El Agua: Estructura, Propiedades y Procesos Biológicos Clave
El Agua: La Biomolécula Esencial
El agua es una biomolécula inorgánica. Se trata de la biomolécula más abundante en los seres vivos.
Estructura Molecular del Agua (H₂O)
En la molécula del agua (H₂O), el átomo de oxígeno (O) comparte un par de electrones con cada uno de los átomos de hidrógeno (H), formando una molécula angulada.
La molécula de H₂O forma un ángulo de 104,5°, es eléctricamente neutra y es una molécula polar, puesto que forma un dipolo: aparece una zona con carga positiva (+) en la región de los hidrógenos y una zona con carga negativa (-) en la región del oxígeno. Este dipolo facilita la unión entre moléculas, formando puentes de hidrógeno, que unen la parte electropositiva de una molécula con la electronegativa de otra.
Propiedades del Agua
- Gran poder disolvente: El agua es considerada el disolvente universal porque es capaz de disolver más sustancias que cualquier otro líquido conocido. Esto se debe a que el agua puede establecer puentes de hidrógeno con cualquier compuesto iónico y con moléculas que presenten grupos polares.
- Elevado calor de vaporización: Se necesita mucha energía para convertir el agua líquida en gas (ebullición), puesto que se deben romper los puentes de hidrógeno que se establecen entre las moléculas.
- Elevado calor específico: El agua presenta un elevado calor específico, ya que es capaz de absorber una gran cantidad de calor sin que se produzca un aumento significativo de su temperatura.
- Alta tensión superficial: Las moléculas de agua están muy cohesionadas por la acción de los puentes de hidrógeno.
- Reactividad química: El agua es un potente reactivo químico gracias a su capacidad para disolver iones. Una consecuencia biológica derivada de esta propiedad es la hidrólisis (ruptura de enlaces en las moléculas en presencia de agua).
- Mayor densidad en estado líquido que en sólido: A diferencia de la mayoría de las sustancias, el agua es más densa en estado líquido que en forma de hielo. De esta forma, el hielo flota sobre el agua líquida, permitiendo la vida acuática bajo la superficie congelada.
Procesos Relacionados con el Agua y las Disoluciones
Ósmosis
La ósmosis es un tipo de difusión pasiva, caracterizada por el paso del agua (disolvente) a través de una membrana semipermeable, desde la solución más diluida hacia la más concentrada.
Difusión
En la difusión, las partículas de soluto tienden a distribuirse homogéneamente en el disolvente (por ejemplo, el agua). El soluto se moverá desde la zona de mayor concentración hacia la de menor concentración, hasta que las concentraciones se igualen en toda la disolución.
Diálisis
La diálisis es un proceso de separación de las partículas coloidales en función de su tamaño, a través de una membrana dializadora. Esta membrana permite el paso de moléculas de pequeño tamaño (como sales minerales e iones) y de agua, pero impide el paso de las macromoléculas o partículas coloidales.