Ecología preguntas

1. Que es el agua desde el punto de vista químico (desde el punto de vista de la naturaleza)?

El agua (del latín aqua) es el compuesto formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). El término agua se aplica en el lenguaje corriente únicamente al estado líquido de este compuesto, mientras que se asigna el término hielo a su estado sólido y el término vapor de agua a su estado gaseoso.

El agua es una sustancia química esencial para la supervivencia de todas las formas conocidas de la vida.

Importancia y distribución

El agua es fundamental para todas las formas de vida conocida. Los humanos consumen agua potable. Los recursos naturales se han vuelto escasos con la creciente población mundial y su disposición en varias regiones habitadas es la preocupación de muchas organizaciones gubernamentales.

El agua cubre 3/4 partes (71%) de la superficie de la Tierra, pese al área por la cual se extiende, la hidrósfera terrestre es comparativamente bastante escasa,

2. Cuales son las propiedades físicas del agua? ; enumerarlas, definirlas.

El agua químicamente pura es un liquido inodoro e insípido; incoloro y transparente en capas de poco espesor, toma color azul cuando se mira a través de espesores de seis y ocho metros, porque absorbe las radiaciones rojas. Sus constantes físicas sirvieron para marcar los puntos de referencia de la escala termométrica Centígrada.

A la presión atmosférica de 760 milímetros el agua hierve a temperatura de 100°C y el punto de ebullición se eleva a 374°, que es la temperatura critica a que corresponde la presión de 217,5 atmósferas; en todo caso el calor de vaporización del agua asciende a 539 calorías/gramo a 100°.

1) Estado físico: sólida, liquida y gaseosa 2) Color: incolora 3) Sabor: insípida 4) Olor: inodoro 5) Densidad: 1 g./c.c. a 4°C 6) Punto de congelación: 0°C 7) Punto de ebullición: 100°C 8) Presión critica: 217,5 atm. 9) Temperatura critica: 374°C

Mientras que el hielo funde en cuanto se calienta por encima de su punto de fusión, el agua liquida se mantiene sin solidificarse algunos grados por debajo de la temperatura de cristalización (agua subenfriada) y puede conservarse liquida a –20° en tubos capilares o en condiciones extraordinarias de reposo. La solidificación del agua va acompañada de desprendimiento de 79,4 calorías por cada gramo de agua que se solidifica. Cristaliza en el sistema hexagonal y adopta formas diferentes, según las condiciones de cristalización.

A consecuencia de su elevado calor especifico y de la gran cantidad de calor que pone en juego cuando cambia su estado, el agua obra de excelente regulador de temperatura en la superficie de la Tierra y más en las regiones marinas.

El agua se comporta anormalmente; su presión de vapor crece con rapidez a medida que la temperatura se eleva y su volumen ofrece la particularidad de ser mínimo a la de 4°. A dicha temperatura la densidad del agua es máxima, y se ha tomado por unidad. A partir de 4° no sólo se dilata cuando la temperatura se eleva,. sino también cuando se enfría hasta 0°: a esta temperatura su densidad es 0,99980 y al congelarse desciende bruscamente hacia 0,9168, que es la densidad del hielo a 0°, lo que significa que en la cristalización su volumen aumenta en un 9 por 100.

Las propiedades físicas del agua se atribuyen principalmente a los enlaces por puente de hidrógeno, los cuales se presentan en mayor número en el agua sólida, en la red cristalina cada átomo de la molécula de agua está rodeado tetraédricamente por cuatro átomos de hidrógeno de otras tantas moléculas de agua y así sucesivamente es como se conforma su estructura.

Cuando el agua sólida (hielo) se funde la estructura tetraédrica se destruye y la densidad del agua líquida es mayor que la del agua sólida debido a que sus moléculas quedan más cerca entre sí, pero sigue habiendo enlaces por puente de hidrógeno entre las moléculas del agua líquida.

Cuando se calienta agua sólida, que se encuentra por debajo de la temperatura de fusión, a medida que se incrementa la temperatura por encima de la temperatura de fusión se debilita el enlace por puente de hidrógeno y la densidad aumenta más hasta llegar a un valor máximo a la temperatura de 3.98ºC y una presión de una atmósfera. A temperaturas mayores de 3.98 ºC la densidad del agua líquida disminuye con el aumento de la temperatura de la misma manera que ocurre con los otros líquidos.

