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Es imprescindible para la vida. La consumimos y utilizamos  cada día, pero ¿qué sabemos de ella?  He aquí una pequeña presentación de la estructura y características del agua.

Características fundamentales de la estructura del agua

Estructura del agua

Estructura del agua

La molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O). Cado uno de los átomos de hidrógeno está unido al de oxígeno mediante un enlace químico covalente, lo que quiere decir que los electrones que forman el enlace son compartidos por ambos átomos. Además, el enlace es polar porque el oxígeno es más electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de los enlaces. Esto provoca que la molécula, aunque tenga una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presente una asimetría en la distribución de las cargas: en torno al  átomo de oxígeno se concentra una carga negativa, mientras que los núcleos de hidrógeno quedan desprovistos parcialmente de sus electrones y manifiestan una densidad de carga positiva.

Los dos enlaces forman un ángulo determinado, de 104,5º, lo que le da a la molécula una forma triangular en la que el extremo formado por el oxígeno se encuentra cargado negativamente y el opuesto, el de los hidrógenos, está cargado positivamente. Por ello, en la práctica, la molécula de agua se comporta como un dipolo (un sistema de dos cargas de signo opuesto e igual magnitud cercanas entre sí). Entre las moléculas de agua se producen interacciones dipolo-dipolo y se forman enlaces o puentes de hidrógeno: un átomo de hidrógeno enlazado a un átomo muy electronegativo es capaz de formar un enlace débil con otro átomo electronegativo que tenga un par de electrones no compartidos. En el caso de la molécula de agua, la carga negativa del oxígeno ejerce una atracción sobre la carga parcial positiva de los átomos de hidrógeno y se establece un vínculo entre ellos. Comparadas con los enlaces covalentes, los puentes de hidrógeno son uniones débiles, pero hacen posible la formación de agua, líquida o sólida.

Propiedades físicas y químicas del agua

El agua químicamente pura es un líquido inodoro, insípido, transparente y casi totalmente incoloro, ya que solamente toma una leve tonalidad azul cuando se encuentra en grandes cantidades.

La gran cantidad de puentes de hidrógeno que enlazan las moléculas de agua dan estabilidad y cohesión a la estructura y confieren unas propiedades físicas poco comunes si las comparamos con otras sustancias similares:

  • Punto de ebullición: 100Cº
  • Punto de congelación: 0ºC
  • Densidad: 1g./ml.
  • Temperatura crítica (temperatura límite a la cual un gas no puede ser licuado por compresión): 374ºC
  • Presión crítica (presión de vapor de un líquido a temperatura crítica): 217,7 atm.
  • Calor específico (capacidad de un material para almacenar energía interna en forma de calor.): 1 cal./g.ºC.
  • Calor de vaporización (cantidad de calor que se debe agregar a un gramo de líquido para que pase al estado de vapor a temperatura constante, en su temperatura de ebullición): 539,5 cal/g. a 100ºC.

Respecto a las propiedades químicas del agua, se debe resaltar su capacidad para formar puentes de hidrógeno (cada molécula puede formar cuatro) lo que determina buena parte de sus propiedades como sus altos puntos de fusión y ebullición, su capacidad de solubilización de moléculas con grupos polares y su participación en los mecanismos de muchas reacciones hidrolíticas.

El agua tiene un valor de pH bastante neutro: oscila entre 6,5 y 8,7 en agua dulce y entre 8 y 8,3 en agua salada). Es capaz de reaccionar con óxidos ácidos, óxidos básicos, metales,  no metales, sales,… y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.