Aula: 01
Temática: Estrutura e composição da água
Estamos dando início ao nosso curso, esta aula abordará a
estrutura e composição da água.
A água é uma substância que possui características muito peculiares e é
de fundamental importância para a sobrevivência humana.
Ela é uma molécula composta por um átomo de oxigênio ligado a dois átomos de hidrogênio, o que lhe confere a fórmula molecular universalmente
conhecida: H2O. Seu peso molecular é 18u, onde o átomo de oxigênio faz
duas ligações, sendo uma ligação com cada átomo de hidrogênio.
O átomo de oxigênio situa-se no grupo 16 e possui 6 elétrons na camada
de valência e a distribuição eletrônica 1s2 2s2 2p4. Para completar os 8
elétrons ele faz 2 ligações, ficando com dois pares de elétrons ligantes e
dois pares não ligantes. Sua estrutura é tetraédrica, angular, onde os dois
pares não ligantes reduzem o ângulo das ligações com o hidrogênio para
104º 27’.
H
O
H
A água é uma molécula polar, onde o oxigênio que é o elemento mais
eletronegativo o que faz com que sua eletronegatividade atraia os elétrons
da ligação com o hidrogênio, e adquira assim o caráter negativo (δ2-). O
hidrogênio, por ficar com os elétrons mais afastados, adquire o caráter
positivo (δ1+ ) .
A energia de uma ligação de hidrogênio é a principal responsável pela
baixa solubilidade dos compostos covalentes, pois quanto maior a energia
de ligação, maior será a energia necessária para romper esta ligação. As
ligações entre O – H possuem energia de aproximadamente 463kJ/mol, fazendo com que necessite uma grande energia para romper estas ligações.
As moléculas covalentes, dependendo da temperatura, são insolúveis em
água, pois interagem fracamente, já as substâncias iônicas e polares são
solúveis.
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QUÍMICA AMBIENTAL
A água possui baixa volatilidade devido às pontes de hidrogênio, o que caracteriza também os altos pontos de fusão e ebulição, se comparados com
as substâncias que não possuem as pontes de hidrogênio e com massa
molecular aproximada. Nas pontes de hidrogênio há uma interação entre
o átomo de hidrogênio e o par de elétron da outra molécula, criando uma
“teia” difícil de ser rompida.
H
O
H
H
O
H
A água é encontrada, à temperatura ambiente, no estado líquido, apresentando pontos de ebulição igual a 100ºC e de fusão 0ºC. Possui uma tensão
superficial elevada, e tem a capacidade de dissolver um grande número de
substâncias formando soluções, sendo por este motivo conhecida como
o solvente universal. Devido seu alto poder de solvência é praticamente impossível obter-se, na natureza, água isenta de impurezas, pois ela
transporta inúmeras partículas em seu meio. Os corpos d’água conforme
percorrem o solo, adquirem as características deste, pois carregam grande parte das partículas com que entram em contato. As águas da chuva
também possuem pequenas quantidades de sulfetos, cloretos, nitrato e
inúmeros gases e substâncias, pois carregam as partículas que estão presentes na atmosfera.
Praticamente todas as águas naturais possuem organismos vivos e substâncias dissolvidas. A salinidade um fator limitante para a vida vegetal e
de um grande número de espécies.
As substâncias não são distribuídas de forma homogênea, nos corpos
d’água, sofrendo a interferência da temperatura e densidade que variam
dependendo da profundidade e local. Assim principalmente os gases não
são distribuídos homogeneamente nos corpos d’água.
Na próxima aula estudaremos as características das águas
naturais.
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