AGUA Y CONCENTRACIÓN DE SOLUCIONES

Stefany María García Natareno, Clave No. 796, Registro No. 202131614

Keily Marleni Quixtan Fuentes, Clave No. 797, Registro No.202131730

Yoseline Milena Pastor Galindo, Clave No.798, Registro No. 202131731

Juan Marcos Polanco Marroquín, Clave No.799, Registro No. 202131742

Pineda García Ronald Carmelo, Clave No.801, Registro No. 202131788

Investigación de tercer módulo.

Ingeniero. Sergio Durini

UNIVERSIDAD DE SAN CARLOS DE GUATEMALA

CENTRO UNIVERSITARIO DE OCCIDENTE

DIVISIÓN DE CIENCIAS DE LA SALUD

PRIMER AÑO CARRERA DE MÉDICO Y CIRUJANO

CICLO 2021
 Introducción

Agua, molécula de vital importancia en la tierra, indispensable para la vida y para las
reacciones en la tierra, es la molécula más abundante en los seres vivos de 69-70% de su peso
corporal, la mayoría de las reacciones biológicas vitales se dan en medios acuosos, sus
propiedades fisicoquímicas derivan de su peculiar forma que hace viable la vida. Es un
disolvente casi universal (las moléculas apolares son insolubles en agua), lo que posibilita las
reacciones y transporte, además intervienen por su débil ionización que es adecuado para los
procesos ya que disocia compuestos iónicos, así mismo es un excelente termorregulador. El agua
es tan fundamental, sin embargo ha tenido una mala utilización con el paso del tiempo. Un
aspecto que hoy en día repercute poniendo en peligro a generaciones futuras.
Para todo proceso analítico en laboratorios de investigación y análisis en cualquier campo
de la química es importante conocer las unidades químicas de concentración, ya que relacionan
la cantidad de solutos en un determinado volumen de solución. El presente informe tiene como
busca profundizar nuestros conocimientos sobre la química, concentraciones de soluciones y aún
más importante, ampliar nuestros conocimientos sobre un elemento tan común pero importante
como lo es el agua, además de ello, sus características, propiedades, usos, aplicaciones, métodos
de potabilización de la misma, fenómenos a causa de ella, entre otros

1
 Objetivos

➔ Identificar las características, propiedades, funciones en el cuerpo humano y tratamiento

del agua.

➔ Distinguir los tipos de soluciones según los componentes, características y propiedades

de los elementos que las conforman

➔ Aplicar los conocimientos adquiridos en cálculos futuros y con ello alimentar la habilidad
de detección de padecimientos

➔ Comprender la importancia del agua como el líquido universal y con ello emplear de
mejor manera.

➔ Exponer la importancia de distinguir las soluciones, al ser empleadas en cálculos de

laboratorio que repercuten en resultados después.

2
 Marco teórico

Agua

Características
1. Se considera como densidad máxima del agua cuando adquiere un valor de 4ºC
2. Incombustibilidad, el agua no arde.
3. Actúa como disolvente en seres vivos, los humanos expulsamos toxinas a través de la
orina.
4. Actúa como amortiguador térmico, tiene capacidad para calentarse o enfriarse con más
rapidez que la tierra o el propio aire.
5. Dilatación anómala, entre las propiedades del agua la dilatación anómala es un hecho en
el que sucede lo contrario que en otros materiales, por ejemplo el hielo, que es una
dilatación del agua pero con mayor volumen.

Propiedades

Entre las propiedades, es de destacar que se trata de una sustancia sin olor, sin color y sin
sabor. Las propiedades del agua son imprescindibles para la vida. Se puede presentar en estado
líquido, sólido y gaseoso. El agua está constituida por dos átomos de hidrógeno y un átomo de
oxígeno, siendo su fórmula H2O. Por consiguientes un dato a destacar de las propiedades del
agua es el hecho de poder presentarse en tres estados:
El estado sólido del agua, se produce por la congelación cuando es sometida a una
temperatura inferior a 0ºC. Este fenómeno recibe el nombre de solidificación. En la Tierra, el
agua en estado sólido podemos encontrarla en los glaciares o en zonas montañosas de nieve
(todas las moléculas del agua están unidas).

En estado líquido, podemos verla en ríos, lagos, mares, lluvia, etc. El paso de estado
sólido a líquido del agua recibe el nombre de fusión. Dependiendo de los materiales que se
encuentren en disolución en el agua, ésta se encuentra en estado líquido entre los 0 y los 100 ºC

3
(la mayoría de las moléculas siguen unidas).

