LA GUAJIRA
QUIMICA
ss
1.
Las partículas presentes en los gases están alejadas unas de las otras, estas se mueven con rapidez y aleatoriamente, nunca interfiriendo con otra, por esto son de baja densidad, son compresibles, llenan y adquieren la forma de su contenedor. A diferencia de los gases los sólidos son de mayor densidad
GASES
- Las partículas están alejadas entre si
- Las partículas tienen movimientos aleatorios rápidos y no interfieren una con otra
- Densidad baja
- Fácilmente compresibles
- Llenan totalmente el recipiente en el que se encuentran
SOLIDOS
- Densidad alta
- difícilmente comprensibles Y rígidos
- Conserva su forma sin importar el recipiente en el que se encuentre
- Las partículas de los sólidos se encuentran muy cerca entre si
- Ejercen fuerzas de atracción entre ellas
- Se requiere poca energía para pasar de solido a liquido
LIQUDOS
- Características intermedias entre gases y solidos
- Se necesita mucha energía para pasar de líquido a gas
- Sus partículas se encuentras menos dispersas que los gases pero más dispersas que los solidos
- Sus propiedades indican que es más similar al estado sólido que al gas
Dato divertido: solo existe una excepción de según la densidad de la materia. En casi todos los casos las cosas en estado sólido son más densas que en estado líquido, excepto el agua. El hielo tiene mucho espacio vacío en su interior por lo tanto es menos densa que el agua liquida
2. Explique algunas aplicaciones, tanto en la naturaleza como en la industria, del agua como agente refrigerante.
Una de las aplicaciones del agua como agente refrigerante más común y del día a día es cuando el agua de la transpiración ayuda a enfriar el cuerpo humano, o cuando en los días cálidos se puede tomar una ducha fría para aumentar el proceso de enfriamiento en el cuerpo. Una aplicación del agua en a naturaleza es cuando los grandes cuerpos de agua (como los océanos) producen un efecto enfriador en las masas terrestres costeras, haciendo que las ciudades ubicadas en estas masas terrestres sean mucho más frescas, pero también de ambiente húmedo. En muchas instalaciones comerciales se utiliza agua como refrigerante, por ejemplo, en algunas plantas nucleares se utiliza para enfriar el núcleo del reactor, muchos edificios de oficinas tienen sistemas de aire acondicionado por agua fría circulante y ventiladores, también es usada el agua como agente refrigerante en los motores de los carros o medios de transporte.
3. El comportamiento del agua es anómalo (anormal), ya que en su forma sólida (hielo) es menos densa que en su forma líquida. Analice algunas de las consecuencias de este hecho.
Esta expansión del agua al congelarse también explica por qué flotan cubos de hielo, al recordar que la densidad es definida como masa/volumen se explica que al congelarse un gramo de agua líquida su volumen aumenta (se expande) y por lo tanto su densidad al ser hielo es menor, ya que la masa del hielo se divide entre un volumen ligeramente mayor
Una de las consecuencias del comportamiento anormal del agua es que si esta contenida en un recipiente al congelarse puede romperlo porque se expande. Esto explica la razón por la cual se rompe una tubería cuando el agua se congela y también por qué los motores que se dejan durante las heladas se averían. Este comportamiento también explica por que los cubos de hielo flotan.
4. Describa algunas implicaciones de que, a diferencia de la mayoría de las sustancias, el volumen del agua se expanda al congelarse.
La expansión del agua al congelarse, a menudo causa consecuencias o problemas en diferentes casos, por ejemplo en países donde el invierno está presente las tuberías muchas veces estallan o se rompen porque el agua que fluye atreves de ellas se congela y se expande, requiriendo más espacio del que tiene. Esta expansión también es la causa de que el hielo flote en agua líquida, la fauna acuática y tal vez todas las formas de vida conocida, no serían posibles si el hielo en vez de flotar se hundiera.
5. Describa, a escala microscópica y macroscópica, lo que ocurre con una muestra de agua que se calienta de temperatura ambiente hasta 50 grados Celsius, por encima de su punto de ebullición normal.
