Propiedades físico-químicas del agua

La molécula de agua posee ciertas propiedades físico – químicas que se apartan considerablemente de lo que en un principio podríamos esperar dada la composición de la molécula.

En cuanto a las propiedades físicas más destacable se encuentran:

– Su densidad: posee una densidad máxima que en estado líquido puede alcanzarse a los 3.98ºC. El agua sufre expansiones al solidificarse, y al hacerlo se convierte en hielo experimentando un considerable aumento de su volumen.

– Posee un alto carácter disolvente a altas presiones, lo que hace que disminuya su viscosidad, algo que no sucede en el resto de los líquidos.

– Su punto de ebullición y congelación, son bastante anómalos, debido a la capacidad que tiene de asociarse a otras moléculas.

– Tiene una alta capacidad calorífica, además de alto calor de fusión y de evaporación, lo que implica un efecto regulador y termostato

– Posee una alta constante dieléctrica que implica la facilidad de ionización que tienen las sales que disuelven en ella.

En cuanto a sus propiedades químicas más peculiares destacamos:

– El agua pura es una sustancia que presenta más cantidad de complicaciones de las que en sí podría encerrar la fórmula elemental del agua (H2O), a priori, sencilla. Dicha complejidad implicaría que:

La fórmula del agua debería escribirse como (H2O)n, ya que las moléculas de agua se encuentran enlazadas o unidas por enlaces de hidrógeno. Además, se debería tener en cuenta la presencia de tres isótopos estables de oxígeno, los isótopos 16,17 y 18 del oxígeno, y otros tres isótopos del hidrógeno (hidrógeno, el deuterio y el tritio).

– El agua natural sería químicamente H2O ( donde el hidrógeno actúa con valencia 1 y el oxígeno con valencia 16), de donde el isótopo más abundante del oxígeno es el O^16, encontrándose en un 99.76% de abundancia, el O^17, con un 0.042% y el O^18, con un 0.198%.

– Se conoce como agua pesada a la químicamente formada por HD16O.

– El agua dulce, consecuencia de la lluvia, y la nieve, tienen un contenido menor de agua pesada que el agua marina.

– La polaridad del agua: esta propiedad se debe a la cantidad de electrones que tiene cada elemento (el H y el O), los cuales participan en la molécula de agua. Esta posee una forma totalmente triangular, que se deduce por la mecánica ondulatoria, además de por la teoría de las uniones químicas. Así, la representación más general del agua cuando se encuentra ésta en estado sólido, es que al descender la temperatura, las moléculas de agua se reorientan, a la vez que el volumen aumenta también en torno a un 9%, respecto al estado líquido. En el mar, la presencia de sales disueltas, otorga complicaciones en cuanto a la complejidad química. De ésta manera, el hielo formado por agua salada, posee una salinidad heterogénea, y una estructura granular, donde los cristales de hielo se encuentran separados por capas de agua de alta concentración salina. Por lo tanto, el hielo que se forma por el agua dulce es diferente de la formada por el agua salada. En las zonas de los polos, junto al hielo del agua de mar, existen además bloques de hielos flotantes de agua dulce (icebergs). El hielo de agua de mar es delgado, y como consecuencia de ser más salado, debido a las sales que se encuentran disueltas en el, ya que estas sales quedan por debajo del hielo haciendo que disminuya la conductividad térmica, lo que limita así su espesor.

Aunque sea algo difícil de entender, la conductividad del hielo es superior a la del agua líquida, sin embargo, la rigidez característica de la estructura del hielo, hace imposible la existencia de la conocida como conducción turbulenta, siendo ésta, la más importante del agua, cuando se encuentra en estado líquido.