El agua en estado gaseoso se produce debido a la evaporación del agua cuando es

sometida a una determinada temperatura. Este fenómeno, en la naturaleza, se produce cuando el
agua de los océanos, ríos, lagos y otras fuentes fluviales se evapora en forma de vapor de agua y
se condensa en la atmósfera conformando las nubes, que deben su origen a la acumulación de
partículas de agua (las moléculas se liberan consecuencia de la rotura de enlaces de hidrógeno).

Tensión superficial

Todas las moléculas del agua se desplazan debido a la atracción que experimentan por
otras moléculas. Sin embargo, aquellas que se localizan en la superficie del agua no están
totalmente rodeadas por otras moléculas, por lo que estas son atraídas por las moléculas que
están por debajo y a los lados. Por tanto, en el agua, la tensión superficial es la fuerza con que las
moléculas son atraídas de la superficie de la misma para llevarlas al interior y de esta manera
poder disminuir el área superficial. En resumen, es la cantidad de energía necesaria para
aumentar la superficie del agua definida por unidad de área.

Capilaridad

La capilaridad de un líquido como el agua es una característica por la que un sólido y un

líquido entran en contacto. Cuando se establece contacto entre el líquido y el material sólido, el
líquido ascenderá o no en función de si el líquido moja o no al sólido. Esta propiedad del agua se
encuentra condicionada por la tensión superficial. Cuanto menor sea la tensión superficial del
agua y mayor sea la fuerza de cohesión con el cilindro de cristal, mayor cantidad de agua subirá
por el cilindro de cristal.

4
 Funciones en el cuerpo humano.

Cumple una función vital para el buen funcionamiento del organismo, posibilita el
transporte de nutrientes a las células, ayuda a la digestión de los alimentos, contribuye a regular
la temperatura corporal, etc. Además, el intestino absorbe estos líquidos, gracias a los cuales es
posible eliminar lo que el cuerpo no necesita, a través de las secreciones. Algunos de sus usos
son: ayudar a que la sangre transporte oxígeno, aumentar el nivel de energía, actuar como
protector; ayuda a mantener los niveles adecuados de acidez en el cuerpo y retarda los procesos
de envejecimiento, se usa también para perder peso. Contribuye en el tratamiento de piedras
formadas en los riñones pues diluye sales y minerales mediante la orina, y para el estreñimiento.

Uso y tratamiento

El desarrollo de la sociedad reclama cada vez más agua, por ello, a veces escasea el agua
y su calidad desgraciadamente se ha ido deteriorando día a día, esto obliga a un tratamiento cada
vez más amplio y complejo técnicamente. La eliminación de materias en suspensión y en
disolución que deterioran las características físico-químicas y organolépticas así como la
eliminación de de bacterias y otros microorganismos que pueden alterar la salud, son los
objetivos perseguidos y conseguidos en la estaciones de tratamiento en todo un proceso que al
final logra suministrar un agua transparente y de una calidad sanitaria garantizada.

El tratamiento del agua es el proceso de naturaleza físico-química y biológica, mediante

el cual se eliminan una serie de sustancias y microorganismos que implican riesgo para el
consumo o le comunican un aspecto o cualidad organoléptica indeseable y la transforma en un
agua apta para consumir. En la potabilización del agua se debe recurrir a métodos adecuados a la
calidad del agua origen a tratar.

5
 Soluciones

Partes que la forman

Toda solución está formada por dos partes: el soluto y el solvente. El soluto es la
sustancia que se disuelve y que está en menor cantidad en una solución; el solvente es la
sustancia que se encuentra en mayor cantidad y es la que disuelve al soluto. La solución resulta
de mezclar el soluto con el solvente, y estas sustancias mezcladas tan solo experimentan un
cambio físico, específicamente el solvente (aspecto, puntos de fusión, ebullición y congelación,
etc.). En ocasiones, existe un solvente y varios solutos, y a veces varios solventes y solutos; las
partículas del soluto son moléculas o iones y se encuentran dispersas y atrapadas por las
moléculas del solvente, que son más abundantes y de mayor tamaño molecular.

