MEIO AQUOSO
I) INTRODUÇÃO: ÁGUA
A vida em nosso Planeta desenvolveu-se em torno da água.
Água, está presente no meio interno e externo.
Os primeiros seres vivos eram aquáticos.
Variações de água de espécie para espécie:
Esporos de bactérias 50%
Espécie Humana 70%
Medusa (água viva) 98%
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II) ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA
H2O – moléculas isoladas só existem em temperaturas superiores a 600°C. Abaixo destas temperaturas a água se associa em grupos de 2,4,6,8...n moléculas.
Na molécula de água, o átomo de oxigênio, sendo mais eletronegativo, atrai o par de elétrons da ligação covalente para a sua proximidade. Isto acarreta a uma polarização na molécula de água. Portanto dizemos que a água é uma substância polar. Mais precisamente a molécula de água é um dipolo elétrico, pois do lado do oxigênio é negativa e do lado do hidrogênio positivo.
Obs: Sendo a água em dipolo em um recipiente que contenha essa substância ocorrem interações entre as moléculas.
Ponte de Hidrogênio: forma-se sobretudo com elementos muito eletronegativos. (F, O, N).
Ex. H+ F- (ácido fluorídrico)
Ponte de H: energia de ligação: 4,5 kcal/mol
Ligação Covalente: 110 Kcal/mol
Água: 97% Oceanos e Mares
2,2% Geleiras
0,8% Água doce (rios, lagos e subterrâneos)
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III) PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
Embora a água seja a substância mais abundante no nosso Planeta, apresenta propriedades “estranhas”. A água tem elevada capacidade dissolvente principalmente com substâncias polares.
A) PONTO DE EBULIÇÃO (P.E.)
O ponto de ebulição da água não segue a tendência do PE dos hidretos do grupo VI (H2S, H2Se, H2Te).
Tabela: Hidretos do Grupo 6A
MM PE (°C) PE (K)
H2O 18 100 373
H2S 34 - 60 213
H2Se 81 - 42 231
H2Te 129,5 0 273
Enquanto a Massa Molecular dos hidretos do grupo VI cresce, o ponto de ebulição também cresce (aumenta).
A água é diferente sua MM é menor e seu ponto de ebulição é maior.
B) DENSIDADE
Como se sabe a densidade de uma amostra é dada por: d = m/v
Obs.: Variações de tempera também provocam variações na densidade.
A água é diferente da maioria das substâncias, pois sofre variação de volume irregular com aumento da temperatura. Normalmente um aumento na temperatura prova aumento (dilatação) do volume e conseqüentemente diminuição da densidade.
Densidade Água d = 1,00g/cm3
A vida em nosso Planeta desenvolveu-se em torno da água.
Água, está presente no meio interno e externo.
Os primeiros seres vivos eram aquáticos.
Variações de água de espécie para espécie:
Esporos de bactérias 50%
Espécie Humana 70%
Medusa (água viva) 98%
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II) ESTRUTURA MOLECULAR DA ÁGUA
H2O – moléculas isoladas só existem em temperaturas superiores a 600°C. Abaixo destas temperaturas a água se associa em grupos de 2,4,6,8...n moléculas.
Na molécula de água, o átomo de oxigênio, sendo mais eletronegativo, atrai o par de elétrons da ligação covalente para a sua proximidade. Isto acarreta a uma polarização na molécula de água. Portanto dizemos que a água é uma substância polar. Mais precisamente a molécula de água é um dipolo elétrico, pois do lado do oxigênio é negativa e do lado do hidrogênio positivo.
Obs: Sendo a água em dipolo em um recipiente que contenha essa substância ocorrem interações entre as moléculas.
Ponte de Hidrogênio: forma-se sobretudo com elementos muito eletronegativos. (F, O, N).
Ex. H+ F- (ácido fluorídrico)
Ponte de H: energia de ligação: 4,5 kcal/mol
Ligação Covalente: 110 Kcal/mol
Água: 97% Oceanos e Mares
2,2% Geleiras
0,8% Água doce (rios, lagos e subterrâneos)
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III) PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
Embora a água seja a substância mais abundante no nosso Planeta, apresenta propriedades “estranhas”. A água tem elevada capacidade dissolvente principalmente com substâncias polares.
A) PONTO DE EBULIÇÃO (P.E.)
O ponto de ebulição da água não segue a tendência do PE dos hidretos do grupo VI (H2S, H2Se, H2Te).
Tabela: Hidretos do Grupo 6A
MM PE (°C) PE (K)
H2O 18 100 373
H2S 34 - 60 213
H2Se 81 - 42 231
H2Te 129,5 0 273
Enquanto a Massa Molecular dos hidretos do grupo VI cresce, o ponto de ebulição também cresce (aumenta).
A água é diferente sua MM é menor e seu ponto de ebulição é maior.
B) DENSIDADE
Como se sabe a densidade de uma amostra é dada por: d = m/v
Obs.: Variações de tempera também provocam variações na densidade.
A água é diferente da maioria das substâncias, pois sofre variação de volume irregular com aumento da temperatura. Normalmente um aumento na temperatura prova aumento (dilatação) do volume e conseqüentemente diminuição da densidade.
