Agua

Te explicamos qué es el agua y cómo es su estructura. Además, cuáles son sus diversos usos y las características principales de esta sustancia.

¿Qué es el agua?

El agua es una sustancia fundamental para la vida y el disolvente universal. Nuestros tejidos y los de casi todos los seres vivos la tienen como componente mayoritario.

Se estima que en la Tierra hay aproximadamente 1386 millones de km³ de agua, pero solo el 2,5 % de este total (unos 35 millones de km³) corresponde al agua que se puede potabilizar y consumir sin mayor riesgo.

De esa pequeña parte, unos dos tercios se encuentran formando las grandes masas de hielo de los casquetes polares, de modo que las reservas de agua dulce disponible para satisfacer las necesidades de la población son hoy muy escasas, y se limitan a las aguas superficiales dulces (ríos y lagos) y a los acuíferos subterráneos.

Ver además: Agua potable

Estructura del agua

La molécula de agua constituye un dipolo (sistema formado por dos cargas que tienen signo opuesto pero igual magnitud). La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno y asume carácter polar. Esto significa que tiene una región con ligera densidad de carga negativa (la del oxígeno) y otra zona que asume un diferencial de carga positiva (la de los hidrógenos). Las propiedades bioquímicas más destacadas de esta molécula se vinculan, precisamente, con esta propiedad.

Características químicas del agua

• Tiene elevada fuerza de cohesión. El agua se caracteriza por la elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas, por formación de puentes de hidrógeno. La presencia de cargas parciales positivas y negativas en una misma molécula hace que se comporten como imanes (las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con carga parcial negativa). De esta forma, una molécula de agua puede unirse a otras 4 moléculas de agua a través de lo que se conoce como “puentes de hidrógeno”, que no son enlaces químicos sino interacciones electrostáticas.
  
• Es incompresible. No es posible reducir el volumen del agua al aplicar presión ya que las moléculas de agua permanecen interconectadas conservando de manera fija sus distancias intermoleculares.
• Su tensión superficial es elevada. La superficie del agua opone resistencia si uno pretende aumentarla o romperla. Esto tiene una implicancia práctica muy significativa: el agua permite la suspensión y el arrastre de microorganismos, partículas gruesas y moléculas insolubles.
• Tiene capilaridad. Por su tendencia a la cohesión y a la adhesión a superficies, el agua puede ascender por tubos de diámetro muy pequeño llamados “capilares”. Este fenómeno explica en parte por qué el agua que toma un árbol en el suelo puede llegar a su copa, o por qué un caño que va por el piso de una casa puede originar humedad en una pared que está por encima de él.
• Tiene acción disolvente. A causa de su carácter bipolar, el agua es un gran disolvente de sustancias polares, como sales, ácidos, bases.
• Tiene elevado calor específico. Esta propiedad hace que se requiera mucha energía para que se eleve la temperatura de una masa de agua, sin duda más que la que hace falta para que se eleve la temperatura del aire. Esto explica su capacidad reguladora del clima: en zonas costeras las noches son más frescas porque el sol no ha logrado calentar tanto el agua como el aire. En la práctica, el agua es el líquido refrigerante más barato para un dispositivo cualquiera.

Algunas reacciones químicas del agua

• Reacciona con los óxidos ácidos. Los anhídridos u óxidos ácidos reaccionan con el agua para formar ácidos oxoácidos. Es lo que ocurre, por ejemplo, cuando el agua reacciona con el dióxido de carbono (CO₂) o el dióxido de nitrógeno (NO₂), que genera ácido carbónico (H₂CO₃) o ácido nítrico (HNO₃), respectivamente.
  
• Puede reaccionar con los óxidos básicos. Cuando el agua reacciona con óxidos básicos, es decir, los óxidos de metales (como el calcio (Ca) o el magnesio (Mg)), genera los correspondientes hidróxidos. Cuando reacciona con no metales, como los halógenos en su forma molecular (diatómicos), da como resultado hidrácidos, por ejemplo, ácido clorhídrico (HCl_(ac)).
  
• Puede producir la hidratación de sales. Muchas sales se comercializan en sus estados hidratados (por ejemplo, el sulfato ferroso hidratado con siete moléculas de agua o heptahidratado (FeSO₄*7H₂O)), porque de esa manera resultan más solubles y, por ende, fáciles de usar. Sin embargo, también hay que tener en cuenta que la hidratación de una sal puede ser un fenómeno no deseado pero que ocurre como producto de su alta hidrofilicidad. A estas sustancias que tienden a atrapar el agua se las llama “higroscópicas” y pueden aprovecharse como agentes deshidratadores o secantes. El caso más conocido en este sentido es el del sílica-gel.

Puede servirte: Hidrocarburos

Referencias:

• El Agua, una responsabilidad compartida: Segundo informe de las Naciones Unidas sobre el desarrollo de los recursos hídricos en el mundo. Sociedad Estatal Expoagua Zaragoza 2008 (Spain). Código: UN-WATER/WWAP/2007/02. 2007.
• Los puentes de hidrógeno en el agua. es.khanacademy.org
• Estructura del agua. Aula virtual de Murcia. Universidad de Murcia. 2016.
• El océano y sus recursos II. Las ciencias del mar: Oceanografía geológica y oceanografía química. Juan Luis Cinfuentes Lemus, María del Pilar Torres García y Marcela Frías M.