Agua (molécula)

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Para una descripción más general, véase agua.

Agua (molécula)

General
Nomenclatura IUPAC	Agua
Fórmula semidesarrollada	H₂O
Propiedades físicas
Estado de agregación	Líquido
Apariencia	incoloro
Masa molecular	18,01528 uma
Punto de fusión	273.15 K (0 °C)
Punto de ebullición	373.15 K (100 °C)
Temperatura crítica	674 K (400.85 °C)
Presión crítica	22,1x10^6?? Pa atm.
Densidad	1,0 ×10³ kg/m³ (1 g/cm³)
Estructura cristalina	Hexagonal (véase hielo)
Viscosidad	n/d
Índice de refracción	n/d
Propiedades químicas
Acidez (pK_a)	15,74
Solubilidad	100%
KPS	n/d
Momento dipolar	1,85 D
Termoquímica
Δ_fH⁰_gas	-241,83 kJ/mol
Δ_fH⁰_líquido	-285,83 kJ/mol
Δ_fH⁰_sólido	n/d kJ/mol
S⁰_{gas, 1 bar}	188,84 J·mol^-1·K^-1
S⁰_{líquido, 1 bar}	41 J·mol^-1·K^-1
S⁰_sólido	n/d J·mol^-1·K^-1
E₀	n/d Volt
Calor específico	n/d cal/g
Peligrosidad
Punto de inflamabilidad	n/d
Temperatura de autoignición	n/d
Número CAS	7732-18-5
Número RTECS	ZC0110000
Riesgos
Ingestión	Necesaria para la vida; consumo excesivo puede producir dolores de cabeza, confusión y calambres. Puede ser fatal en atletas.
Inhalación	No es tóxica. Puede disolver el surfactante de los pulmones. La sofocación en el agua se denomina ahogo.
Piel	Inmersión prolongada puede causar descamación.
Ojos	No es peligrosa para los ojos.
Más información	n/d
Valores en el SI y en condiciones normales (0 °C y 1 atm), salvo que se indique lo contrario. Exenciones y referencias

El agua (proveniente del latín aqua) es una sustancia compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. A temperatura ambiente es líquida, inodora, insípida e incolora (aunque adquiere una leve tonalidad azul en grandes volúmenes). Se considera fundamental para la existencia de la vida. No se conoce ninguna forma de vida que tenga lugar en ausencia completa de esta molécula.

[editar] Distribución

En la Tierra hay unos 1.360.000.000 km³ de agua que se distribuyen de la siguiente forma:

1.320.000.000 km³ (97%) son agua de mar.
40.000.000 km³ (3%) son agua dulce.
- 25.000.000 km³ (1,8%) como hielo.
- 13.000.000 km³ (0,96%) como agua subterránea.
- 250.000 km³ (0,02%) en lagos y ríos.
- 13.000 km³ (0,001%) como vapor de agua.

[editar] Origen del agua

La vida tal y como la conocemos sería imposible sin la presencia de este precioso líquido.

¿De dónde proviene entonces el agua que disfrutamos en la Tierra? Los científicos piensan que los constituyentes químicos del agua (oxígeno e hidrógeno) deben haber existido en la nube primitiva que dio origen a nuestro Sistema Solar, hace alrededor de 4.500 millones de años.

El entonces joven Sistema Solar estaba lleno de escombros y, cuando muchos de estos trozos de material planetario chocaron contra nuestro planeta, pudieron iniciar un proceso en el cual el hidrógeno y el oxígeno congelados se vaporizaron, liberándose así en la atmósfera terrestre.

Una vez que ambos elementos estuvieron presentes en la Tierra, lo demás tuvo que ser simple. El hidrógeno es un elemento fácilmente inflamable y, cuando se quema en presencia del oxígeno, se une con este último elemento. Cuando el oxígeno y el hidrógeno se combinan en proporciones adecuadas (para ser exactos, un átomo de oxígeno por cada dos de hidrógeno) entonces lo que resulta es vapor de agua.

Actualmente existe cierta evidencia que respalda a esta teoría. Se sabe que las rocas del manto terrestre contienen agua en una buena proporción. En la superficie de nuestro planeta, las emisiones volcánicas contienen una gran cantidad de vapor de agua. Algunos científicos afirman que esta adición de agua a la atmósfera terrestre puede aún llegar a ser mayor, en la medida que los volcanes liberen más vapor de agua en el aire.

