¿Por qué el agua es indispensable para la vida?
APRENDIZAJES
• Señala las
principales funciones del agua en los organismos.
• Incrementa su
habilidad en la búsqueda de información pertinente y en su análisis.
• Incrementa su
actitud crítica y de responsabilidad en el uso de los recursos naturales al
identificar las causas de la falta de disponibilidad de agua y proponer
acciones para evitar el desperdicio del agua y reducir su contaminación.
•Realiza una
síntesis de los
conceptos químicos
estudiados en la unidad.
•Indica
las características de los fenómenos que estudia la química.
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TEMÁTICA
Integración de lo
estudiado sobre: mezcla, compuesto, elemento, reacción
química, enlace y
estructura de la materia (átomo y molécula)
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Introducción
¿Qué
papel cumple el agua en los organismos vivos?
El agua apareció al poco tiempo que se
formó el planeta. Los océanos se formaron primero que la atmósfera. En ese
entonces el agua contenía grandes cantidades de amoniaco (NH3),
metano (CH4) y dióxido de carbono (CO2), es decir, todos
los elementos para formar las moléculas vivientes compuestas principalmente por
carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno (C, H, O, N). Quizá la poderosa
radiación ultravioleta proveniente del sol haya estimulado el acomodo y
reacomodo de estos elementos hasta que, por mera casualidad, se formaron
compuestos capaces de reproducirse. Si esta síntesis casual estimulada por la
energía solar, actuando a toda su capacidad por la ausencia de la acción
filtrante de la atmósfera y sostenida en el seno del agua por centenares de
millones de años, es probable que allí evolucionaran los organismos vivos.
Así, en el agua se originó la vida y de
ésta sigue dependiendo; la importancia en la iniciación de la vida está
presente en todas las funciones de los organismos vivos tanto vegetales como
animales.
La vida, donde quiera que exista, sigue dependiendo del
agua en la misma medida que en
épocas anteriores cuando sólo existía en los
mares.
Este líquido tiene una importancia
fundamental para los seres vivos, puesto que es el medio en el cual tienen
lugar los procesos vitales. En efecto, todos los seres vivientes contienen agua
y, por lo general, es su componente más abundante. Así, por ejemplo, en los
vegetales superiores, entre un 80% y 85% es agua y en el hombre adulto el
porcentaje supera el 60% (en el recién nacido es de un 70%).
Antes de nacer el hombre pasa bastante
tiempo en el agua del saco protector membranoso dentro del vientre materno y
por su cuerpo fluye agua hasta el día de su muerte, ya adultos somos
aproximadamente 60 por ciento de agua.
Los animales la beben e incorporan a su
sistema que la necesita para moverse, olfatear, oír, etc., nosotros los humanos
necesitamos del agua para realizar todas nuestras funciones vitales.
La importancia de este líquido es enorme; es fundamental
para la vida, pero también es indispensable para mantener nuestra higiene y con
ella la salud.
La cantidad indispensable para el mantenimiento de la vida
en un adulto normal, bajo el calor más intenso del desierto varía de 7 a 15
litros según la temperatura y
Rico, A.,
et al., Química I, Agua y Oxígeno. Ed. Limusa.
el tipo de actividad que realice. En clima templado la
cantidad que el hombre necesita diariamente se calcula en más o menos dos
litros.
Para
el buen funcionamiento del cuerpo, necesitamos ingerir unos 35 gramos de agua
por cada kilogramo de peso (a 20°C).
Las funciones del agua en el organismo tienen su
equivalente fuera de él. El agua que bebemos y con la que nos aseamos es un
disolvente, aunque también sirve para eliminar nuestros desechos.
El ser humano puede soportar varios días
sin comer, pero sin agua no puede sobrevivir por más de 10 días. Algunas
bacterias pueden vivir sin oxígeno, pero ninguna forma de vida puede existir
sin agua.
Casi todas las reacciones del cuerpo
humano, así como otras muchas reacciones importantes sobre la Tierra, se llevan
a cabo en un ambiente acuoso. Sin agua, estas reacciones no se llevarían a cabo
o se efectuarían muy lentamente.
Tanto en los animales como en las
plantas, el agua es el vehículo que acarrea alimentos y desechos, oxígeno y
dióxido de carbono (la sangre y otros fluidos del cuerpo son disoluciones
acuosas de solutos biológicamente importantes). El agua es el disolvente que
promueve la digestión en la que se rompen los carbohidratos y las proteínas.
Las grasas o lípidos, aunque no cambien químicamente, se emulsionan2
en agua para su asimilación en el organismo.
Las plantas la transforman junto con la
energía solar en crecimiento y reproducción; es el medio por el cual la raíz
toma algunos de los nutrientes que necesita del suelo. Con pocas excepciones,
las plantas sintetizan sus alimentos extrayéndolos del agua y del aire, en la
primera se encuentran en forma de disolución acuosa (sales minerales).
