El Agua: Propiedades, Estructura y Funciones Esenciales en los Seres Vivos

Importancia del Agua y sus Propiedades en la Biología

1.1. Importancia del agua en los seres vivos

• Es el líquido más abundante en la corteza terrestre y uno de los pocos líquidos naturales.
• Componente mayoritario en los seres vivos, representando aproximadamente el 70% de su composición.
• Medio de disolución donde ocurren los procesos químicos vitales.
• Medio vital, tanto para organismos unicelulares como acuáticos.
• Sustancia reactiva en procesos como la fotosíntesis, la respiración celular y la hidrólisis.

1.2. Estructura química de la molécula de agua

• Está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno (H2O).
• Existen también productos resultantes de la disociación de algunas de sus moléculas.
• Enlace de hidrógeno: Las moléculas se mantienen unidas, permitiendo que el agua sea líquida a temperaturas en las que otras sustancias similares son gaseosas.

1.3. Cohesividad y sus efectos

La cohesividad es responsable de varias características clave del agua:

• Capilaridad: Permite la ascensión del agua en las plantas.
• Turgencia: Contribuye a la formación de esqueletos hidrostáticos en algunos organismos.
• Elevada tensión superficial: Facilita el transporte intercelular y el movimiento celular.
• Elevados puntos de fusión y ebullición.
• Elevado calor específico y elevado calor de evaporación.

Solubilidad del agua

• Actúa como un buen disolvente de compuestos iónicos, debido a su naturaleza polar.
• Sustancias polares como los glúcidos son solubles en agua, gracias a su alta proporción de oxígeno.
• Sustancias orgánicas con alta proporción de hidrógeno y pocos átomos de oxígeno, como los lípidos, son poco solubles en agua.
• Sustancias anfipáticas: Poseen una parte de su molécula soluble en agua (hidrófila) y otra insoluble (hidrófoba).
• Las proteínas, que son solubles, forman disoluciones coloidales.

Ionización y pH

• Los iones positivos son cationes (H+) y los negativos son aniones (OH-).
• Disolución ácida: pH < 7, mayor presencia de H+.
• Disolución básica: pH > 7, mayor presencia de iones OH- que atrapan iones H+.
• Disolución neutra: pH = 7. La escala de pH va del 1 al 14.
• El pH es crucial en los cambios de sol a gel y en la obtención de energía (fotosíntesis y respiración celular).

1.6. El agua como sustancia reactiva

• Participa en reacciones de hidrólisis (rotura de polímeros por adición de H2O).
• Influye en el pH (disacáridos).
• Adición a un doble enlace: Se transforma en una función alcohol.
• En la fotosíntesis: Aporta los electrones necesarios para la reducción del carbono.

1.7. Sales minerales

Se encuentran disueltas en medios celulares o precipitadas formando estructuras sólidas como huesos y caparazones.

• Cationes: Na+, K+, Ca2+, Mg2+.
• Aniones: Cl-, SO4 2-, PO4 3-, CO3 2-, HCO3-, NO3-.

1.8. Principales funciones de las sales minerales

• Mantener la salinidad.
• Estabilizar disoluciones.
• Funciones específicas: Por ejemplo, movimiento muscular, impulso nervioso, etc.
• Formación de esqueletos y caparazones.