El agua

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El agua interviene en todas las formas conocidas de vida, por lo que ha sido llamada el líquido de la vida, y es el único compuesto químico que se halla en la naturaleza en grandes cantidades y en los tres estados físicos. Además, es la sustancia química más abundante en la materia viva. El ser humano, por ejemplo, está compuesto en un 63% de agua, las algas en un 98%, y en laescala inferior tenemos la dentina de los dientes con un 10%. El agua es constituyente importante de la atmósfera, particularmente en las regiones húmedas y templadas, y es el compuesto mayoritario de la hidrosfera.¿Cuál es la estructura del agua? El  agua  es  un  compuesto  que  está  constituido  por  dos  átomos  de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno. Los enlaces hidrógeno – oxígeno soncovalentes, dado que comparten un par electrónico. Debido a que el oxígeno tiene un carácter no metálico de mayor electronegatividad, el par electrónico de enlace está más cerca de este elemento que del hidrógeno, determinando la polaridad del enlace. La estructura de la molécula de agua es angular, y el ángulo de enlace es de 104,5º, tal como lo muestra la siguiente figura:La estructura del agua esun dipolo, donde el oxígeno tiene una densidad de carga negativa, y asociado a los hidrógenos encontramos una densidad de carga positiva.
La condición de polaridad de las moléculas del agua hace que estas se atraigan  entre  sí,  generando  una  interacción  molecular  entre  el  polo positivo de una molécula y el polo negativo de otra, mediante una asociación llamada puente de hidrógeno o enlacepuente de hidrógeno.¿Cuáles son las propiedades del agua?Propiedades físicas del agua1) Punto de ebullición del aguaLas características estructurales de la molécula de agua explican las propiedades generales de esta, como su elevado punto de ebullición en comparación con sus análogos del mismo grupo del sistema periódico (H2S, H2Se, H2Te). Si se siguiera la tendencia de estos compuestos,  el agua  debería  hervir  a  alrededor  de  –100ºC,  como  se muestra en el valor extrapolado de la siguiente figura.La razón que explica la mayor energía que es necesario aplicar para que el agua alcance su punto de  ebullición (100°C),  responde a la formación de estructuras más estables producto de las atracciones ejercidas por los puentes de hidrógeno. 2) Comportamiento inusual, densidad del aguaLasatracciones establecidas por los puentes de hidrogeno entre sus moléculas,  son las que determinan la dureza del hielo y su baja densidad, que a su vez se debe a la estructura abierta del sólido, donde se ordenan las unidades H2O enlazadas entre sí por  estos puentes.El hielo presenta una menor densidad que el agua en estado líquido y, además, exhibe una baja conductividad térmica. Dichaspropiedades explican que, a bajas temperaturas, el hielo queda en la superficie de los mares y lagos y no se produce el congelamiento completo de estos  depósitos  naturales, posibilitando así la existencia de variadas formas de vida acuática.
El fenómeno anterior se relaciona con la llamada anomalía del agua, que es una excepción a la regla general de que los sólidos son más densos que los líquidos: ladensidad del agua líquida sobre 0ºC es mayor que la del hielo. En estado líquido aumenta hasta alcanzar su valor máximo exactamente a 3,98ºC (1g/ml). A temperaturas mayores que esa se comporta de manera normal, vale decir, como los otros líquidos, disminuyendo su densidad cuando la temperatura aumenta.En el siguiente gráfico podrás apreciar la variación de la densidad del agua entre 0 ºC y 10 ºC.Ejercicio:
Describe qué entiendes por la densidad de una sustancia y cuáles son las unidades más utilizadas para expresarla. ¿En cuánto estimas la densidad del agua a 10°C?
El elevado calor de fusión del hielo y el de evaporación del agua líquida, proveen mecanismos eficientes de absorción del calor que evitan un excesivo aumento de la temperatura terrestre.
Existe una creciente preocupación...