Proceso de disolución

El proceso de disolver una sustancia (soluto) en otra (disolvente), involucra al menos tres
pasos energéticos:

1. Las moléculas de disolvente sobrepasan la energía de enlaces secundarios (puentes de

hidrógeno y/o fuerzas de Van der Walls) y se separan

2. Las partículas (iones o moléculas) que forman el soluto también sobrepasan sus
enlaces secundarios y se separan.

3. Las partículas del soluto se dispersan en el disolvente o se solventan. En esta

presentación revisamos un poco los conceptos anteriores de mezclas y disoluciones y luego
abordamos el proceso de disolución

Por la relación que existe entre el soluto y la disolución, algunos autores clasifican las
disoluciones en diluidas y concentradas, las concentradas se subdividen en saturadas y
sobresaturadas. Las diluidas, se refieren a aquellas que poseen poca cantidad de soluto en

6
relación a la cantidad de disolución; y las concentradas cuando poseen gran cantidad de soluto.

El proceso de disolución está tanto más fácil cuanto mayor sea:

1. El desprendimiento de calor (proceso exotérmico).

2. El aumento en el desorden.

http://ocw.uc3m.es/ciencia-e-oin/quimica-de-los-materiales/Material-de-clase/tema-4.-solidos-liq
uidos-y-disoluciones-ii

- Si las interacciones soluto-soluto y disolvente-disolvente son mayores que las

interacciones soluto-disolvente.
- Si las interacciones soluto-soluto y disolvente-disolvente son menores que las

interacciones soluto-disolvente.

Tipos de soluciones
De acuerdo a su composición y capacidad de absorción las soluciones se pueden clasificar en:

Soluciones Líquidas

Son las soluciones en las que el disolvente o solvente es un líquido. Estas soluciones
pueden integrar el sólido en líquido. (Ejemplo: azúcar disuelta en agua) el líquido en líquido

7
(Ejemplo: agua disuelto en alcohol), y gas en líquido (Ejemplo: el agua gaseosa)

Soluciones Sólidas

Son las soluciones en las que el disolvente o solvente es un sólido. Incluye las aleaciones
como bronce, latón, acero, etc. Son fáciles de encontrar en la naturaleza.

Soluciones Gaseosas

Son soluciones homogéneas en las que el disolvente está compuesto por un gas, como es
el caso del oxígeno, del dióxido de carbono; y demás gases que se disuelven con el nitrógeno.

Factores que afectan la solubilidad

Estos factores son: superficie de contacto, agitación, temperatura y presión.

A. Superficie de contacto: Al aumentar la superficie de contacto del soluto con el solvente,

las interacciones soluto-solvente aumentarán y el soluto se disuelve con mayor rapidez.
El aumento de la superficie de contacto del soluto se favorece por pulverización del
mismo.
B. Agitación: Al disolverse el sólido, las partículas del mismo deben difundirse por toda la
masa del disolvente. Este proceso es lento, y alrededor del cristal se forma una capa de
disolución muy concentrada que dificulta la continuación del proceso, al agitar la
solución se logra la separación de la capa y nuevas moléculas del disolvente alcanzan la
superficie del sólido.
C. Temperatura: Al aumentar la temperatura se favorece el movimiento de las moléculas en
la solución y con ello su rápida difusión. Además, una temperatura elevada hace que la
energía de las partículas del sólido, iones o moléculas sea alta y puedan abandonar con
facilidad su superficie, disolviéndose.
D. Presión: Los cambios de presión ordinarios no tienen mayor efecto en la solubilidad de
líquidos y de sólidos. La presión tiene gran efecto en la solubilidad de gases. La
solubilidad de gases aumenta cuando se incrementa la presión. Al disolver un gas en un

8
 líquido, la solubilidad del gas es directamente proporcional a la presión.
E. Volumetría ácido-base: La determinación de la cantidad de ácido o base existente en una
solución dada recibe el nombre de volumetría. Si se valora un ácido con una base de
concentración conocida, la volumetría se denomina acidimetría, y si se valora una base
con un ácido de concentración conocida, la volumetría recibe el nombre de alcalimetría.

Naturaleza de sus componentes

La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto, así
como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del sistema a alcanzar
el valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las moléculas del disolvente y las
partículas del soluto para formar agregados se le llama solvatación y si el solvente es agua,
hidratación.

Naturaleza del solvente

La solubilidad de una sustancia depende de la naturaleza del disolvente y del soluto,
así como de la temperatura y la presión del sistema, es decir, de la tendencia del
sistema a alcanzar el valor máximo de entropía. Al proceso de interacción entre las
moléculas del disolvente y las partículas del
soluto para formar agregados se le llama
solvatación y si el solvente es agua, hidratación.

