El Agua

El agua es la molécula más abundante de la materia viva y es esencial para que exista vida en la Tierra y para todas las funciones del organismo. El agua puede encontrarse fuera de las células, es el agua extracelular; dentro de las células es el agua intracelular o, circulando por vasos, como la sangre o la savia, transportando sustancias o desechos, es el agua circulante.

Estructura de la Molécula de Agua

La molécula de agua está formada por un átomo de oxígeno unido covalentemente a dos átomos de hidrógeno. Cada átomo de hidrógeno comparte su electrón de valencia para formar un enlace covalente. Presentan geometría angular los enlaces, formando un ángulo de 104,5°. Es una molécula polar. La electronegatividad del oxígeno es mayor que la del hidrógeno, por lo que los pares de electrones compartidos se atraen con más fuerza. A pesar de ser neutra, se comporta como un dipolo eléctrico, con 2 polos positivos de hidrógeno y 1 negativo en el oxígeno.

Estructura Líquida del Agua

El oxígeno, el hidrógeno o el dióxido presentan un peso molecular parecido al agua, pero son gases; en cambio, el agua es líquida. Debido al carácter polar, tienden a asociarse de manera que la carga negativa se atrae por la carga positiva de otra, estableciéndose entre ambos enlaces o puentes de hidrógeno que convierten el agua en una sustancia muy cohesiva. Cada molécula de agua puede llegar a formar hasta cuatro enlaces de hidrógeno con otras moléculas de agua, dando lugar a una estructura tetraédrica altamente ordenada. De acuerdo con la cantidad e intensidad de puentes de hidrógeno, el agua existirá en uno de los 3 estados físicos conocidos: gas, líquido y sólido, propiedad exclusiva de esta sustancia.

Las Propiedades del Agua

• Elevado Poder Disolvente: Es una molécula altamente reactiva que puede disolver una gran variedad de sustancias, lo que la convierte en disolvente universal.
• Elevada Fuerza de Cohesión entre sus Moléculas: Los puentes de hidrógeno hacen que las moléculas estén muy unidas entre sí, lo que hace que sea un líquido incomprensible. No es fácil reducir su volumen mediante presión, ya que las moléculas de agua están entrelazadas manteniendo unas distancias intermoleculares más o menos fijas.
• Elevada Fuerza de Adhesión: Las fuerzas de adhesión permiten a las moléculas de agua unirse a otras moléculas diferentes, como las de las paredes de los recipientes. Los puentes de hidrógeno entre moléculas de agua facilitan esta adhesión.
• Elevado Calor Específico: Se precisa mucha energía para elevar la temperatura del agua en un grado. El agua es capaz de absorber o liberar grandes cantidades de calor sin que haya grandes variaciones en su temperatura. Gran parte de dicha energía se emplea para romper puentes de hidrógeno y no para elevar su temperatura.
• Mayor Densidad en Estado Líquido que en Sólido: El agua alcanza los 4 °C, ocupa más volumen, hasta transformarse en hielo, que es menos denso que el agua líquida y flota sobre ella.
• Elevada Tensión Superficial: La cohesión entre moléculas hace que sea elevada la tensión superficial y pone resistencia a romperse.
• Bajo Grado de Ionización: Las moléculas de agua están disociadas entre iones H⁺ y OH^–. A 25 °C, solo una molécula de cada 10,000,000 está disociada. La concentración de la base OH^– o un ácido H⁺ varía bruscamente.
• Elevado Calor de Vaporización: Para pasar del estado líquido al gaseoso, hace falta romper puentes de hidrógeno y para ello se necesita mucha energía que se toma del entorno.
• Alta Conductividad Térmica: El agua conduce muy bien el calor por conducción, por contacto directo y sin intercambio de materia.
• Baja Viscosidad: El agua posee una baja viscosidad en comparación con otros líquidos, lo que permite que fluya fácilmente.

Las Funciones del Agua en los Seres Vivos

• Transporte de Disolución: Gracias a su poder de disolución, es el medio de transporte de numerosas sustancias desde el exterior al interior de los organismos y en el propio organismo, como la savia bruta o la distribución de nutrientes por la sangre.
• Bioquímica y Fisiológica: Fundamental para la vida, ya que casi todas las reacciones metabólicas tienen lugar en el medio acuoso.
• Estructural: Forma a las células que carecen de pared y les permite la turgencia y crecimiento de las células vegetales. Funciona como un esqueleto hidrostático.
• Capilaridad: La adhesión y la cohesión son responsables del fenómeno de capilaridad por el que asciende la savia bruta en las plantas, a través de los vasos.
• Termorreguladora: Gracias a su elevado calor específico, es un excelente amortiguador térmico y evita cambios bruscos de temperatura. Toma calor del cuerpo y, como consecuencia, este se enfría. Su elevada conductividad térmica permite la distribución rápida y la regulación del calor corporal.
• Ecológica: Los ríos, lagos, embalses, etc., al enfriarse, comienzan a congelarse por la superficie, formando así una capa de hielo superficial que flota y evita que se congelen las capas más profundas, actuando como aislante térmico y posibilitando la vida debajo del hielo.
• Amortiguadora: Por su elevada cohesión molecular, el agua sirve como lubricante entre estructuras que friccionan y evita el rozamiento.