El agua es una molécula que tiene propiedades físicas y químicas especiales. En la naturaleza el agua se encuentra en forma de hielo, granizo, nieve, lluvia, nubes y vapor de agua. En forma pura es transparente, sin olor y sin sabor particular.
Está formada por dos átomos de hidrógeno que comparten electrones con un átomo de oxígeno, por eso su fórmula es H2O. Su peso molecular es de 18 gramos por mol.
La molécula de agua forma un ángulo de 104,5 grados, con el oxígeno en el vértice y los hidrógenos en las puntas. Esto y la capacidad de formar puentes de hidrógeno le confieren al agua propiedades excepcionales.
El agua es líquida a temperatura ambiente
Una de las propiedades físicas más destacables del agua es que se encuentra en estado líquido a temperatura ambiente. Cuando se compara el agua con otras moléculas parecidas como el metano, el amoníaco y el sulfuro de hidrógeno, esta es líquida mientras las otras son gases.
El agua es más densa que el hielo
La densidad del agua es una propiedad física que varía con la temperatura. El agua cuando se solidifica es menos densa a diferencia de otros materiales. Esto ocurre porque cuando se forman los cristales de hielo aparecen más espacios vacíos entre las moléculas de agua. Por eso el hielo flota, no se hunden los icebergs y el océano es líquido debajo de las placas de hielo en los polos terráqueos.
Vea también Densidad.
El agua se expande cuando se congela
Si colocamos una botella de vidrio con agua en el congelador y marcamos el nivel, cuando se congele notaremos que el nivel habrá subido. Esta propiedad física se conoce como expansión térmica del agua. Por eso puede ocurrir que al colocar en el congelador una botella con agua cerrada, esta explote.
Debido a la expansión térmica del agua, la superficie de un lago se puede congelar completamente mientras por debajo permanece a 4 ºC, temperatura en la que pueden sobrevivir los peces y otra vida acuática.
Puede actuar como una base o un ácido
La capacidad de actuar como un ácido o una base es una propiedad fisicoquímica del agua. El agua es un anfótero, es decir, una molécula que puede actuar como un ácido o como una base.
Cuando actúa como ácido, cede un protón H+ transformándose en:
En cambio, cuando actúa como base, acepta un protón H+ transformándose en:
Vea también ¿Qué es el pH?
El agua es una molécula polar
Esto significa que los electrones del agua están más concentrados en una zona de la molécula. Como el oxígeno tiene una mayor atracción por los electrones que los hidrógenos, los electrones se concentran alrededor del oxígeno en el agua.
Esto hace que la molécula tenga un momento dipolar, es decir, una parte de la molécula positiva (los hidrógenos) y la otra parte negativa (el oxígeno). Esto permite que las moléculas de agua se atraigan entre sí.
El agua hierve a 100 ºC
El agua pasa del estado líquido al gaseoso cuando alcanza la temperatura de 100º C. Esta temperatura también se conoce como el punto de ebullición del agua.
Vea también Punto de ebullición.
Propaga el sonido más rápido que el aire
La propagación del sonido es una propiedad física del agua. La velocidad del sonido en el agua es cinco veces mayor que en el aire. Mientras el sonido viaja por el aire a 343 metros por segundo, en el agua la velocidad sube a 1497 metros por segundo.
Disuelve las sales con gran facilidad
El pequeño tamaño del agua y la capacidad para formar un dipolo favorecen la disolución de la mayoría de las sales. Esto le da la característica de solvente para compuestos iónicos, logrando separar los iones.
Requiere más calor para subir de temperatura
La cantidad de calor que se necesita para subir la temperatura del agua es alta en comparación con otros materiales. Esta propiedad física se conoce como capacidad calorífica y es clave para los organismos vivos.
El calor de vaporización del agua es alto
El agua se evapora con dificultad. Esto asegura que partes poco profundas de los océanos, mares, lagos y ríos no se sequen cuando las temperaturas ambientales son muy altas.
La superficie del agua es más fuerte
Las fuerzas que mantienen unidas las moléculas de agua en su estado líquido llegan a ser lo suficientemente fuertes en la superficie. Esto permite que floten insectos y pequeños objetos. A esta propiedad física se le conoce como tensión superficial del agua.
El agua pura es mala conductora de la electricidad
Aunque el agua se puede ionizar, cuando no tiene sales o electrolitos disueltos en ella no conduce la electricidad.
Vea también:
Referencias
Orna, M.V. (1980). Water, the peculiar molecule. Journal of Chemical Education, 57:891
Pang, X.F. (2014). Water: Molecular structure and properties. World Scientific. Singapore
