Examen de las propiedades físicas del agua

  1. Educación
  2. Ciencia
  3. Examen de las propiedades físicas del agua

El medio en el que operan los sistemas biológicos es el agua, y las propiedades físicas del agua influyen en los sistemas biológicos. Por lo tanto, es importante entender algunas de las propiedades del agua que aprendiste en química general.

El agua es una molécula polar

Debido a que es polar, el agua tiene una tendencia a las sustancias”húmedas”. También es una molécula doblada, no lineal. Los átomos de hidrógeno tienen una carga parcialmente positiva; el átomo de oxígeno tiene una carga parcialmente negativa. Esta distribución de carga se debe a la diferencia de electronegatividad entre los átomos de hidrógeno y oxígeno (la atracción que un átomo tiene por un par de electrones que se unen).

Normalmente, tales cargas parciales resultan en una fuerza intermolecular conocida como fuerza dipolo-dipolo, en la cual el extremo positivo de una molécula atrae el extremo negativo de otra molécula. La muy alta electronegatividad del oxígeno combinada con el electrón individual de un átomo de hidrógeno da como resultado una diferencia de carga significativamente mayor de lo que normalmente se espera. Esto conduce a fuerzas intermoleculares más fuertes de lo esperado, llamadas enlaces de hidrógeno.

El término enlace de hidrógeno no se refiere a un enlace real con un átomo de hidrógeno, sino a la interacción general de un átomo de hidrógeno unido a átomos de oxígeno, nitrógeno o flúor con un oxígeno, nitrógeno o flúor en otra molécula (intermolecular) o la misma molécula (intramolecular). De ahí el término fuerza intermolecular.

El agua tiene fuertes fuerzas intermoleculares

Los enlaces de hidrógeno en moléculas que contienen oxígeno y nitrógeno son muy importantes en bioquímica porque influyen en las reacciones entre dichas moléculas y las estructuras de estas moléculas biológicas. La interacción entre el agua y otras moléculas en las que puede haber una oportunidad de enlace de hidrógeno explica propiedades tales como la solubilidad en agua y las reacciones que se producen con el agua como disolvente.

Una consecuencia ambientalmente importante del enlace de hidrógeno es que, al congelarse, las moléculas de agua se mantienen en una forma sólida que es menos densa que la forma líquida. Los enlaces de hidrógeno bloquean las moléculas de agua en una red cristalina que contiene grandes agujeros, lo que disminuye la densidad del hielo. El hielo menos denso, ya sea en forma de cubo de hielo o de iceberg, flota en el agua líquida. En casi todos los demás casos en los que un sólido interactúa con el agua, ocurre lo contrario: el sólido se hunde en el líquido.

El agua tiene un alto calor específico

El calor específico es la cantidad de calor necesaria para cambiar la temperatura de un gramo de agua a 1° Celsius. Un calor específico alto significa que no es fácil cambiar la temperatura del agua. El agua también tiene un alto calor de vaporización. Los seres humanos pueden librar sus cuerpos de una gran cantidad de calor cuando el sudor se evapora de su piel, haciendo del sudor un método de enfriamiento muy efectivo.

Como resultado del alto calor específico del agua y del calor de vaporización, los lagos y océanos pueden absorber y liberar una gran cantidad de calor sin un cambio dramático en la temperatura. Este dar y recibir ayuda a moderar la temperatura de la tierra y facilita a un organismo el control de su temperatura corporal. Los animales de sangre caliente pueden mantener una temperatura constante, y los animales de sangre fría pueden absorber suficiente calor durante el día para durar toda la noche.

Reply