Ciclo del agua.
Categoría: 2. Ciencia y tecnología.
El ciclo del agua puede estudiarse en dos formas, una forma física y otra forma química. Desde el punto de vista físico, el ciclo del agua pasa por sus diferentes estados físicos (sólido, líquido y gaseoso), es lo que se llama el ciclo hidrológico. Desde el punto de vista químico, el ciclo del agua pasa hidrógeno y oxígeno a agua y vice-versa.
En el ciclo hidrológico, el agua de las nubes (estado gaseoso, esencialmente) precipita sobre la superficie terrestre. A partir de ese momento, el agua se desplaza hacia los cuerpos de agua superficiales (ríos, lagos, mares, glaciares, depósitos de hielo y mares congelados) y hacia los cuerpos de agua subterráneos (mantos acuíferos y ríos subterráneos). La mayor proporción del agua que se evapora proviene de cuerpos de agua superficiales en estado líquido. En menor proporción una parte del agua se evapora de los glaciares y depósitos de hielo por sublimación (sobre todo donde la presión atmosférica es más baja, como en lo alto de las montañas). Los depósitos de agua subterránea pueden permanecer estáticos por largos espacios de tiempo (millones de años) antes de movilizarse a otros cuerpos de agua.
En el ciclo químico del agua, los componentes de la molécula de agua, el hidrógeno y el oxígeno, reaccionan químicamente para generar nuevas moléculas de agua. Esto sucede en grandes proporciones durante las reacciones de combustión y descomposición orgánica o degradación de materiales orgánicos (por ejemplo: C6H12O6 + 6O2 -> 6CO2 + 12H2O + 36 ATP; ΔH= -673 kcal/mol). La descomposición de la molécula del agua ocurre en procesos como la fotosíntesis y en la hidrólisis. La formación de moléculas de agua sucede durante procesos que liberan energía a partir de los materiales orgánicos (combustión y respiración) y consume oxígeno atmosférico. La descomposición de las moléculas de agua en sus componentes, hidrógeno y oxígeno, sucede durante procesos que consumen energía, como la fotosíntesis (energía luminosa) y la hidrólisis (energía eléctrica).
Muchas moléculas orgánicas son polímeros, moléculas grandes compuestas por unidades más pequeñas llamadas monómeros, las cuales se hidrolizan cuando se separan en sus unidades componentes. Esta reacción de hidrólisis implica el consumo de una molécula de agua por cada unión covalente que se rompe. Del mismo modo, cuando se sintetiza un polímero (una proteína a partir de unidades, aminoácidos,; un polisacárido a partir de monosacáridos) se libera una molécula de agua por cada unión formada (enlace peptídico, enlace glucosídico).
Puede verse que la formación y la destrucción de las moléculas de agua son procesos sumamente dinámicos, sobre todo en los procesos biológicos.
Muchas moléculas orgánicas son polímeros, moléculas grandes compuestas por unidades más pequeñas llamadas monómeros, las cuales se hidrolizan cuando se separan en sus unidades componentes. Esta reacción de hidrólisis implica el consumo de una molécula de agua por cada unión covalente que se rompe. Del mismo modo, cuando se sintetiza un polímero (una proteína a partir de unidades, aminoácidos,; un polisacárido a partir de monosacáridos) se libera una molécula de agua por cada unión formada (enlace peptídico, enlace glucosídico).
Puede verse que la formación y la destrucción de las moléculas de agua son procesos sumamente dinámicos, sobre todo en los procesos biológicos.
En el proceso de respiración se forman agua y CO2, dos mol de agua y un mol de CO2. Tomando como referencia la cantidad total de emisiones de CO2 a la atmósfera 36,464,094,560 ton por año (dato para 2013, http://www.poodwaddle.com/clocks/worldclock/). Esto se puede expresar en mol de CO2 (44g/mol o 2.2727e+004 mol de CO2 por tonelada) y quiere decir que se emiten 8.2873e+014 mol de CO2 por año y el doble de esta cantidad es la cantidad de agua que se forma durante la respiración (o combustión), lo cual da un total de 1.6575e+015 mol (18 g/mol o 5.5556e+004 mol de agua por tonelada) lo que da 2.9834e+010 toneladas anuales de agua. Considerando que la densidad del agua es de 1.0 ton/m^3, esto da 29,834,000,000 m^3 de agua formados cada año por la respiración y la combustión.
De la misma manera, si se conoce la cantidad anual total de CO2 fijado por fotosíntesis, es posible estimar la cantidad de agua que se descompone en hidrógeno y oxígeno.
Para tener una lectura más entretenida sobre estos temas, puedo recomendar el siguiente enlace:
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/electrol.html
Bibliografía.
Curtis, H., Barnes, N.S. 2000. Biología. Editorial Médica Panamericana. 6ª edición. Madrid, España.
Categorías:
1. Programación y electrónica.
2. Ciencia y tecnología.
3. Humanidades y comportamiento humano.
4. Cine y literatura.
De la misma manera, si se conoce la cantidad anual total de CO2 fijado por fotosíntesis, es posible estimar la cantidad de agua que se descompone en hidrógeno y oxígeno.
http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbasees/thermo/electrol.html
Bibliografía.
Curtis, H., Barnes, N.S. 2000. Biología. Editorial Médica Panamericana. 6ª edición. Madrid, España.
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