El Agua (H₂O): Propiedades Fundamentales y Rol Vital como Biomolécula Inorgánica

Biomoléculas Inorgánicas

El Agua (H₂O): Composición y Enlaces Fundamentales

El agua (H₂O) se caracteriza por la fuerte electronegatividad del oxígeno, esto significa que dicho átomo atrae con más fuerza a los electrones del hidrógeno. Además, es capaz de unirse con otras moléculas de H₂O a través de un enlace intermolecular llamado puente de hidrógeno (o enlace de hidrógeno), con una vida media de aproximadamente 1,10 x 10^-11 segundos.

Es una molécula bipolar con neutralidad eléctrica global. (Se recomienda ilustrar con un dibujo la polaridad de la molécula de agua)

Propiedades del Agua que le Confiere su Estructura

La estructura particular del agua le confiere una serie de propiedades fisicoquímicas cruciales:

1. Disolvente universal: Debido a su bipolaridad y, a su vez, a su neutralidad eléctrica, el agua puede disolver una gran cantidad de sustancias polares e iónicas.
2. Cohesión y flotación: El agua permite la flotación de ciertos cuerpos. Esta capacidad se relaciona con la fuerte cohesión entre sus moléculas, originada por los puentes de hidrógeno (los enlaces covalentes son intramoleculares, mientras que los puentes de hidrógeno son intermoleculares y responsables de la cohesión). Esta cohesión también es la base de la tensión superficial.
3. Anomalía de la densidad: Su máxima densidad la presenta a los 4 °C en estado líquido. Esto facilita la vida en los ecosistemas acuáticos de regiones polares, de manera que el hielo (que es menos denso) flota, y por debajo, el agua está a mayor temperatura, lo que no impide la vida de los animales acuáticos.
4. Estado líquido a temperatura ambiente: Es líquida a temperatura ambiente a pesar de que su peso molecular es de 18 g/mol. Esto se debe a que cada molécula de agua se une transitoriamente con otras moléculas de H₂O (hasta un promedio de cuatro), de forma que se une y desune constantemente. Los puentes de hidrógeno se forman y rompen de forma continuada, ya que su vida media es de aproximadamente 1,10 x 10^-11 s.
5. Elevado calor de vaporización: Para evaporar 1 gramo de agua se consumen 53 calorías, transformándose en vapor (H₂O). Esto es fundamental para la termorregulación: al sudar, el agua en estado líquido pasa a estado de vapor, utilizando el calor corporal y llevándose así las calorías que nos sobran, lo que ayuda a enfriar el cuerpo.
6. Elevada capacidad térmica específica: El agua posee una alta capacidad térmica. Esto significa que, para calentarse, el agua necesita absorber mucho calor, debido a que primero se deben romper numerosos puentes de hidrógeno; una vez que la energía es suficiente para aumentar la vibración molecular, su temperatura se eleva. También es termorreguladora: gracias a esta propiedad, para elevar nuestra temperatura corporal (en condiciones normales, cn) se necesitaría una gran cantidad de energía térmica, ayudando a mantenerla estable.

Propiedades a Nivel Celular

1. Disolvente citoplasmático: Es el disolvente de la disolución coloidal que tenemos en el citoplasma. Se llama disolución coloidal o disolución no verdadera a aquella que, entre otras sustancias, contiene proteínas y estas macromoléculas no llegan a disolverse completamente, sino que permanecen dispersas.
2. Medio de transporte: Es el medio donde se transportan las sustancias hacia y dentro de la célula.
3. Medio de reacciones celulares: El agua es el medio donde tiene lugar la gran mayoría de nuestras reacciones metabólicas celulares.