El Agua: Estructura, Propiedades y Funciones Biológicas Esenciales
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Molécula dipolar: El núcleo del átomo de oxígeno (O), con mayor electronegatividad, desplaza parcialmente a los electrones que constituyen los enlaces hacia su núcleo, dejando a los núcleos de los átomos de hidrógeno con una pequeña carga parcial positiva, mientras que hay regiones débilmente negativas cerca del oxígeno.
Su estructura presenta zonas con mayor densidad electrónica y otras con déficit electrónico.
Enlaces de hidrógeno (H): Consecuencia de la estructura dipolar, las moléculas de agua interaccionan unas con otras. Se produce por atracción entre la carga parcial positiva localizada sobre los átomos de hidrógeno de una molécula y la carga parcial negativa de otra. Son enlaces débiles. Cada molécula de agua puede formar hasta 4 puentes de hidrógeno. El aumento del peso molecular tiene como consecuencia que el agua sea un medio de transporte eficaz.
Propiedades del Agua
Gran poder disolvente universal
- Iónicos: Sales cristalizables.
- Orgánicos neutros: Grupos funcionales polares (hidroxilo, cetona) son solubles, no interrumpen la estructura al formar enlaces de hidrógeno. Se denominan HIDRÓFILOS o polares.
- Orgánicos no polares: Insolubles porque interrumpen y no forman enlaces de hidrógeno. Se denominan HIDRÓFOBOS.
- Sustancias anfipáticas: Poseen grupos hidrófilos e hidrófobos, lo que permite su dispersión en agua (parte polar + no polar).
Funciones del agua como disolvente
El agua actúa como medio de transporte, disolvente y participa en reacciones metabólicas.
Elevado calor de vaporización
Es el número de calorías necesarias para convertir un gramo de un líquido en su punto de ebullición en gas. Es muy elevado.
Función: El agua, al evaporarse, tiene acción refrigerante y regula la temperatura corporal. Elimina el exceso de calor y estabiliza la temperatura.
Elevado calor específico
Es el calor necesario para elevar la temperatura de una sustancia.
El agua es capaz de absorber gran cantidad de calor sin que se produzca un aumento apreciable de su temperatura.
La temperatura del agua aumenta más lentamente que la de otras sustancias.
Función: Actúa como amortiguador térmico en los seres vivos. La temperatura del organismo permanece constante aunque fluctúe la temperatura ambiental.
Cohesión y Adhesión
Gran cohesión interna, debido a su capacidad de establecer puentes de hidrógeno.
Elevada capacidad de adhesión al ser capaz de unirse a cualquier molécula o superficie con carga.
Funciones de la cohesión y adhesión
- Seres vivos: Responsables del fenómeno de capilaridad (ascenso de la savia bruta).
- La elevada cohesión interna del agua la convierte en un líquido incomprensible, utilizado como esqueleto hidrostático (anélidos, medusas, pólipos).
Reactividad química
El agua puede disociarse en iones H3O+ y OH-.
Hidrólisis: Rotura de enlaces moleculares por el agua.
Mayor densidad en estado líquido que en estado de hielo
En el hielo se establecen 4 puentes de hidrógeno, formando una estructura reticular con moléculas más separadas que en el medio líquido.
Esta estructura explica que el hielo sea menos denso que el agua líquida y pueda flotar sobre ella.
Función: Las grandes masas de agua se congelan en su superficie formando una capa de hielo que aísla el agua líquida que está por debajo, permitiendo la vida en el interior.