Naturaleza del soluto

• Dependiendo del disolvente ✔ Electrolíticas

✔ No electrolíticas ➔ El soluto se disocia en
iones, p. ej. sal ➔ conducen la corriente eléctrica
➔ El soluto no se disocia en iones, p. ej. azúcar
➔ No conducen la corriente eléctrica

9
 Densidad de soluciones, definición y aplicación.

La densidad es la magnitud física que relaciona la masa de un cuerpo con su volumen. Es

muy útil para pasar de unas medida de la concentración a otras, ya que relaciona el volumen de
la disolución con su masa. Recuerda que en la concentración medida en g/l y en la molaridad se
utiliza el volumen de la disolución, pero en la concentración en % se utiliza la masa.

Una variación en la materia prima, indicada por un cambio en la densidad, podría tener
un resultado perjudicial para el funcionamiento o la calidad del producto final. La medición de la
densidad de materias primas puede usarse para confirmar la pureza del material. Si se ha
adulterado una sustancia con una alternativa más barata, la densidad medida del material
compuesto será diferente de la de la sustancia pura.

La densidad también puede servir para garantizar la homogeneidad. Si una pieza

fabricada no es homogénea, podría verse afectados atributos de rendimiento clave como la fuerza
y la resistencia al agrietamiento. Por ejemplo, incluso una burbuja de aire interna puede
provocar, en última instancia, que una pieza falle al someterla a presión. El muestreo aleatorio de
las piezas es una forma sencilla y rentable de supervisar la calidad continua.

Por qué es fundamental un pesaje exacto

Los procedimientos gravimétricos de laboratorio habituales para la determinación de la

densidad son la técnica de empuje de Arquímedes, el principio del desplazamiento y el método
picnómetro.

El método más ampliamente usado es el de la técnica de empuje que usa el principio de

Arquímedes, el cual afirma que: un cuerpo sumergido en un fluido manifiesta una pérdida de
peso aparente igual al peso del fluido que desplaza. Este antiguo principio, que data del año 200
a. C. aproximadamente, es el que, precisamente, se usa hoy en día para determinar la densidad de
forma gravimétrica. Por tanto, una medición exacta de la densidad depende en gran medida de la
exactitud de los valores de peso.

10
 Importancia biológica de las soluciones.

I. Componente celular: El cuerpo de un ser vivo tiene agua en su estructura. Cada célula
puede tener de un 30% de agua (célula ósea) a un 95% de agua.
II. Solvente universal: El agua disuelve más del 50% de las sustancias conocidas presentes
en cualquier medio como el suelo o el cuerpo.
III. Moderadora del clima: Al evaporarse el agua se transforma en humedad. El grado de
humedad está condicionado por factores como el viento y la temperatura pero a su vez
puede interactuar sobre ellos,
IV. Condiciona el comportamiento: Los animales y vegetales o partes de ellos frente a un
estímulo del agua la buscan o la rechazan.
V. Es un medio de transporte: Arrastra insectos, animales grandes, plantas, polen, semillas,
etc.
VI. Corrientes marina: existen muchas corrientes en los océanos y mares, estas transportan
agua a diferente temperatura. Esto causa que el agua modifique la temperatura de las
costas y facilita las rutas migratorias de los peces.
VII. Interviene en funciones biológicas:
● Germinación: el agua la desencadena.
● Absorción: Penetra por las raíces o la piel de animales y vegetales y contribuye, entre
otras cosas, a regular la temperatura corporal.
● Circulación: facilita el transporte de nutrientes o desechos en la sangre de los animales o
en la savia de los vegetales.
● Excreción: Disuelve los desechos de la sangre y de esa forma se los elimina fácilmente
por los órganos excretores.
● Fecundación: las células sexuales vegetales y animales se unen en presencia del agua.
● Fotosíntesis: participa directamente en el proceso y forma, con parte del aire, el alimento.
● Polinización: transporta el polen hasta el gineceo de las flores

11
 Conclusiones

● Habiendo profundizado y comprendido de mejor manera el término de fuerzas

superficiales, basadas en tensión superficial y capilaridad, podemos claramente afirmar
que son responsables de muchos fenómenos con interés biológico, como por ejemplo, el
que curiosamente algunos organismos, como los como los insectos zapateros (Gerris
lacustris) sean capaces de caminar por la superficie del agua, ya que es el resultado de
tener un peso cuya fuerza aplicada no es suficiente para romper la tensión superficial del
agua. Dicho aprendizaje nos llevó a comprender un fenómenos bastante raros y curiosos.

