El agua

TEMA 2: EL AGUA Y LAS SALES MINERALES.
1. El agua de la materia viva
El agua es un biomolécula inorgánica imprescindible para la vida. La cantidad de agua
en los seres vivos oscila entre el 20 % (tejidos óseos) y el 80 % (células cerebrales).
Los organismos pueden obtener el agua directamente del medio ambiente (agua
exógena) o generar la a partir de otras moléculas orgánicas mediantediferentes
reacciones bioquímicas (agua endógena o metabólica).
Características de la molécula de agua.
1. Dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos por enlaces, covalentes
simples.
2. Es eléctricamente neutra, aunque sus átomos tienen diferentes valores de
electronegatividad o capacidad para atraer a los electrones.
El átomo de oxígeno es más electronegativo que el de hidrógeno, luego loselectrones de los enlaces están más desplazados hacia el oxígeno. Este elemento
tiene un exceso de carga negativa y los hidrógenos un exceso de carga positiva.
Estos excesos de carga se denominan densidad de carga.
Esta distribución espacial de cargas eléctricas se define como momento dipolar,
y da lugar a una molécula caracterizada por la ausencia de carga neta en la que se
establece undipolo y, además, adquiere carácter polar.
3. Debido a su carácter polar, las moléculas de agua pueden interaccionar entre sí
mediante atracciones electrostáticas, estableciendo enlaces o puentes de hidrógeno.
Cada átomo de oxígeno ejerce atracción sobre las cargas positivas de los
hidrógenos de otras moléculas de agua, de forma que cada molécula de agua
puede formar hasta cuatro enlaces dehidrógeno (dos por cada hidrógeno y dos
por cada oxígeno).
A pesar de la relativa debilidad de los enlaces de hidrógeno, su presencia permite
explicar sus características (líquido a Tª ambiente y un calor de vaporización
superior al de moléculas covalentes de Mm similar).
Propiedades del agua.
1. Elevada cohesión molecular. La íntima unión entre las moléculas, a través de
los enlaces dehidrógeno, permite al agua ser un fluido dentro de un amplio
margen de temperatura. Además es incompresible, ya que mantiene un volumen
constante a pesar de que se someta a fuertes presiones.
2. Elevada tensión superficial. Las moléculas de la superficie del agua
experimentan fuerzas de atracción neta hacia el interior del líquido. Esto favorece
que dicha superficie oponga una gran resistencia a sertraspasada.
3. Elevada fuerza de adhesión. Capacidad de adherirse a las paredes de conductos
de diámetros pequeños, ascendiendo en contra de la gravedad (capilaridad).
4. Elevado calor latente. Las moléculas de agua deben ceder o absorber una gran
cantidad de calor para cambiar de estado físico:
Lf = 80 cal/mol
Lv = 327 cal/mol.
5. Elevado calor específico. Las moléculas de agua ceden oabsorben gran
cantidad de calor sin elevar excesivamente su temperatura, debido a que parte de
su energía se utiliza en romper los enlaces de hidrógeno (amortiguadora).
6. Elevado calor de vaporización. Para pasar a estado gaseoso, necesita absorber
mucho calor para romper todos los enlaces de hidrógeno. Gracias a esto se puede
eliminar una gran cantidad de calor con poca pérdida de agua.
7.Densidad. El agua en estado líquido es más densa que el estado sólido.
En estado sólido presenta cuatro enlaces de hidrógeno por molécula, formando un
retículo que ocupa un volumen mayor y menos denso.
8. Elevada constante dieléctrica. La constante dieléctrica está determinada por la
tendencia de un material a polarizarse al aplicar un campo eléctrico. El agua se
opone a las atraccioneselectrostáticas entre iones positivos y negativos más que
otros disolventes líquidos, debido a la presencia de un átomo de oxígeno muy
electronegativo y dos átomos de oxígeno poco electronegativos. El agua disminuye
las atracciones entre los iones de las moléculas cargadas eléctricamente, que serán
fácilmente disociadas en cationes y aniones, rodeándose de dipolos de agua que
impiden su unión....