Las Propiedades Únicas del Agua: Fundamentos Químicos y su Rol Biológico Esencial
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Las Propiedades del Agua
El agua (H₂O) es una molécula fundamental para la vida en la Tierra, cuyas propiedades únicas son esenciales para los procesos biológicos y químicos. A continuación, se detallan sus características más importantes:
1. Acción Disolvente
El agua es el líquido que más sustancias disuelve, lo que le confiere el título de «solvente universal». Esta propiedad se debe a su capacidad para formar puentes de hidrógeno con otras sustancias que se disuelven cuando interaccionan con las moléculas polares del agua.
- Las sustancias que se disuelven en medios acuosos se denominan hidrofílicas.
- Las que no lo hacen son hidrofóbicas.
- Mientras que las que se disuelven tanto en disolventes acuosos como en disolventes orgánicos se denominan anfipáticas.
2. Elevada Fuerza de Cohesión entre sus Moléculas
La fuerza de cohesión mantiene unidas las moléculas del agua. Los puentes de hidrógeno mantienen las moléculas de agua fuertemente cohesionadas, formando un líquido casi incompresible. Al no poder comprimirse, el agua llega a actuar como esqueleto hidrostático en algunos animales y, del mismo modo, permite la turgencia en las plantas.
La fuerza de cohesión es responsable de la elevada tensión superficial del agua, una fuerza que tira de las moléculas de la superficie del agua hacia el interior del líquido.
3. Elevada Fuerza de Adhesión
La adhesión es la fuerza que mantiene unidas las moléculas de sustancias diferentes. Esta fuerza está también en relación con los puentes de hidrógeno que se establecen entre las moléculas de agua y otras moléculas polares, y es responsable, junto con la cohesión, de la capilaridad.
4. Gran Calor Específico
Se denomina calor específico a la capacidad de almacenar energía para un aumento determinado de la temperatura. El agua puede absorber grandes cantidades de calor, que se utiliza en romper puentes de hidrógeno.
Su temperatura desciende con más lentitud que la de otros líquidos a medida que va liberando energía al enfriarse. Esta propiedad permite que el citoplasma acuoso sirva de protección a las sensibles moléculas orgánicas ante los cambios bruscos de temperatura, al actuar como un tampón térmico que mantiene las temperaturas del organismo relativamente constantes a pesar de las variaciones de la temperatura externa.
5. Elevado Calor Latente de Vaporización
El calor latente de vaporización del agua es la energía necesaria para evaporar un gramo de agua. La evaporación del agua constituye un eficaz sistema de refrigeración en plantas y animales.
6. Menor Densidad del Hielo que del Agua Líquida
El agua permanece líquida entre 0ºC y 100ºC. Cuando el agua se enfría, su volumen se contrae, como sucede en todos los cuerpos; pero al alcanzar los 4ºC, cesa la contracción y su estructura se dilata hasta transformarse en hielo en el punto de congelación. El hielo es menos denso que el agua líquida y flota sobre ella, una propiedad crucial para la vida acuática en climas fríos.
7. Usos Bioquímicos del Agua
Los seres vivos se han adaptado para utilizar químicamente el agua en dos tipos de reacciones fundamentales:
- En la fotosíntesis, las enzimas utilizan el agua como fuente de átomos de hidrógeno.
- En las reacciones de hidrólisis, las enzimas han explotado la capacidad del agua de romper determinados enlaces para degradar los compuestos orgánicos en otros más simples.