El punto de ebullición normal del agua es de 100 grados Celsius, cuando este es alcanzado, aumenta el movimiento de las moléculas individuales de agua, estas están alejadas entre sí o/e interactúan muy poco en comparación de cuando se quiere cambiar el hielo solido a líquido, pero para lograr el cambio físico, de líquido a gas, las moléculas se separan entre sí, pero permanecen intactas. Para separar las moléculas lo suficiente y formar un gas, es preciso vencer todas las fuerzas intermoleculares (entre moléculas), lo que requiere cantidades considerables de energía.
6. La figura 13.2 presenta la curva de enfriamiento para el agua. Analice el significado de las distintas secciones de esta curva (por ejemplo, explique que representa cada meseta y cada parte con pendiente).
Los fragmentos inclinados de la curva de calentamiento/enfriamiento representan cambios de temperatura por la adición o extracción de calor, los sectores planos representan la transición de un estado físico a otro, como por ejemplo cuando está en la transición de hielo a agua.
EXPLICAR LOS SIGUIENTES CONOCIMIENTOS CIENTÍFICOS APLICADOS A LA CALIDAD DEL AGUA PARA CONSUMO:
1. pH:
“Es logaritmo negativo de la concentración molar (más exactamente de la actividad molar) de los iones hidrógeno.” (Ph-metro). El valor del pH del agua indica la acidez (basicidad) o no acidez (alcalinidad) del agua. ]
PH=- log (H+). [(H+) es la concentración de hidrogenión (también conocida como la actividad).
El agua es compuesta por: H2O ßà H+ + OH- (ion hidrogenión+ ion hidroxilo)
En el agua completamente pura, la concentración de H+ es equivalente a la de OH-, y el valor de pH es de 7.0.
Las aguas acidas tienen un valor de pH inferior a 7.0, y la concentración de H+ es superior a la de OH-. En contraste, las aguas básicas o alcalinas tienen un pH superior a 7.0, y la concentración de OH- es mayor a la de H+. Acidez es la capacidad de una sustancia de aportar iones de hidrogeno al medio, mientras que la alcalinidad aporta OH- al medio.
2. Escala de pH:
La escala de pH va desde 0 hasta 14, y mide que tan acida o básica es una sustancia. Un pH de 7 es neutro, un pH menor a 7 es ácido y uno mayor es básico.
PH para aguas de consumo: 6.0-9.0
Para el agua destinada al consumo, el pH está condicionado por el acido carbónico (producto del agua con el dióxido de carbono) y en condiciones normales, está entre 7.2-7.8. Cuando el pH es inferior o igual a 7.0, generalmente el agua favorece a los procesos de corrosión. Por ejemplo la corrosión de las tuberías que sucede por las reacciones químicas entre el material de la tubería y el agua. Las aguas con pH superiores a 8.0, favorecen a las incrustaciones calcáreas. Las incrustaciones calcáreas son es cuando aparecen costras calcáreas en la tubería, estas son compuestas por cristales insolubles de carbonatos magnésicos y cálcicos.
3. pH metro:
El pH metro es un instrumento de medida que contiene un sensor llamado electrodo que se encarga de medir el pH de una solución utilizando un método electroquímico. Cuando los electrodos son sumergidos en una sustancia, una corriente eléctrica es generada. Esta depende de la concentración de iones de hidrogeno en la solución.
4. Conductividad eléctrica en el agua y temperatura:
¿Que es la conductividad?
La conductividad se define como la habilidad para conducir o transmitir calor, electricidad o sonido. Las unidades son siemens por metro (S/m). La corriente eléctrica se debe al movimiento de partículas cargadas eléctricamente. En la mayoría de solidos existe un flujo de electrones que produce corriente, este flujo se denomina conducción eléctrica. La mayoría de los metales son buenos conductores de electricidad porque tienen un gran número de electrones libres. Además, en el agua y en materiales iónicos existe un movimiento de iones cargados que producen una corriente electica llamada conducción iónica.
Conductividad del agua: El agua pura es un buen conductor de electricidad. El agua destilada ordinaria con un equilibrio de dióxido de carbono en el aire tiene una conductividad de 20ds/m. Debido a que la corriente eléctrica se desplaza a través de los electrones, la conductividad aumenta cuando aumenta la concentración de iones.
Cuanto mayor sea la conductividad, mayor es la cantidad de solidos disueltos. En las normas de calidad de agua potable de la EAP y de la CNA la conductividad no es un estándar obligatorio sino un estándar recomendado.