3. Que es densidad másica, densidad en peso, densidad relativa, viscosidad dinámica, viscosidad cinemática?

densidad másica es una magnitud escalar referida a la cantidad de masa contenida en un determinado volumen de una sustancia. Es la relación entre la masa de un cuerpo y el volumen que ocupadensidad en pesodensidad relativa La densidad relativa de una sustancia es la relación existente entre su densidad y la de otra sustancia de referencia; en consecuencia, es una magnitud adimensional (sin unidades)

donde es la densidad relativa, es la densidad de la sustancia, y es la densidad de referencia o absoluta.Para los líquidos y los sólidos, la densidad de referencia habitual es la del agua líquida a la presión de 1 atm y la temperatura de 4 °C. En esas condiciones, la densidad absoluta del agua destilada es de 1000 kg/m 3 , es decir, 1 kg/dm 3 .viscosidad dinámica es conocida también como absoluta. Viscosidad es la resistencia interna al flujo de un fluído, originado por el roce de las moléculas que se deslizan unas sobre otras. Analiza esto: en un sólido, existe una estructura cristalina donde unas moléculas se enlazan de forma rígida y su estructura no cambia; en cambio, en un fluído las moléculas no permanecen en el mismo lugar dentro de la masa, sino que se mueven, pero a la vex tratan de mantenerse unidas: ese esfuerzo por permanecer en un lugar fijo es la resistencia al flujo y determina la viscosidad. La viscosidad dinámica se toma del tiempo que tarda en fluir un líquido a través de un tubo capilar a una determinada temperatura y se mide en "poises" (gr/cm*seg). Es decir, es inherente a cada líquido en particular pues depende de su masa.

La viscosidad cinemática representa esta característica desechando las fuerzas que generan el movimiento. Es decir, basta con dividir la viscosidad dinámica por la densidad del fluído y se obtiene una unidad simple de movimiento: cm2/seg (stoke), sin importar sus caracterísitcas propias de densidad.

4. Describa el ciclo del agua?

Cuando llueve, el agua cae del cielo y se acumula en los charcos. Pero cuando deja de llover y comienza a brillar el sol, los charcos se secan y el agua desaparece. ¿Adónde va toda el agua? El calor del sol la convierte en diminutas gotitas, las cuales se elevan en el aire. Este proceso se denomina evaporación y las gotitas se llaman vapor de agua. Si quieres investigar la evaporación haz clic aquí. Pero el sol no solo evapora el agua de los charcos, imagínate que cada año, por efecto del calor, se evaporan más de 500.000 kilómetros cúbicos de agua proveniente del mar, de los ríos y de los lagos.  Entonces el sol evapora el agua de los océanos, ríos y lagos, este vapor asciende en el aire. Mientras más sube, más frío

es el aire, y cuando es muy frío empieza a formar nubes, porque el vapor de agua se condensa en el aire frío y se forman gotas de agua. El agua y la condensación y El agua como gas

En ciertas condiciones atmosféricas, las pequeñas gotas de las cuales están compuestas las nubes, se agrandan, y cuando se vuelven pesadas para permanecer en el aire, caen en forma de lluvia, granizo o nieve. Una parte de ese agua se evapora de nuevo apenas cae. Parte del agua que alcanza el suelo permanece en la superficie, otra es absorbida por el suelo. Una parte del agua que penetra en el subsuelo es absorbida por las raíces de las plantas y, una vez utilizada por ésta en su ciclo vital, forma parte del círculo de la atmósfera en forma de vapor.  El ciclo del agua es un ciclo cerrado y todas las gotas de agua acaban por formar parte de éste. De nuevo el Sol calienta el agua de los ríos, mares y océanos, el cual se evaporará. El vapor se condensará. Un brusco enfriamiento y el agua limpia y pura se precipitará sobre la Tierra permitiendo la vida en el planeta. Para que entiendas mejor el ciclo del agua, haz tu propio experimento ciclo del agua.

