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¿Cuál es la geometría molecular del agua y cómo influye en su polaridad?

a) Lineal, molécula no polar
b) Tetraédrica, molécula polar
c) Angular (doble enlace), molécula polar
d) Angular (104.5°), molécula polar

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d) Angular (104.5°), molécula polar

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El agua tiene un alto calor específico debido a:

• a) Su baja masa molecular
  b) La formación de enlaces covalentes fuertes
  c) La presencia de enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua
  d) Su estructura iónica

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• c) La presencia de enlaces de hidrógeno entre moléculas de agua
  

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¿Qué propiedad del agua permite la regulación térmica en organismos vivos?

a) Alta tensión superficial
b) Alto calor de vaporización
c) Baja constante dieléctrica
d) Baja conductividad térmica

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b) Alto calor de vaporización

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La presión osmótica de una solución aumenta cuando:

• a) Disminuye la temperatura
  b) Aumenta la concentración de solutos
  c) Disminuye la concentración de solutos
  d) Se añade más solvente

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b) Aumenta la concentración de solutos

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El fenómeno por el cual las moléculas no polares se agregan en una solución acuosa se denomina:

a) Efecto hidrofílico
b) Efecto hidrofóbico
c) Solvatación
d) Ionización

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b) Efecto hidrofóbico

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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el agua es incorrecta?

a) Tiene alta tensión superficial
b) Es un excelente solvente para compuestos polares
c) Tiene baja constante dieléctrica
d) Exhibe cohesión y adhesión

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c) Tiene baja constante dieléctrica

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1. La capacidad del agua para disolver sales como el cloruro de sodio se debe principalmente a:

   a) La formación de enlaces covalentes con los iones
   b) Su baja constante dieléctrica
   c) La hidratación de iones mediante interacciones electrostáticas
   d) La formación de micelas

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1. c) La hidratación de iones mediante interacciones electrostáticas

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Explica cómo la estructura molecular del agua contribuye a sus propiedades como solvente universal en sistemas biológicos.

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La molécula de agua (H₂O) tiene una estructura angular con un ángulo de enlace de aproximadamente 104.5 grados. Está compuesta por un átomo de oxígeno unido covalentemente a dos átomos de hidrógeno. Debido a la diferencia en electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno, los enlaces O-H son polares, lo que significa que el oxígeno tiene una carga parcial negativa (δ-) y los hidrógenos tienen cargas parciales positivas (δ+).

Esta polaridad molecular permite que las moléculas de agua formen enlaces de hidrógeno entre sí y con otras moléculas polares o iones. En sistemas biológicos, el agua puede interactuar con diversas sustancias:

• Compuestos iónicos: El agua rodea a los iones positivos y negativos, disminuyendo la atracción electrostática entre ellos y facilitando su disolución.

• Moléculas polares: Forma puentes de hidrógeno con grupos funcionales polares (como -OH, -NH₂, -COOH), solvatando y dispersando estas moléculas en solución.

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Describe el concepto de enlace de hidrógeno y su importancia en las propiedades físicas y químicas del agua.

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Un enlace de hidrógeno es una interacción electrostática débil pero significativa que ocurre entre un átomo de hidrógeno unido covalentemente a un átomo electronegativo (como oxígeno, nitrógeno o flúor) y otro átomo electronegativo con un par de electrones no compartidos. En el agua, los enlaces de hidrógeno se forman entre el átomo de oxígeno de una molécula y los átomos de hidrógeno de moléculas vecinas.

• Alta cohesión y adhesión: Los enlaces de hidrógeno permiten que las moléculas de agua se atraigan entre sí (cohesión) y se adhieran a otras superficies polares (adhesión), lo que es esencial para fenómenos como el ascenso capilar en plantas.

• Elevado punto de ebullición y fusión: Se requiere más energía para romper los enlaces de hidrógeno, lo que explica por qué el agua tiene puntos de ebullición y fusión más altos en comparación con otras moléculas de tamaño similar.

• Alta tensión superficial: Los enlaces de hidrógeno generan una "piel" superficial resistente, permitiendo que algunos insectos caminen sobre el agua.

• Capacidad calorífica elevada: El agua puede absorber o liberar grandes cantidades de calor con cambios mínimos en su temperatura, estabilizando el clima y los organismos.

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¿Qué es la constante dieléctrica y cómo afecta la capacidad del agua para disolver compuestos iónicos?

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La constante dieléctrica es una medida de la capacidad de un solvente para reducir la fuerza de atracción electrostática entre cargas eléctricas. Es un factor adimensional que indica cuánto disminuye la interacción entre iones en un medio en comparación con el vacío.

En el contexto del agua:

• El agua tiene una constante dieléctrica alta (aproximadamente 78.5 a 25°C), lo que significa que es muy efectiva para disminuir las fuerzas electrostáticas entre iones.

• Al introducir un compuesto iónico en agua, las moléculas polares de agua rodean a los iones positivos y negativos (proceso de solvatación), formando una capa de hidratación que reduce la atracción entre ellos.

• Esto facilita la separación de los iones y su dispersión uniforme en la solución, permitiendo que el compuesto iónico se disuelva.

Impacto en sistemas biológicos:

• La alta constante dieléctrica del agua es crucial para procesos como la transmisión de señales nerviosas y el equilibrio electrolítico.

• Permite que las células mantengan concentraciones específicas de iones, esenciales para funciones como la contracción muscular y la regulación osmótica.