Así, es tal su importancia que se puede afirmar que sin
ella no habría vida en el planeta, en la forma en que la conocemos. Pero aún en
nuestras fantasías de ciencia ficción es difícil imaginar la vida de cualquier
especie sin ella.
Por lo anterior, la vida, como la conocemos, depende de una
sustancia química única y que es uno de los compuestos más comunes en nuestro
planeta, el agua, la cual:
·
Transporta nutrientes y quita
desperdicios a través del del torrente sanguíneo.
·
Junto con del dióxido de carbono y minerales, es
transformada químicamente por las plantas y la energía solar en grandes masas de
2 Emulsión: dispersión de finas gotas de líquido, generalmente una grasa,
en otro líquido.
vegetación y luego es devuelta al ambiente cuando las sustancias son
quemadas o degradadas.
·
También regula el clima de modo que pueda prosperar
la vida.
·
Las grandes masas de los océanos y lagos almacenan y
distribuyen el calor, por lo que la mayor parte de este planeta tiene un clima estable.
·
Se piensa que tuvo un papel muy significativo en la
evolución de la vida en este planeta, ya que los grandes océanos proporcionaron
el medio para las reacciones químicas que llevaron a la aparición de las
primeras células vivientes.
·
Actúa como un medio para el
desarrollo de una gran variedad de reacciones
químicas.
Ejercita lo aprendido
1.
Señala las principales funciones del agua en los organismos.
2.
¿Por qué es indispensable el agua para la vida?
3. De las siguientes funciones del agua en el organismo selecciona
aquellas en las que la propiedad disolvente del agua es la responsable de que ocurran.
(A)
El cerebro es 75% agua / Una
deshidratación moderada puede causar dolor de cabeza y mareo.
(B)
Se necesita agua para exhalar
(C)
El agua regula la temperatura del cuerpo
(D)
El agua transporta nutrientes y oxígeno a todas las
células en el cuerpo
(E)
La sangre es 92%
agua
(F)
El agua humedece el oxígeno para respirar
(G)
El agua protege y amortigua órganos vitales
(H)
El agua ayuda a convertir los alimentos en energía
(I)
El agua ayuda al cuerpo a absorber los nutrientes
(J)
El agua disuelve los desperdicios
(K)
Los huesos son 22%
agua
(L)
Los músculos son 75% agua
(M)
El agua amortigua las articulaciones
Es el aire una mezcla o una sustancia pura?
Aprendizajes
Clasifica al aire
como mezcla homogénea al reconocer experimentalmente que está formado por
varias sustancias, las cuales se mantienen unidas por atracciones físicas.
(N2)
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Temática
MEZCLA
•
Concepto (N2)
•
Clasificación en homogénea y heterogénea (N2)
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|
Aire es una
|
Introducción
La capa que rodea a la tierra recibe el
nombre de atmósfera o simplemente aire. La atmósfera se divide en varias capas
y en cada una la composición química varía notablemente:
Troposfera es la capa inferior de la atmósfera y la más
próxima a la superficie del planeta, sus principales componentes son el oxígeno
(O2) y el nitrógeno (N2).
Estratosfera es la capa que sigue, en ella aparece el ozono
(O3) en mayor concentración junto con el oxígeno (O2) y
el nitrógeno (N2).
Ionosfera el helio ( He) y el hidrógeno (H2) son
los gases principales. Exosfera posee una concentración de hidrógeno (H2)
considerable.
Los gases que conforman la atmósfera se
encuentran mezclados entre si y la cantidad en que se encuentra cada uno de
ellos es variable, por ello el aire es una mezcla de gases.
¿Por qué el aire es una mezcla?
1.
La composición del aire no es uniforme, algunos de sus
componentes se encuentran en mayor proporción que otros como el nitrógeno (N2
con 78% aprox.), oxígeno (O2 con 21 % aprox.), y el bióxido de
carbono (CO2). El vapor de agua tiene proporciones variables. El
neón (Ne), helio (He), kriptón (Kr),
xenón (Xe) y el argón (Ar), en conjunto constituyen el 1 %
del total de la atmósfera.
2.
En los procesos industriales cuando
se licua el aire y se hace la destilación fraccionada, primero se obtiene el
nitrógeno (N2) porque su punto de ebullición es menor, después el oxígeno
(O2) y por último los gases raros.
3.
Cuando el aire se pone en contacto
con el agua, el oxígeno (O2) y el nitrógeno (N2) se
disuelven en ella de acuerdo a su solubilidad y no en relación con el
porcentaje en el que se encuentran en el aire.
COMPONENTES DEL
AIRE
Oxígeno. Es el elemento vital de la atmósfera y el más activo químicamente de
sus componentes. Respiramos para obtener oxígeno, el cual empleamos para oxidar
alimentos y obtener energía. Purifica el aire y el agua. Es Comburente, aviva y
permite las combustiones en el aire, así como la respiración.