● A pesar de que el agua había sido considerada un recurso, debido a los altos niveles de
contaminantes naturales, se ha empezado a considerar no renovable, agotable, consigo
tristemente un “día cero” previsto. El agua es el recurso básico para garantizar la vida de
todos los seres vivos del planeta. El acceso a agua, saneamiento e higiene es un derecho
fundamental, y sin embargo, miles de millones de personas de todo el mundo siguen
enfrentándose a diario a enormes dificultades para acceder a los servicios más básicos,
especialmente en los países con menor economía y poder, quienes así también contienen
a las poblaciones más grandes, como India. Con el paso del tiempo, incrementando la
población, la necesidad y escasez de agua aumentan también, por lo el humano se ha
visto forzado a desarrollar ciertos métodos o sistemas para potabilizar el agua, como fue
mencionado anteriormente y disminuir a medida de lo posible la contaminación
ambiental.

● El manejo y conocimiento sobre soluciones químicas y todos sus aspectos como

concentración, sus clasificaciones dependiendo de las propiedades de los elementos que
la conforman, es de vital importancia para aquellas personas que como nosotros,

12
 aspiramos a ocupar un puesto y laborar en el área de salud. Pues es un tema de manejo
cotidiano en esos ámbitos, por ende la importancia que se le da a la investigación misma
y consigo a la tan interesante agua.

13
 Bibliografía

1. Equipo Editorial Naturaleza. Propiedades del agua y sus características, formas de

presentación [Internet]. Paradais-sphynx.com. 2017 [citado el 5 de junio de 2021].
Disponible en:
https://naturaleza.paradais-sphynx.com/hidrosfera/propiedades-del-agua.htm

2. ¿Qué funciones cumple el agua en el organismo? [Internet]. Cibr.es. [citado el 6 de junio

de 2021]. Disponible en:
http://www.cibr.es/salud-hidratacion-preguntas-frecuentes-que-funciones-cumple-el-agua-
en-el-organismo

3. Tratamiento de Agua [Internet]. Chilecubica.com. [citado el 7 de junio de 2021].

Disponible en:
https://www.chilecubica.com/insta-sanitarias-y-especiali/tratamiento-de-agua/

4. Tratamientos del agua [Internet]. Enbuenasmanos.com. [citado el 7 de junio de 2021].

Disponible en:
https://www.enbuenasmanos.com/ecologia-y-medio-ambiente/cuidado-del-medio-ambient
e/tratamientos-del-agua/

5. Libretexts. 11.1: El proceso de la disolución [Internet]. Libretexts.org. Libretexts; 2019

[citado el 7 de junio de 2021]. Disponible en:
https://espanol.libretexts.org/Quimica/Libro%3A_Quimica_General_(OpenSTAX)/11%3
A_Las_soluciones_y_los_coloides/11.1%3A_El_proceso_de_la_disolucion

6. Químico TPL. ¿Qúe es una Disolución? [Internet]. Tplaboratorioquimico.com. 2018

[citado el 7 de junio de 2021]. Disponible en:
https://www.tplaboratorioquimico.com/quimica-general/las-propiedades-de-la-materia/las
-disoluciones.html

14
 7. Los 6 Factores que Afectan la Solubilidad Principales [Internet]. Lifeder.com. 2017
[citado el 8 de junio de 2021]. Disponible en:
https://www.lifeder.com/factores-afectan-la-solubilidad/

8. La Solubilidad OIFQA. Factores que afectan la solubilidad [Internet]. Clsb.cl. [citado el 8

de junio de 2021]. Disponible en:
https://www.clsb.cl/wp-content/uploads/2020/03/Contenido-Solubilidad-2-Medio.pdf

9. Mettler-Toledo International Inc. all rights reserved. Medición de la densidad [Internet].

Www.mt.com. 2021 [citado el 8 de junio de 2021]. Disponible en:
https://www.mt.com/es/es/home/applications/Laboratory_weighing/density-measurement.
html

10. 2.1 Importancia Biológica de las Soluciones [Internet]. Blogspot.com. [citado el 8 de

junio de 2021]. Disponible en:
http://wikibioquimica.blogspot.com/2013/02/importancia-biologica-de-las-soluciones.htm
l

15