¿Que es la temperatura?
La temperatura es una medida del calor o energía térmica de las partículas en una sustancia ya sea de un cuerpo, de un objeto o del ambiente. La temperatura no depende ni del tamaño ni del tipo del objeto. La temperatura esta asociada a la noción del frio (temperaturas bajas) y el calor (temperaturas altas).
Además, la temperatura es una magnitud escalar que presenta información sobre la energía contenida en un cuerpo o en una sustancia debido a la agitación de las partículas.La temperatura es un parámetro esencial para definir si el agua es potable. Además, es de suma importancia en los ecosistemas hidráulicos. Cuando la temperatura aumenta disminuye la concentración de óxido disuelto y las aguas tienen menos oxígeno, esto puede causar la muerte de muchas especies acuáticas y afectar la salud de los humanos.
A menor temperatura se encuentra el agua mayor es el tiempo requeridos para la muerte de microorganismos. Esto se debe a que las raciones químicas son más lentas a bajas temperaturas.También, entre mayor sea el PH del agua mayor será el tiempo requerido para destruir los microorganismos.
5. ¿Qué parámetros de conductividad y pH debe tener el agua para poder ser destinada al consumo humano?
El pH del agua potable debe estar entre 6,5 y 8,5. Los controles sobre el agua potable suelen ser más severos que los controles aplicados sobre las aguas minerales embotelladas, ya que los parámetros aplicados a estas son de 6,5 a 9,5.
Elaborar una tabla y grafica que da cuenta: del lugar de la toma de los datos, la temperatura, pH y conductividd del aguaen esa ubicacion. Interpretar los datod con exactitud para explicar si desde los parametros ya investigados de pH y conductividad de agua potable, el agua de La Guajira puede y es correcto destinarla al c0nsumo humano y si son los datos suficientes para dar una respuesta concreta a la comunidad:
Haciendo un contexto de la información obtenida, interprete los datos con exactitud para explicar si desde estos parámetros el agua analizada en la Guajira, puede ser destinada para el consumo humano y si son estos datos suficientes para dar una respuesta a esta comunidad:
Al hacer una observación a los datos recogidos de ambas formas, en tabla y gráficamente, resaltan los datos de gran tamaño o cantidad en la Ranchería de Utta cuando se observan los picos más altos en la gráfica y los números más grandes en la tabla de pH y conductividad en ambos casos. De igual manera los datos de pH no varían exagerada mente, sino más bien se quedan en un rango bajo y moderado, teniendo diferencias de mínimo 0,48 y máximo 1,32 entre los datos. Mientras que las conductividades encontradas varían bastante, de un rango a otro, con diferencias de 20.7 y 69.93 entre los diferentes datos, diferencias de muchísima más cantidad y valor.
Un aspecto a ser revisado es el de pH, en tres de las ubicaciones se encontraron aguas con pH’s los cuales entran dentro de los parámetros, los cuales existen de 6,5 a 8,5. Aunque se puede decir desde la variable pH, que el agua más potable es la de Palomino, con un pH de 6,80, se dice esto ya que es la más cercana a un pH intermedio, a un pH de 7, volviéndola la más indicada para el consumo humano, sin embargo su número, su pH se podrían considerar como acido, esto significa que las cantidades de H+ son mayores a las de OH+ y por esto se podría tomar en cuenta el pH bueno del agua en playa de camarones de 7,81. Con respecto a la variable, conductividad, se podría decir y se observa que el agua de playa camarones es la más potable, teniendo en cuenta que su conductividad fue de 4,7 mv y una conductividad menor, indica menos concentración de iones en esta, siendo el agua más pura. Pero de todos modos, desde la variable, conductividad, todas las aguas son NO potables.
