El Agua y su Importancia en los Seres Vivos

Introducción

El agua es un componente fundamental para la vida, siendo la molécula más abundante en los organismos. Su cantidad varía en función de diversos factores:

• Especie: Los organismos acuáticos presentan un mayor porcentaje de agua, mientras que las especies adaptadas a la desecación tienen valores más bajos.
• Edad: Las estructuras biológicas de los organismos jóvenes poseen mayor proporción de agua que las de individuos de mayor edad.
• Tipo de tejido u órgano: Los tejidos con alta actividad bioquímica, donde se llevan a cabo las reacciones biológicas en medio acuoso, contienen mayor proporción de agua que los tejidos menos activos.

Estructura del Agua

La molécula de agua está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. La unión entre el oxígeno y los hidrógenos se realiza mediante enlaces covalentes, donde cada átomo de hidrógeno comparte un par de electrones con el átomo de oxígeno.

La geometría triangular de la molécula, con un ángulo de 104,5º entre los átomos de hidrógeno y el oxígeno, junto con la menor electronegatividad del hidrógeno, crea una asimetría eléctrica. Esto genera cargas eléctricas parciales opuestas, confiriéndole a la molécula de agua un carácter dipolar.

Esta polaridad facilita la interacción entre las moléculas de agua, estableciéndose enlaces o puentes de hidrógeno entre la zona de carga parcial negativa de una molécula y la zona de carga parcial positiva de otra.

Propiedades y Funciones del Agua

Poder Disolvente

Gracias a su polaridad, el agua puede interponerse entre los iones de las redes cristalinas de los compuestos iónicos, disminuyendo la atracción entre ellos y provocando su disolución. También puede formar enlaces de hidrógeno con moléculas no iónicas que poseen grupos polares, causando su disolución.

Estado Líquido a Temperatura Ambiente

La elevada fuerza de cohesión entre las moléculas de agua, gracias a los puentes de hidrógeno, permite que el agua se mantenga líquida a temperaturas no extremas. Esta propiedad permite que el agua actúe como vehículo de transporte.

Líquido Prácticamente Incompresible

Debido a la alta cohesión entre sus moléculas, el volumen del agua líquida no disminuye significativamente incluso bajo presiones elevadas. Esta propiedad permite las deformaciones citoplasmáticas y que el agua actúe como esqueleto hidrostático en células vegetales.

Capilaridad

La cohesión entre las moléculas de agua, junto con la adhesión a otras superficies, permite que el agua ascienda por conductos estrechos.

Elevada Tensión Superficial

En el interior de una masa de agua, las moléculas se cohesionan mediante puentes de hidrógeno en todas las direcciones, compensando las fuerzas. En la superficie, las moléculas solo se cohesionan con las que están debajo y a los lados, creando una tensión superficial.

Elevado Calor Específico

El calor específico es la cantidad de calor necesaria para aumentar la temperatura de un gramo de una sustancia en 1ºC. En el caso del agua, parte de la energía se utiliza para romper los puentes de hidrógeno, no solo para elevar la temperatura.

Elevado Calor de Vaporización

Para que el agua pase de estado líquido a gaseoso, es necesario romper los puentes de hidrógeno, lo que requiere un aporte considerable de energía. Esta energía se toma del entorno, disminuyendo su temperatura.

Mayor Densidad del Agua Líquida que del Hielo

Cuando la temperatura del agua desciende por debajo de 4ºC, sus moléculas se acercan tanto que cada una puede formar enlaces de hidrógeno con varias moléculas, creando una estructura más abierta y menos densa que el agua líquida.

Ionización del Agua

Algunas moléculas de agua sufren un proceso de ionización cuando un átomo de hidrógeno de una molécula se une, mediante un enlace covalente, al átomo de oxígeno de otra molécula a la que estaba unida por un puente de hidrógeno.