La teoría anterior es muy aceptada y ha sido ampliamente investigada. Pero existe otra, más reciente, que sugiere que una buena parte del agua terrestre pudo haber sido traída por los cometas que fueron capturados por la gravedad terrestre, y que terminaron por impactarse contra nuestro planeta.

Es un hecho comprobado que, durante toda su historia, el planeta en el cual vivimos ha sufrido "cometazos" en repetidas ocasiones. Los cometas, debido a la gran cantidad de energía de movimiento que poseen, se vaporizan completamente al impacto; de esta manera, pudieron inyectar hidrógeno y oxígeno a la atmósfera terrestre.

Según cálculos recientes, no serían necesarios muchos cometas para justificar la cantidad de agua que posee nuestro planeta.

Como ha ocurrido en muchas ocasiones a lo largo de la historia de la ciencia, el origen verdadero del agua en la Tierra probablemente tenga que ver con ambas ideas. Como los procesos ya referidos no se excluyen mutuamente, los dos pueden ser responsables del agua que existe actualmente en nuestro planeta.

La Tierra fue un lugar extremadamente caliente, de manera que su atmósfera pudo contener una cantidad mayor de vapor de agua. Pero eventualmente nuestro planeta se fue enfriando y el vapor comenzó a condensarse. Fue así como la Tierra experimentó la tormenta más intensa de su historia. Desde entonces, el agua que posee nuestro planeta ha sido la misma, y se ha ciclado de la tierra al aire y viceversa una y otra vez durante más de 3.000 millones de años.

[editar] Propiedades químicas

Fuente de agua

El agua es un disolvente polar, más polar, por ejemplo, que el etanol. Como tal, disuelve bien sustancias iónicas y polares, como la sal común (cloruro sódico), no disuelve apreciablemente sustancias fuertemente apolares, como el azufre en la mayoría de sus formas, y es inmiscible con disolventes apolares, como el hexano.

El agua es descrita muchas veces como el solvente universal, porque disuelve muchos de los compuestos conocidos. Sin embargo no lo es (aunque es tal vez lo más cercano), porque no disuelve a todos los compuestos, y de hacerlo no habría contenedor que lo contenga. ^[1]^[2].

En el agua se da con gran intensidad el fenómeno del puente de hidrógeno. La direccionalidad de estos puentes es responsable de la estructura de simetría hexagonal de los copos de nieve. Esto explica la disminución de densidad al solidificar (generalmente, las sustancias se hacen más densas al pasar del estado líquido al sólido). Esta última particularidad es la responsable de los reventones de cañerías por congelación y de que el hielo flote sobre el agua.

Es el único compuesto que puede estar en los tres estados (sólido, líquido y gaseoso) a las temperaturas que se dan en la Tierra. También es el compuesto con el calor latente de vaporización más alto, 540 cal/gramo y con el calor específico más alto después del litio, 1 cal/gramo.

[editar] Propiedades biológicas

El agua es esencial para todos los tipos de vida, por lo menos tal y como la entendemos. Las principales funciones biológicas del agua son:

Es un excelente disolvente, de sustancias tóxicas y compuesto bipolares. Incluso moléculas biológicas no solubles (p.e lípidos) forman con el agua, dispersiones coloidales.
Participa como agente químico reactivo, en las reacciones de hidratación, hidrólisis y oxidación-reducción.
Permite la difusión, es decir el movimiento en su interior de partículas sueltas, constituyendo el principal transporte de muchas sustancias nutritivas.
Constituye un excelente termorregulador (calor específico), permitiendo la vida de organismos en una amplia variedad de ambientes térmicos.
Interviene (plantas) en el mantenimiento de la estructura celular.

El agua tiene unas propiedades químicas que la hacen importante desde una perspectiva biológica. Las principales de estas propiedades que le confieren al agua unas características especiales son:

Calor específico. Es la dificultad que opone el agua a ser calentada. Tiene un valor elevado (1 cal/(g°C)) debido a que los puentes de hidrógeno absorben mucha energía y retrasan el calentamiento. Esta propiedad es importante para los seres vivos (y la Biosfera en general) ya que gracias a esto, el agua reduce los cambios bruscos de temperatura, siendo un regulador térmico muy bueno. Un ejemplo de esto son las temperaturas tan suaves que hay en las zonas costeras, que son consecuencias de estas propiedad.

[editar] Otros

A veces, los químicos se refieren al agua humorísticamente como monóxido de dihidrógeno, sobre todo en parodias de investigación científica que la presentan como un agente químico letal que debe estar prohibido. ^[3]