Estructura y propiedades del agua

### Estructura de la molécula de agua

• La molécula de agua es la molécula inorgánica más abundante en nuestro organismo.
• El agua representa el 70% de nuestro peso corporal.
• La molécula de agua (H2O) está compuesta por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno, formando un ángulo de 104,5 grados.
• Es una molécula neutra con una carga total de 0.
• Se comporta como un dipolo eléctrico, con una parte positiva (los hidrógenos) y una parte negativa (el oxígeno).
• Esta característica permite que las moléculas de agua se unan entre sí mediante puentes de hidrógeno.

### Propiedades del agua

• Los puentes de hidrógeno le confieren al agua propiedades especiales.
• La molécula de agua puede formar hasta cuatro puentes de hidrógeno con otras moléculas de agua.
• Pueden existir tres estados del agua dependiendo de la temperatura.
  • Liquido: se forman y se rompen puentes de hidrógeno continuamente, con aproximadamente 3,4 puentes de hidrógeno por molécula.
  • Solido: la estructura es rígida, con 4 puentes de hidrógeno por molécula.
  • Gaseoso: los puentes de hidrógeno se rompen, las moléculas se vuelven volátiles.
• El alto calor específico del agua se debe a los puentes de hidrógeno. Se necesita mucha energía para romperlos. El agua hierve a 100°C.
• La densidad del hielo es menor que la del agua líquida, por lo que el hielo flota.
• Es un excelente disolvente:
  • Disuelve moléculas polares o hidrofílicas, que tienen carga positiva o negativa.
  • No disuelve moléculas apolares o hidrofóbicas, que no tienen carga.
  • Las moléculas anfipáticas tienen una parte polar y una parte apolar, formando micelas y bicapas, como la membrana plasmática.
• La capacidad de solvatación separa las moléculas en iones y los envuelve, evitando que se vuelvan a juntar.
• La baja ionización del agua significa que solo una molécula de cada diez millones se ioniza en H+ y OH-.

Osmolaridad

• La osmosis es el paso de agua a través de una membrana semipermeable desde la solución más diluida hacia la más concentrada.
• Su finalidad es equilibrar las concentraciones entre ambos compartimentos.
• La presión osmótica es la fuerza que se aplica para evitar el proceso de osmosis y que el agua vuelva a su recipiente inicial.
• En el caso de las células, este concepto existe entre el medio interno y el exterior separados por la membrana plasmática.
  • Medio hipotónico: baja concentración de solutos.
  • Medio isotónico: concentraciones iguales.
  • Medio hipertónico: alta concentración de solutos.
• Cuando la célula se encuentra en un medio hipertónico, el agua sale de la célula y puede romperla.
• En un medio hipotónico, el agua entra en la célula, la infla y provoca turgencia.
• En un medio isotónico, el agua no se mueve o entra y sale sin problemas.

### Ionización

• El pH es una medida de la concentración de protones (H+) en una solución.
• El agua tiene un pH neutro de 7.
  • Si la concentración de protones (H+) es mayor que la normal, el pH es menor que 7; la solución es ácida.
  • Si la concentración de protones (H+) es menor que la normal, el pH es mayor que 7; la solución es básica.

Tampones (Buffers)

• Los tampones son sustancias que permiten aumentar o disminuir el pH de una solución para volverla a su estado neutro.
• Pueden ceder o coger protones (H+) del medio.
  • Un tampón ácido cede protones al medio.
  • Un tampón básico coge protones del medio.

Agua como reactivo

• El agua tiene varias funciones importantes en el organismo:
  • Es un buen disolvente.
  • Permite que ocurran reacciones químicas.
  • Tiene función estructural: da volumen a las células.
  • Permite el transporte de moléculas, como la sangre.
  • Amortigua los cambios de temperatura.
  • Actúa como termorreguladora: regula la temperatura del cuerpo.