Concluyendo este pequeño análisis, si se observa desde la variable conductividad, el agua de playa camarones es la más potable y pura, pero si se mira desde la variable pH el agua es potable en tres ubicaciones diferentes, complicando un poco el análisis de estos datos, pero de todos modos se puede analizar por medio de descarte. Ante todos los datos es imprescindible decir que el agua en la ranchería en Utta es la menos potable e indicada para el consumo humano, porque desde ambas variables es mala, tiene niveles muy elevados de pH y conductividad. Por otro lado el agua en ranchería Vanessa y playa camarones aunque de buen pH, tienen conductividades bajas, convirtiéndolas en peligrosas para el consumo. Para concluir se puede decir que el agua MAS potable es la de palomino, con un buen pH y conductividad baja, asi que buena. No queda de más comentar que los datos no son suficientes para dar una respuesta concreta a los habitantes en Guajira, ya que de todo el departamento de la Guajira, de muchas rancherías y hogares los datos fueron recogidos solo de cuatro lugares, reduciendo de gran manera la gama de fiabilidad y confianza en los resultados de la investigación. De manera concreta pero poco confiable se le puede decir a los habitantes de Guajira que su suministro de aguas no es potable de manera alguna, y que deben preocuparse por buscar otras fuentes de agua o maneras de potabilizar la que ya está a su alcanze.
Durante el viaje a la guajira se descubrió una característica resaltante en la región, y esta es, ambas, la falta de agua y que el agua que se encuentra no es potable. Esto se puede deber a que el agua no está adecuadamente clorada o porque la red de saneamiento es deficiente en general, también se puede deber a que, por la falta de agua, los habitantes consiguen agua de fuentes no confiables y seguramente demostrablemente contaminadas.
Si se piensa en métodos los cuales cualquier persona en la Guajira, de familia indígena o no, puede usar en su hogar, para potabilizar su agua, que por lo observado y evaluado anteriormente NO es potable, hay una variedad de métodos con los cuales se puede asegurar que esa agua sea posible consumirla, sea potable, que de verdad se pueda beber. Entre estos se encuentra la ebullición del agua (hervir el agua), la limpieza química, la filtración, o se puede practicar una mezcla de todos los métodos anteriormente mencionados. Cuando se elige usar métodos que difieren a la ebullición del agua, es recomendable utilizar más de un método, por ejemplo no utilizar tan solo la filtración, si no filtración y desinfección, para así asegurar una óptima potabilización del agua. A la hora de elegir el método más adecuado o de preferencia para la potabilización del agua entran en juego diversos factores, como los materiales que se tienen disponibles para llevar a cabo el proceso de potabilización, la preferencia de la persona o familia, entre muchos otros factores.
Se sabe y está asegurado que la forma más eficaz a la hora de eliminar TODOS los microorganismos que son la fuente de enfermedad en el agua, es la de calentar está, hasta que llegue a su punto de ebullición (100 ºC), lo que se conoce como hervir, o cuando se observan burbujas, o movimiento en el agua, la cual se está calentando. Se debe dejar hirviendo por un minuto, se debe observar un movimiento del agua exagerado y vigoroso, y después se debe dejar enfriar en temperatura ambiente. Si hay algún caso en el cual no es posible hervir el agua, la desinfección química es un método alternativo, muy recomendable, con el cual se puede llegar a potabilizar el agua a medias, ya que algunos organismos, muy específicos, pueden resistir este método e especifico, por ejemplo los microrganismos Crytosporidium, Cyclopora, Toxoplasma, entre otros. Los desinfectantes químicos usados para este proceso, y los más recomendable y accesibles entran en el grupo de los halógenos, siendo estos el Yodo y el Cloro.
Se recomienda más el uso del yodo que el del cloro, ya que el uso de este presenta tres diferentes ventajas. Primero es fácil de manejar, segundo porque no reacciona tanto como el cloro, al entrar en contacto con substancias orgánicas y tercero elimina y protege contra protozoos o también llamados protozoarios, los cuales son muy comunes en zonas tropicales o zonas costeras como la Guajira. Hay un cierto riesgo a la hora de usar el yodo como método de potabilización, ya que como, en este caso son personas en sus casas, sin instrumentos costosos o elaborados puede haber una sobredosis causando al injeridor un severo vomito. Así que nunca se debe dejar el yodo por más tiempo de lo recomendado (más de una semana), tampoco, o mejor, nunca se le debe dar a embarazadas, enfermos de tiroides o hipersensibles a este compuesto.