5. Que factores influyen en la solubilidad de las sales en agua?.

Una sal es uncompuesto químicoformado por cationes(ionescargados positivamente) enlazados aaniones(iones cargados negativamente). Son el producto típico de unareacción químicaentre unabasey unácido, la base proporciona el catión y el ácido el anión. En general, las sales soncompuestos iónicosque formancristales, generalmentesolublesenagua, donde se separan los dos iones. Las sales típicas tienen unpunto de fusiónalto, baja dureza, y bajacompresibilidad. Fundidos o disueltos en agua, conducen laelectricidad.Las sales se obtienen por reacción de los ácidos con los metales, las bases u otras sales, y por reacción de dos sales que intercambian sus iones.

6. Desde el punto de vista ambiental bajo cuales condiciones pueden existir las sustancias en el agua?

7. Que son los coloides (suspensiones, soluciones)?. Rangos de tamaños para cada tipo?

Soluciones Una solución es una mezcla homogénea de dos o más componentes. El agente de disolución es el disolvente. La sustancia que se disuelve es el soluto. Los componentes de una solución son átomos, iones o moléculas, lo que les hace 10 -9 m, o de menor diámetro. Ejemplo: azúcar y el agua Suspensiones Las partículas en suspensión son más grandes que los encontrados en las soluciones. Los componentes de una suspensión puede ser distribuido uniformemente por un medio mecánico, como por agitación de los contenidos, pero los componentes se asientan. Ejemplo: Agua y Aceite Coloides Las partículas de tamaño intermedio entre los que se encuentran en las soluciones y suspensiones se pueden mezclar de tal manera que permanecen distribuidos uniformemente sin sedimentación. Estas partículas varían en tamaño desde 10 -8 a 10 -6 m de tamaño y se denominan partículas coloidales o coloides. La mezcla se forman se llama una dispersión coloidal. Una dispersión coloidal consta de coloides en un medio dispersante. Ejemplo: Leche Más dispersiones Los líquidos, sólidos y gases pueden ser todos mixta para formar dispersiones coloidales.

Aerosoles: partículas sólidas o líquidas en un gas. Ejemplos: El humo es un sólido en un gas. La niebla es un líquido en un gas. Soles: partículas sólidas en un líquido. Ejemplo: leche de magnesia es un sol con hidróxido de magnesio sólido en agua. Emulsiones: partículas líquidas en un líquido. Ejemplo: La mayonesa es aceite en agua. Geles: los líquidos en sólidos. Ejemplos: gelatina es una proteína en agua. Quicksand es de arena en el agua.

8. Que tipo de operaciones y/o procesos unitarios se pueden utilizar para separar las sustancias disueltas (sustancias suspendidas, coloides)?

9. Cuales son las propiedades de los coloides? 10. Que se entiende por turbidez (color)?. Como se determina y valora el color

(turbidez)? 11. Que se entiende por porcentaje en peso, mg/L, parte por millón, molaridad,

normalidad, peso equivalente? 12. Que se entiende por calidad del agua? 13. Que tipo de características se utilizan para describir la calidad del agua?. 14. Que es el decreto 883? 15. Como se clasifican las aguas en atención al decreto 883? 16. Que se entiende por agua Tipo 1 (tipo 2, tipo 3, tipo 4, tipo 5, tipo 6, tipo 7)?.

Este tipo de agua tiene una subclasificación? Cuales? 17. Cuales son los parámetros físico y químicos mas importantes de las aguas tipo

1 (tipo2, tipo 3, tipo 4)? 18. Con cuales son las características físicas (químicas, microbiológicas) mas

relevantes en la definición de la calidad del agua? 19. Que se entiende por temperatura (color, turbidez)? 20. Que son los cloruros y su importancia en las aguas (fluoruros, hierro, sodio,

sulfato, pH, alcalinidad, acidez, materia orgánica, demanda bioquímica de oxigeno, demanda química de oxigeno, dureza, nitratos, metales pesados)?