Nitrógeno. Por lo general se le describe como un gas inactivo debido a que no
reacciona fácilmente con otras sustancias químicas. En el aire diluye al
oxígeno y lo hace respirable, modera los procesos de combustión de la
respiración y de las reacciones con otras sustancias químicas haciéndolas más
lentas.
El nitrógeno (N2) es uno de los elementos más
importantes porque gran parte del material orgánico de plantas y animales está
formado por compuestos nitrogenados (las proteínas, aminoácidos, ácidos.
nucleicos contienen nitrógeno) muchos de ellos tienen numerosas aplicaciones:
en la industria, en la fabricación de explosivos y en la preparación de abonos
agrícolas.
Dióxido
de carbono (CO2). Es un gas incoloro,
inodoro e insípido. Constituye la base principal de la “alimentación” del reino vegetal a partir de él, las
plantas elaboran azúcares y almidones por medio de la luz solar en el proceso
de la fotosíntesis.
El
vapor de agua. Contribuye a retener el calor
atmosférico, facilita la respiración, evita la excesiva evaporación de los
tejidos de las plantas y de los animales, por él se forman las nubes, es
fundamental en el ciclo del agua.
PROPIEDADES DEL OXÍGENO
Propiedades
físicas: el oxígeno es un gas inodoro, incoloro e
insípido. Tiene un punto de fusión de –219 °C
Propiedades químicas:
• El
oxígeno es un elemento muy activo en condiciones ordinarias. En forma molecular
(O2), es poco activo.
• Presenta
gran actividad química por lo que se combina con casi todos los elementos de la
tabla periódica.
• Forma compuestos
binarios llamados óxidos.
• El
oxígeno se combina con los metales para formar los “óxidos básicos” y con los
no metales forma los óxidos no metálicos (óxidos ácidos).
Importancia del aire para el
mantenimiento de la vida y generación de energía
El
aire también se utiliza en dispositivos, aparatos y máquinas caseras como medio
de enfriamiento.
El aire es importante en la industria, ya
que a partir de él se separan sus componentes, los cuales son utilizados en
diferentes procesos industriales como:
Oxígeno: Es importante como oxidante de los combustibles líquidos.
En la contaminación del agua, es útil en
el tratamiento de lodos de aguas residuales para eliminar materia orgánica.
La aeronáutica espacial consume grandes volúmenes en los
motores de propulsión.
En medicina es útil en el almacenamiento de sangre humana,
la médula ósea y otras partes del cuerpo.
Se usa en el tratamiento del mal del Parkinson y en la
eliminación de tejidos celulares por congelación.
fotosíntesis. Los animales se alimentan de los azúcares y
almidones como parte de los requerimientos de su dieta iniciándose así la
cadena alimentaria.
Ejercita lo
aprendido
Instrucción: En base al experimento de la vela encendida
que realizaste en el laboratorio (lo puedes realizar en la casa si no lo
hiciste en el laboratorio) contesta las siguientes preguntas:
vela encendida
1.¿Cuál
es el gas que se consume en la
combustión? Escribe su símbolo y su fórmula
2.
¿Cuál es el otro gas que forma parte del aire en
mayor cantidad y que no se
consume?
Escribe su símbolo y su fórmula
3.
La ecuación simplificada que representa el fenómeno
que observaste en la experimentación es la siguiente:
Cn H2n + 2 + O2(g) ® CO2(g) + H2O(g) + calor
(parafina)
El dióxido de carbono (CO2)(g) y el H2O (g) obtenidos durante
la combustión ¿dónde quedaron? Explica tu respuesta.
4.
¿Es el aire una mezcla o una sustancia pura?
Explica tu respuesta
Ejercicios de
Autoevaluación
Escribe dentro del paréntesis la letra del inciso que corresponda
a la respuesta correcta.
1. ( ) El aire que respiramos se considera:
a) Una mezcla
heterogénea.
b)
Un compuesto.
c)
Una mezcla homogénea.
d) Un elemento.
2. ( ) Son las principales sustancias que
constituyen el aire:
a) carbono, oxígeno,
dióxido de carbono
b)
nitrógeno, oxígeno, dióxido de carbono
c)
cloro, flúor, dióxido de azufre
d) neón, potasio,
dióxido de azufre
3.
( )
De los siguientes gases, cuál de ellos consideras que es el causante de que la vela se mantenga encendida:
a) nitrógeno
b)
dióxido de carbono
c)
vapor de agua
d)
oxígeno
4.
Con base en tu elección, explica
brevemente por qué consideras que dicho gas es el que mantiene encendida la vela:
5. ( ) El oxígeno es importante en las
combustiones por que actúa como:
a) combustible
b)
compuesto
c)
comburente
d)
mezcla
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