Se puede usar yodo en pastilla o en tintura. Al usar pastillas se debe siempre seguir las instrucciones del fabricante, se debe doblar el número de la dosis del desinfectante si el agua que se quiere potabilizar esta turbia (café, sucia). Entre mayor la temperatura del agua menor el tiempo de reposo de la pastilla, así que es recomendable calentar un poco el agua y si no aumentar el tiempo de reposo, y así conseguir una potabilización fiable. A la hora de usar tintura de yodo, se brindan los siguientes consejos, si la tintura es de 2%, se agregan cinco gotas por litro de agua clara, si el estado del agua es turbia, se debe doblar el suministro a diez gotas por el litro, y después de haber introducido la tintura, aguardar, y dejar reposar por media hora.
Si se opta por el cloro, que no es tan fiable como el yodo, a la hora de combatir contra los organismos causantes de enfermedades, y sobre todo si el agua que se tiene es turbia. Pero se puede utilizar para la desinfección química, y es muy útil en circunstancias como la de muchos habitantes de la guajira. Ya que es barata, fácil de adquirir, sobretodo en su forma líquida (lejía) y si se combina con otros métodos, como filtración o calor, se puede llegar a una óptima limpieza y potabilización. La forma de uso, en ambas casos, liquido (lejía) y solido (pastillas) varía según el fabricante. Tanto el yodo como el cloro le dejan un sabor (claramente mínimo) al agua después de ser tratada con los mismos. Pero esto se puede solucionar reduciendo la cantidad del halógeno usado pero aumentando el tiempo en el cual el agua y el halógeno están en contacto.
Hay otro método confiable para la potabilización del agua, este es el uso de filtros. Existen un tipo de filtros portátiles, los cuales tienen la capacidad de eliminar agentes infecciosos. No obstante estos filtros no eliminan de manera eficaz todos los virus, que se encuentran abundantes en aguas contaminadas y sucias como las aguas de Guajira. Por lo que se recomienda usar desinfección química, después de la filtración. Los filtros pueden ser de materiales como, cerámica, membrana y carbón en bloque. Son un buen método de potabilización, cuando mezclados con otros, pero se debe tomar en cuenta, su precio, ya que los que en realidad son de buena calidad y garantizan una óptima limpieza son bastante costosos. Existen otros métodos como el dióxido de cloro, la luz ultravioleta (UV), el ion plata, el peróxido de hidrógeno, permanganato de potasio, cada una más difícil de conseguir, más caro, más riesgoso al usarlo, algunos fácilmente tóxicos inclusive, así que su uso no es recomendable si se está pensando en métodos los cuales proporcionan un uso práctico, barato y no amenazante para habitantes de rancherías en Guajira.
En mi opinión la mejor opción para potabilizar el agua a consumir si se habita en una ranchería, es la de la ebullición del agua, ya que es un método que lleva de la mano dos características claves si se piensa en las condiciones del agua en guajira, y estas dos características del método son su eficiencia y la sencillez para lograr su óptimo desempeño. Ya que está comprobado que a la hora de eliminar bacterias y virus la ebullición es la mejor opción y no se ha de necesitar de gran cosa para llevar a cabo este método, no hay necesidad de comprar ningún elemento extra, lo cual se daría si se optara por desinfección química o filtro, solo hay necesidad de calor, fuego lo cual se puede obtener mediante madera, gas o electricidad, y aunque no todas las formas de producir fuego en Guajira se encuentran presentes, si se quiera una es posible de hacer, dependiendo del lugar y el alcance del habitante. Si se quiere optar por algo más profundo y químico y si fuera yo la que está viviendo en una ranchería en Guajira, en una ranchería, en esas condiciones y con esa calidad de agua suministrada o conseguida , sugiero, ante todo y siempre, pasar el agua por ebullición (hervirla) pero adjuntar esto con desinfección química, sí! Hacer ambos procesos. Se asesora que la desinfección química se lleve a cabo con yodo, ya que como fue mencionado, este material no presenta tantas amenazas como el cloro al ser usado. De esta manera habrá mayor cantidad de diferentes microbios e impurezas destruidas, y podre subintrarme de agua potable.
¿ Como aplicaria los conocimientos y la comprension cientificas para resolver la problemática del agua en la Guajira si usted habitara en una rancheria? Descutir y evaluar las implicaciones del uso de la ciencia y su aplicación para resolver este problema de una manera clara y precisa.
