Agua

    Compuesto químico formado por oxígeno e hidrógeno, de fórmula molecular H2O.

    Fue Cavendish quien en 1781 obtuvo agua, mediante la combustión del hidrógeno y, finalmente, Antoine-Laurent Lavoisier quien demostró que los componentes de aquélla eran únicamente hidrógeno y oxígeno. En 1890 Morley estableció su fórmula, como consecuencia de los análisis efectuados sobre ella.       

    El agua pura es, a temperatura ambiente, un líquido inodoro, insípido e incoloro, cuya densidad crece de forma anómala en el intervalo de 0 ºC a 3,98 ºC, temperatura a la que alcanza el valor máximo, de 1g/cm3, que puede presentar.

    Tiene un elevado calor específico (vale la unidad), lo que la hace invariable frente a grandes cambios térmicos, convirtiéndose así en un magnífico regulador de las temperaturas. Sus calores latentes de cambio de estado son, análogamente, muy altos.

    Su geometría molecular es angular, con enlaces que teóricamente, forman 90º entre sí, aunque las determinaciones experimentales los cifran en 104º. Esta ligera diferencia se debe a fenómenos de repulsión electrostática entre los muy próximos núcleos de hidrógeno y los también muy cercanos electrones de los enlaces.

    En la molécula de agua, los enlaces establecidos entre los átomos de hidrógeno y el de oxígeno son covalentes. La mayor electronegatividad del oxígeno frente a la del hidrógeno hace que dicho enlace sea polar, originándose un dipolo en el que la carga negativa se encuentra en las proximidades del oxígeno y la positiva en las del hidrógeno. Esta polaridad es la que constituye el fundamento de los mencionados puentes de hidrógeno.

    El carácter dipolar del agua le supone una gran facilidad para unirse por su zona negativa a los cationes y por su región positiva a los aniones, lo que explica su propiedad de ser un disolvente prácticamente universal (sólo no disuelve a compuestos polares).

    La presencia de puentes de hidrógeno entre sus moléculas es la responsable de que al pasar al estado sólido, experimente un aumento de volumen que le hace perder densidad, por lo que, al ser más ligero, el hielo formado flota, permitiendo así la presencia bajo él de una masa líquida. Esto es de gran importancia biológica, ya que permite la vida de los peces cuando mares, ríos y lagos se congelan.

    La ionización de la molécula de agua se verifica en dos fases: en la primera, se disocia en H+ y OH- y, en la segunda, los H+ formados se unen a una molécula de agua sin disociar para originar iones hidronio, H3O+.

    H2O    H+  + OH-

    H2O + H+      H3O+

    No obstante, la ionización es muy débil. A 25 ºC, las concentraciones presentes son:

    [H3O+] = [OH-] = 10-7 mol/l

    lo que explica que el agua pura sea un mal conductor de la electricidad.

    Algunos compuestos adicionan moléculas de agua para formar sustancias nuevas. Es el caso de los óxidos básicos y ácidos, los que, tras adicionar agua, se convierten, respectivamente, en hidróxidos y oxácidos. Algunas sales incorporan moléculas de agua a su red cristalina (agua de cristalización), convirtiéndose así en hidratos.

    Es un buen medio de reacción. De hecho, las reacciones metabólicas en los seres vivos sólo se verifican en medio acuoso, por lo que para conservar los alimentos éstos son desecados; la putrefacción de los mismos, que es un proceso biológico, no puede desarrollarse en ausencia de agua.

    Biológicamente, es, sin duda, la sustancia más importante para la vida y la más abundante en nuestro planeta, ya que cubre, aproximadamente, más del 75% de su superficie. Los antiguos ya percibieron su importancia, como lo demuestra el pensamiento de Tales de Mileto, al afirmar que el agua es el principio de todas las cosas.

    Toda la materia viva contiene agua en diferentes proporciones. En la Tierra aparece en sus tres estados físicos: sólido en los hielos glaciares, líquido en mares, océanos y aguas continentales y vapor en la atmósfera.

    En la Naturaleza, las aguas se denominan duras cuando llevan disueltas grandes cantidades de sales, termales si brotan a temperaturas más elevadas que las de su ambiente y medicinales cuando tienen propiedades terapéuticas.