El agua es bipolar, tiene capacidad disolvente, calorífica, cohesivas, adhesivas y un alto calor de vaporización. Es un elemento fundamental para la biología y la vida humana, animal y vegetal.
¿Qué es el agua?
Es una sustancia compuesta por los elementos químicos hidrógeno y oxígeno y que existe en estado gaseoso, líquido y sólido. Es uno de los compuestos más abundantes y esenciales. Líquido insípido e inodoro a temperatura ambiente, tiene la importante capacidad de disolver muchas otras sustancias. De hecho, la versatilidad del agua como disolvente es esencial para los organismos vivos. Se cree que la vida se originó en las soluciones acuosas de los océanos del mundo , y los organismos vivos dependen de soluciones acuosas, como la sangre y jugos digestivos, para procesos biológicos.
El agua también existe en otros planetas y lunas tanto dentro como fuera del sistema solar. En pequeñas cantidades, el agua parece incolora, pero en realidad tiene un color azul intrínseco causado por una ligera absorción de luz en longitudes de onda rojas.
Propiedades del agua
Ahora, vamos a ver cuáles son las propiedades del agua:
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El agua es polar: las moléculas de agua son polares, con cargas positivas parciales en los hidrógenos, una carga negativa parcial en el oxígeno y una estructura general doblada. Esto se debe a que el oxígeno es más electronegativo , lo que significa que es mejor que el hidrógeno para atraer electrones.
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El agua es un excelente disolvente: el agua tiene la capacidad única de disolver muchas sustancias polares e iónicas. Esto es importante para todos los seres vivos porque, a medida que el agua viaja a través del ciclo del agua, ¡lleva consigo muchos nutrientes valiosos!
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El agua tiene una alta capacidad calorífica: se necesita mucha energía para elevar un grado la temperatura de cierta cantidad de agua, por lo que el agua ayuda a regular la temperatura en el ambiente. Por ejemplo, esta propiedad permite que la temperatura del agua en un estanque se mantenga relativamente constante del día a la noche, independientemente de la temperatura atmosférica cambiante.
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El agua tiene un alto calor de vaporización:El agua se convierte de su forma líquida a vapor cuando se alcanza el calor de vaporización. Dado que el sudor está hecho principalmente de agua, el agua que se evapora absorbe el exceso de calor corporal, que se libera a la atmósfera. Esto se conoce como enfriamiento por evaporación .
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El agua tiene propiedades cohesivas y adhesivas: las moléculas de agua tienen fuertes fuerzas cohesivas debido a su capacidad para formar enlaces de hidrógeno entre sí. Las fuerzas cohesivas son responsables de la tensión superficial , la tendencia de la superficie de un líquido a resistir la ruptura cuando se somete a tensión o tensión. El agua también tiene propiedades adhesivas que le permiten adherirse a sustancias distintas a sí misma.Estas propiedades cohesivas y adhesivas son esenciales para el transporte de fluidos en muchas formas de vida. Por ejemplo, permiten que los nutrientes sean transportados a la copa de un árbol en contra de la fuerza de la gravedad.
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El agua es menos densa como sólido que como líquido: a medida que el agua se congela, las moléculas forman una estructura cristalina que las separa más que en el agua líquida. Esto significa que el hielo es menos denso que el agua líquida, por lo que flota.Esta propiedad es importante, ya que evita que los estanques, lagos y océanos se congelen y permite que la vida continúe prosperando bajo la superficie helada.
Las funciones biológicas del agua
Tras saber lo que es el agua y cuáles son sus propiedades, veremos algunas de las funciones biológicas del agua.
Medio
- El agua es un excelente solvente para las sustancias polares. Estos incluyen sustancias iónicas como las sales, que contienen partículas cargadas y algunas sustancias no iónicas como el azúcar que contienen grupos polares (grupo hidroxilo ligeramente cargado negativamente)
- Cuando la sustancia polar se disuelve en agua, los iones y los grupos polares están rodeados por moléculas de agua que separan los iones o moléculas entre sí.
- Una vez que la sustancia está en solución, sus moléculas o iones pueden moverse libremente, haciéndola químicamente más reactiva que si fuera sólida. Por lo tanto, la mayoría de las reacciones bioquímicas en las células tienen lugar en solución acuosa.
- Las moléculas no polares, como los lípidos, son repelidas por el agua y, por lo general, se agrupan formando moléculas voluminosas. Por lo tanto, estas moléculas no polares se conocen como hidrofóbicas.
- El agua es un medio para la difusión.
Transporte
- La propiedad solvente del agua la convierte en un excelente medio de transporte en la sangre, el sistema linfático, el canal alimentario, el xilema y el floema en las plantas.
Funciones
- El agua ayuda en la dispersión de semillas, gametos y estadios larvarios de organismos acuáticos y también en la fertilización por gametos nadadores.
- También ayuda en la germinación de semillas al hincharse y abrirse la testa y un mayor desarrollo.
- Ayuda en la ósmosis y la turgencia que resulta en el crecimiento celular.
- Ayuda en la transpiración en las plantas.
- Ayuda a la osmorregulación en animales, como el enfriamiento por evaporación, como la sudoración y el jadeo.
- El agua también ayuda en el mecanismo de soporte, por ejemplo en anélida, el agua actúa como esqueleto hidrostático.
- El agua también ayuda en la protección. Por ejemplo, fluidos lagrimales, moco
La capacidad del calor
- La capacidad calorífica del agua es la cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de 1 kg de agua en 1°C.
- El agua tiene una alta capacidad calorífica. Esto significa que se requiere una gran cantidad de calor para elevar una temperatura relativamente pequeña. Esto se debe a que gran parte de la energía se utiliza para romper el enlace de hidrógeno que restringe el movimiento de las moléculas.
- Los cambios de temperatura dentro del agua se minimizan como resultado de su alta capacidad calorífica. Por lo tanto, los procesos bioquímicos operan en un rango de temperatura más pequeño, avanzan a velocidades más constantes y es menos probable que sean inhibidos por temperaturas extremas.
- El agua también proporciona un entorno externo muy constante para muchas células y organismos.