21. Que se entiende por indicador de contaminación microbiológica?. 22. Cuales son las características de un indicador de contaminación

microbiológica? 23. Cuales son las características de los microorganismos del grupo coliformes

(coliformes fecales, Escherichia coli)? 24. Cuales criterios se utilizan para la interpretación de un análisis de coliformes

(coliformes fecales)? 25. Que se entiende por control de la contaminación del agua? 26. Que se entiende por procesos unitarios (operaciones unitarias)? 27. Que son los procesos unitarios químicos (biológicos)? 28. Según el orden del tratamiento como se organizan los tratamientos de agua? 29. Que se entiende por tratamiento primario (preliminar, secundario, terciario o

avanzado), de ejemplos? 30. Cuales son las características mas importantes que debe cumplir un agua para

su descarga a un cuerpo de agua (un medio marino-costero, descarga a redes cloacales, en el suelo) según el decreto 883?

31. Que se entiende por seguimiento y control, atendiendo al decreto 883? 32. Que es el ciclo hidrológico?.

33. Que se entiende por evaporación (Evapotranspiración, escurrimiento superficial, infiltración, interflujo)?.

34. Que son las aguas subterráneas?. 35. Que es la zona saturada? 36. Que es un acuífero?. 37. Que se entiende por calidad (calidad del agua)?. Como se determina la calidad

del agua?. 38. Que se entiende por capacidad de asimilación de un cuerpo de agua?. 39. Que es una fuente de agua y como se clasifican?. Que es una fuente puntual

(fuente no puntual)?. 40. Que es la demanda bioquímica de oxigeno (demanda química se oxigeno)?.

Para que se utilizan?. Que diferencias existen entre ellas?. 41. Cuales son las unidades básicas de un sistema de potabilización de agua tipo

1B?. 42. A que se debe la turbidez de un agua?. En que unidades se mide la turbidez?. 43. El color aparente en que se diferencia del color verdadero?. En que unidades se

mide el color? 44. Cuales de los siguientes procesos se pueden utilizar en la desalinización del

agua: coagulación, destilación, aireación, osmosis inversa, lodos activados?. Justifique para cada proceso su afirmación o negación.

Resuelva los siguientes ejercicios:

1. La concentración de oxigeno disuelto en una muestra de agua residual disminuye de 8 10-3 g/L hasta 5,3 10-3 g/L después de ser incubadas durante 5 días, al someterla a un ensayo de determinación de DBO. Cual es la DBO?.

2. Un agua industrial fue sometida al ensayo de incubación durante 5 días para la determinación del valor de la DBO. A tal fin, se diluyeron 6 mL del agua residual hasta un volumen de 500 mL y en esta dilución se determinó la concentración de oxigeno disuelto antes y después de la incubación, obteniéndose los siguientes datos 7 mg/L y 1 mg/L respectivamente. Cual es la DBO?.

3. Se descarga por error 40 Kg de ácido acético en un deposito que contiene 1000 m3 de agua. Calcular cuanto fue el aumento de la DBO en el deposito de agua a acusa del ácido acético?.

4. Una cisterna industrial de 20 m3 se utiliza para el transporte de metanol (CH3COOH). Sin haberle limpiado se llena de agua habiendo quedado 2 L de metanol del ultimo transporte. Cual fue la variación de la DBO del agua en la cisterna?. Densidad del metanol: 0,9 g/cm3.

5. Una industria genera agua residual con un contenido de propanol (C3H7OH) de 100 mg/L. Calcular la DBO si se considera que se degrada el 60% de la materia orgánico en 5 días?.

6. Un agua residual con una concentración de ácido palmítico (CH3(CH2)12COOH) se quiere verter en una corriente superficial de 1200 m3/h de agua. Si la regulación ambiental solo permite una descarga de  materia orgánica como DBO de 60 mgO2/L, cuanto debe ser la remoción de materia orgánica antes de la descarga?.

7. Un lago tiene una longitud de 12 Km y 2,5 Km de ancho. La afluencia del mes de enero fue de 3,26 m3 s-1 y la descarga fue de 2,93 m3 s-1 . La precipitación mensual medida fue de  15,2 cm con una evaporación de 10,2 cm. Se estima que la infiltración es de 2,5 cm. Estime el cambio de almacenamiento durante el mes?.

8. Una cuenca de 4000 Km2 recibe 102 cm de precipitación en un año. El flujo promedio del río que drena la cuenca es de 34,2 m3s-1 . se calcula que la infiltración es de 5,5 10-7cm s-1 , y la evapotranspiración de 40 cm año-1 . Determinar l cambio de almacenamiento de la cuenca?.