PROPIEDADES DEL AGUA

COHESIVIDAD

La cohesividad es la fuerza que mantiene unidas a las moléculas de agua y esta fuerza viene determinada por los puentes de hidrógeno

Las fuerzas cohesivas debidas a la elevada tendencia de la molécula de agua a unirse a otras moléculas vecinas, son las que convierten al agua en un líquido prácticamente incompresible, capaz de dar volumen y turgencia a muchos seres vivos, por ejemplo el esqueleto hidrostático de las plantas.

Además esta naturaleza cohesiva del agua es responsable de muchas de sus propiedades, tales como su elevada tensión superficial, su elevado calor específico y su elevado punto de ebullición.

Elevada tensión superficial; esta propiedad permite deformaciones en el citoplasma celular, causa de los movimientos internos de la célula.

Elevado calor específico; así al comunicar una cierta cantidad de calor, la temperatura se eleva poco y, de la misma forma, al liberar energía por enfriamiento, la temperatura desciende mas lentamente que en otros líquidos.

Esto permite que el agua actúe como un amortiguador térmico, manteniendo la temperatura del organismo relativamente constante, a pesar, de las fluctuaciones ambientales.

De esta forma se evita la alteración de algunas moléculas, fundamentalmente proteínas, muy sensibles a los cambios térmicos.

Elevado calor de vaporización; la evaporación de agua precisa una considerable cantidad de energía pues es necesario romper los enlaces de hidrógeno existentes en la fase líquida.

Esta propiedad, junto con la anterior, participa en el proceso de amortiguación térmica, pues se consigue una disminución de la temperatura de un organismo al perder una cantidad de calor que es empleada en la evaporación del agua. La sudoración es un método fisiológico de refrigeración, basado en esta propiedad.

SOLUBILIDAD

El agua por su naturaleza dipolar es un buen disolvente para gran cantidad de compuestos:

Compuestos iónicos, como las sales cristalizadas; por ser el agua dipolar se interpone entre los compuestos iónicos disminuyendo la fuerza de atracción de los iones y provocando su separación y por tanto su disolución.

Compuestos orgánicos neutros que poseen grupos funcionales polares (hidroxilo, aldehído cetona, carboxilo, amina, amida, sulfhidrilo); son solubles en el agua, pues no interrumpen su estructura al formar enlaces de hidrógeno con ella. A estos compuestos se les llama hidrófilos o polares.

Compuestos orgánicos no polares (radicales alifáticos); son insolubles en agua porque interrumpen su estructura, al no formar enlaces de hidrógeno con ella. A estos compuestos se les llama hidrófobos o apolares.

Substancias anfipáticas (poseen a la vez grupos hidrófilos e hidrófobos); son dispersadas por el agua. Por ejemplo, un ácido graso de cadena larga forma unos agregados denominados micelas, en las que los grupos carboxilo polares están en contacto con el agua y forman enlaces hidrógeno con ella, mientras que las cadenas hidrocarbonadas insolubles, hidrófobas y apolares se ocultan del medio acuoso mediante interacciones hidrofóbicas.

Otra manera de disponerse las substancias anfipáticas cuando se añaden en pequeña cantidad al agua, es formando una monocapa en la superficie, y las cabezas polares se disponen en contacto con la superficie de ésta. Sobre esta monocapa puede disponerse una segunda capa con las colas apolares sobre la primera, formando una bicapa lipídica. En ella las cabezas polares forman enlaces de hidrogeno con el agua y los grupos apolares se mantienen unidos por interacciones hidrofóbicas.

De todo ello, se deduce, que una de las primordiales funciones del agua es la de actuar como disolvente de la mayoría de las moléculas y dado que es condición imprescindible, que para que una reacción química tenga lugar, que los reactivos se encuentren disueltos, podemos deducir que el agua, al permitir la disolución de los compuestos biológicos, actúa como el medio donde se realizan todas las reacciones metabólicas características de la actividad vital.

Así mismo, sirve de vehículo de entrada y salida de las distintas substancias disueltas en ella, a través de la membrana, en la célula.

IONIZACIÓN. REGULACIÓN DEL pH.

Una pequeña parte de las moléculas de agua pueden ionizarse al unirse un átomo de hidrógeno de una molécula al oxigeno de otra molécula, rompiendo su unión con la primera.

d⁺ H

O · · · · H d⁺ H O

d⁺ H O d^- O⁺ H + H

H d⁺ H

Aparecen así dos iones de carga opuesta: H₃O⁺ y HO. Habitualmente, los iones H₃O⁺ se representan con H⁺.

pH = - log [H⁺]

En el agua destilada la proporción de moléculas ionizadas es muy baja.

A 25º C [H⁺] x [HO] = 1 * 10^-14

A este producto se le denomina producto iónico del agua.

La escala de pH varía entre 1 y 14, correspondiendo el 7 a la neutralidad. Valores por debajo de este corresponden a disoluciones de sustancias ácidas, y si están comprendidos entre 7 y 14, la disolución será básica. En los seres vivos existen disoluciones con un pH determinado, casi siempre próximo a la neutralidad.

LAS SALES MINERALES

Podemos encontrarlas disueltas en los medios celulares internos o externos, o precipitadas en huesos y caparazones. Cuando están disueltas se encuentran disociadas en cationes y aniones. Los principales cationes y aniones presentes en los medios orgánicos son:

• Cationes: Na+ , K+ , Ca+2 y Mg+2 .

• Aniones: Cl^-, SO₄^-2, PO₄^-3, CO₃^-2, HCO₃^- y NO₃

La proporcion de iones, y sobre todo de cationes, debe mantenerse constante en los medios orgánicos pues ciertos cationes tienen efectos antagónicos. Por ejemplo, el Ca²⁺ y el K⁺ tienen funciones antagónicas en el funcionamiento del músculo cardiaco.

PRINCIPALES FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES

- Esqueletos y caparazones.

- Mantener la salinidad.

- Estabilizar las disoluciones. Por ejemplo, los amortiguadores del pH.

- Especificas: Movimiento muscular, impulso nervioso etc.