Densidade Água d = 1,00g/cm3
t = 3,98° C
Gelo d = 0,99 g/cm3
t = 0° C
Passando para vapor d = 0,95 g/cm3
t = 100° C
Gelo d = 0,99 g/cm3
t = 0° C
Passando para vapor d = 0,95 g/cm3
t = 100° C
O gelo flutua na água pois é menos denso.
C) VISCOSIDADE = 0,89 centipoise
É a propriedade que os líquidos tem de se opor aos movimentos.
Obs.: quanto maior a temperatura menor é a viscosidade.
D) TENSÃO SUPERFICIAL
A tensão superficial da água é elevada em relação a inúmeros líquidos (72,75 dinas/cm).
Ex: Benzeno 28,8
Acetona 23,7
Etanol 22,3
Ácido Acético 27,6
- As moléculas de água do fundo se anulam, pois são puxadas com a mesma intensidade, dando um resultante = zero.
- As moléculas da superfície são puxadas para baixo, mas como não se anulam, formando uma contração (tensão) da superfície da água.
Alguns seres vivos desenvolvem mecanismos adaptativos e aproveitam a superfície da água como habitat.
E) CALOR ESPECÍFICO
É a quantidade de calor necessária para elevar de 1°C, 1 grama de água: c = 1 cal/g°C
Em relação a outras substâncias o calor específico da água é elevado.
F) CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO (LV)
É a quantidade de calor necessária para vaporizar 1 g de água.(Lv = 539 cal/g)
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IV) PROPRIEDADES QUÍMICAS DA ÁGUA
SUBSTÂNCIAS DISSOLVIDAS NAS ÁGUAS NATURAIS:
1) Gases dissolvidos: O2 e CO2
A solubilidade de O2 na água é reduzida, o CO2 é 35 vezes mais solúvel, embora 700 vezes menos abundante no ar.
Ar: N2 78%
O2 21%
CO2 0,03%
Nas águas naturais temos oxigênio de origem:
a) EXOGENA: vem da atmosfera e fica na superfície.
b) ENDOGENA : vem do fito plâncton (algas) que realizam a fotossíntese.
Fatores que influem na concentração de gases dissolvidos nas águas naturais (CO2 e O2):
C) VISCOSIDADE = 0,89 centipoise
É a propriedade que os líquidos tem de se opor aos movimentos.
Obs.: quanto maior a temperatura menor é a viscosidade.
D) TENSÃO SUPERFICIAL
A tensão superficial da água é elevada em relação a inúmeros líquidos (72,75 dinas/cm).
Ex: Benzeno 28,8
Acetona 23,7
Etanol 22,3
Ácido Acético 27,6
- As moléculas de água do fundo se anulam, pois são puxadas com a mesma intensidade, dando um resultante = zero.
- As moléculas da superfície são puxadas para baixo, mas como não se anulam, formando uma contração (tensão) da superfície da água.
Alguns seres vivos desenvolvem mecanismos adaptativos e aproveitam a superfície da água como habitat.
E) CALOR ESPECÍFICO
É a quantidade de calor necessária para elevar de 1°C, 1 grama de água: c = 1 cal/g°C
Em relação a outras substâncias o calor específico da água é elevado.
F) CALOR LATENTE DE VAPORIZAÇÃO (LV)
É a quantidade de calor necessária para vaporizar 1 g de água.(Lv = 539 cal/g)
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IV) PROPRIEDADES QUÍMICAS DA ÁGUA
SUBSTÂNCIAS DISSOLVIDAS NAS ÁGUAS NATURAIS:
1) Gases dissolvidos: O2 e CO2
A solubilidade de O2 na água é reduzida, o CO2 é 35 vezes mais solúvel, embora 700 vezes menos abundante no ar.
Ar: N2 78%
O2 21%
CO2 0,03%
Nas águas naturais temos oxigênio de origem:
a) EXOGENA: vem da atmosfera e fica na superfície.
b) ENDOGENA : vem do fito plâncton (algas) que realizam a fotossíntese.
Fatores que influem na concentração de gases dissolvidos nas águas naturais (CO2 e O2):
1) Temperatura : maior temperatura, menos gases dissolvidos. Pressão : maior pressão, maior quantidade de gases dissolvidos. Turbulência : > turbulência > quantidade de gases dissolvidos. Luz : + luz, + O2 gerado de modo endógeno (fotossíntese).
2) Íons H+: garantem acidez da água e depende principalmente da concentração de CO2.
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
3) Outros Íons: Na +, Ca2+, K+, Cl-, SO42-, NO3-, Mg2+
4) Matéria Orgânica: produzida da decomposição de seres vivos. Exs: lixões, esgotos, cotas, etc.
2) Íons H+: garantem acidez da água e depende principalmente da concentração de CO2.
H2O + CO2 H2CO3 H+ + HCO3-
3) Outros Íons: Na +, Ca2+, K+, Cl-, SO42-, NO3-, Mg2+
4) Matéria Orgânica: produzida da decomposição de seres vivos. Exs: lixões, esgotos, cotas, etc.