Fundamentos Químicos y Funciones Biológicas del Agua

Propiedades Fisicoquímicas del Agua y su Importancia Biológica

Propiedad 1: Acción disolvente

El agua disuelve más sustancias que cualquier otro líquido, gracias a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias. Se clasifican en:

• Hidrofílicas: capaces de disolverse en agua (moléculas polares e iones).
• Hidrofóbicas: no pueden formar puentes de hidrógeno con el agua, ya que interrumpen la estructura reticular (moléculas apolares).
• Anfipáticas: tienen zonas polares y zonas apolares.

Tipos de disoluciones:

• Moleculares: por disolución de moléculas orgánicas pequeñas de carácter polar o con carga.
• Iónicas: por disolución de sustancias electrolíticas que forman redes cristalinas.
• Coloidales: por disolución de macromoléculas. Presentan numerosos grupos polares o con carga eléctrica, forman infinidad de puentes de hidrógeno con el agua y se rodean de capas de moléculas de agua. Dispersiones coloidales en dos estados: sol y gel.

Función biológica:

• Medio de reacción.
• Medio de transporte.
• Movimientos citoplasmáticos.

Propiedad 2: Elevada fuerza de cohesión

Mantiene las moléculas de agua unidas entre sí, convirtiéndola en un líquido incompresible (no se puede comprimir). Presenta una elevada tensión superficial, lo que provoca que el agua pueda deformarse sin romperse y aguantar pesos pequeños.

Función biológica:

• Esqueleto hidrostático aprovechando la incompresibilidad del agua.
• Esqueleto en plantas para mantener su turgencia aprovechando la incompresibilidad del agua.
• Alta tensión superficial para que insectos se desplacen sobre ella.

Propiedad 3: Elevada fuerza de adhesión

Permite mantener unidas moléculas de sustancias diferentes. Esto, sumado a la cohesión, permite el fenómeno de la capilaridad: el agua establece puentes de hidrógeno con las moléculas de las paredes del capilar y las moléculas que ascienden tiran de las que tienen debajo.

Función biológica:

• Capilaridad responsable del ascenso de la savia bruta.

Propiedad 4: Alto calor específico

Es la cantidad de energía necesaria para elevar 1 ºC la temperatura de 1 g de sustancia, gracias a sus puentes de hidrógeno.

Función biológica:

• Es termorregulador: amortigua los cambios de temperatura de los seres vivos, protegiendo así a las moléculas termosensibles.

Propiedad 5: Alto calor latente de vaporización

Es la cantidad de energía necesaria para evaporar 1 g de sustancia. Es muy alto, ya que para evaporarla se requiere romper los puentes de hidrógeno de sus moléculas. El agua absorbe calor al evaporarse, siendo un buen método para disipar el calor.

Función biológica:

• Los seres vivos la aprovechan para disminuir su temperatura corporal como sistema de refrigeración (sudoración en animales o transpiración en plantas).

Propiedad 6: Densidad anómala

El agua líquida tiene una densidad máxima a 4 ºC; al bajar de temperatura, aumenta el volumen gracias a la estructura reticular del agua y sus puentes de hidrógeno. El hielo es menos denso que el agua y por eso flota.

Función biológica:

• En lagos, ríos o mares, en invierno el hielo se queda flotando sobre la superficie, evitando que el agua líquida de debajo se congele también, aislando a los seres vivos del medio acuático.

Propiedad 7: Reactividad química

Puede reaccionar químicamente con muchos compuestos o en sus formas iónicas.

Función biológica:

• Agua como medio reactivo en la fotosíntesis y la hidrólisis.

Propiedad 8: Elevados puntos de fusión y de ebullición

El punto de fusión es cuando el sólido pasa a líquido, y el punto de ebullición cuando el líquido pasa a gaseoso.

Función biológica:

• El agua se mantiene líquida de 0 ºC a 100 ºC, posibilitando un amplio rango de temperaturas para mantener la vida en nuestro planeta.