también

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Enlaces

Compuestos binarios de hidrógeno

Hidruros de metales alcalinos

Hidruros de metales alcalinotérreos

Ser	BeH2 _
Minnesota	manganeso 2
California	CaH2_ _
señor	SrH 2
Licenciado en Letras	BaH2 _

Hidruros del subgrupo de boro

B	B2H6 _ _ _
Alabama	AlH 3
Georgia	Ga2H6 _ _ _
En	InH 3
Tl	TlH 3

Hidruros del subgrupo de carbono

C	alcanos Canal 4 C 2 H 6 C 32 H 8 C 4 H 10 C 5 H 12 C 6 H 14 alquenos C 2 H 4 C 3 H 6 alquinos C 2 H 2 C 3 H 4 C 4 H 6
Si	silanos SiH4 _ Si2H6 _ _ _ Si 3 H 8 silenes Si2H4 _ _ _
ge	GeH 4 Ge 2 H 6
sn	S&S 4
Pb	PbH4 _

Hidrógenos pnictógenos

norte	Azanes NH3 _ N 2 H 4 Azene N 2 H 2 N 3 H 3 N 4 H 4
PAGS	PH 3
Como	Ceniza 3
Sb	SbH 3
Bi	Bosnia y Herzegovina 3

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O	H2O _ _ H2O2 _ _ _ H2O3 _ _ _
S	H 2 S H2S2 _ _ _ H2S3 _ _ _
Se	H2Se _ _
Te	H 2 Te
Correos	H 2 Po

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