El Agua
El agua
Es una molécula sencilla formada por átomos pequeños, dos de hidrógeno y uno de oxígeno, unidos por 66 enlaces covalentes muy fuertes que hacen que la molécula sea muy estable. Tiene una distribución irregular de la densidad electrónica, pues el oxígeno, uno de los elementos más electronegativos, atrae hacia sí los electrones de ambos enlaces covalentes, de manera que alrededor del átomo de oxígeno se concentra la mayor densidad electrónica (carga negativa) y cerca de los hidrógenos la menor (carga positiva). La molécula tiene una geometría angular (los dos átomos de hidrógeno forman un ángulo de unos 105º). lo que hace de ella una molécula polar que puede unirse a otras muchas sustancias polares.
En el tiempo:
Lavoisier (1743-1794) y Cavendish (1731-1810) quienes demostraron que el agua estaba formada por hidrógeno y oxígeno.
Años más tarde (1913) el bioquímico y fisiólogo Henderson (1878-1942), en su libro «The Fitness of the Environment», explicó por primera vez cómo sus peculiares propiedades hacían del agua un constituyente esencial de todas las formas de vida conocidas
El Agua le confiere a la Tierra su característica coloración azul y blanca vista desde el espacio: azul por los océanos, que cubren aproximadamente el 70% de la superficie terrestre, y blanca por las nubes que se forman en la atmosfera. El agua o la ausencia de ella son asimismo responsables de la gama de colores que observamos en los continentes, desde los ocres de los desiertos a los verdes intensos de las selvas tropicales. En un Planeta modelado por el agua, los ríos sólo albergan una fracción pequeña del total del agua, 2000km3, cifra menor que la de cualquier otro compartimiento hidrológico (cuadro 1.1). Sin embargo la constante renovación de los ríos hace que casi toda el agua circule antes o después por los cauces fluviales.
Propiedades Físico-Químicas
El comportamiento térmico del agua es único y gracias a ello la hace la principal responsable del sistema termorregulador del organismo, manteniendo la temperatura corporal constante, independientemente del entorno y de la actividad metabólica. Esta es una de sus funciones más importantes. Tiene una alta conductividad térmica que permite la distribución rápida y regular del calor corporal, evitando gradientes de temperatura entre las diferentes zonas del organismo y favoreciendo la transferencia de calor a la piel para ser evaporada.
Calor específico
Su alto calor específico (líquido) [4180 J/g °C] (Vapor) [2,0708 J/g °C] (solida) [2,0600 J/g °C], consecuencia de la gran capacidad para almacenar energía en los puentes de hidrógeno, la convierte en un excepcional amortiguador y regulador de los cambios térmicos.
Su función termorreguladora está también relacionada con otra de sus características físicas que le confiere su efecto refrigerante: su alto calor de vaporización [a 25ºC es de 540 kcal/L], consecuencia de la atracción entre moléculas de agua adyacentes («fortaleza de los puentes de hidrógeno») que dan al agua líquida una gran cohesión interna. El agua, para evaporarse, absorbe más calor que ninguna otra sustancia. Por cada litro de sudor o agua respiratoria que el cuerpo vaporiza se disipan unas 540 kcal de calor corporal, consiguiendo un eficaz enfriamiento. Así, ante una carga extra de calor, éste se disipa evaporando cantidades relativamente pequeñas de agua, protegiéndonos de la deshidratación
Tensión superficial
El agua tiene un alto valor de tensión superficial, quedando las moléculas de la superficie fuertemente atraídas, aunque algunas sustancias pueden romper esta atracción. 72,76 dinas/cm2 a 20° C con respecto al aire.
Tiene también unas excepcionales y únicas propiedades solventes. Debido a su pequeño tamaño, a la naturaleza polar de sus enlaces H – O, a su estructura angular y a su capacidad para formar puentes de hidrógeno, el agua es una molécula altamente reactiva que puede disolver una gran variedad de sustancias (hidrófilas) iónicas y moleculares, pero también evita la disolución de otras apolares (hidrófobas), efecto igualmente muy importante para la vida.
Constante dieléctrica
Gracias a su capacidad disolvente, a su elevada constante dieléctrica y a su bajo grado de ionización (Kw=10–14), 72 el agua es el medio en el que se producen todas las reacciones del metabolismo, participando en muchas de ellas como sustrato o como producto. Un ejemplo son las reacciones de hidrólisis que se producen en la digestión o en la oxidación de los macronutrientes.
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Ejemplo de tensión superficial en la biota (Ver el siguiente video cortesía de youtube.com)
Características Biológicas:
El desarrollo de la biota en las aguas superficiales esta dictado por una variedad de condiciones ambientales, que determinan la selección de especies, así como también el comportamiento fisiológico de los organismos individuales. La productividad primaria de la materia orgánica, en la forma de fitoplancton y macrófitas, es intensiva en lagos y reservorios y muy limitadas en ríos. La degradación de las sustancias orgánicas y la producción bacteriana asociada es un proceso que toma tiempo, lo cual es importante en las aguas subterráneas y en lagos de cierta profundidad, cuando no están expuestos directamente a la luz del Sol.