Propiedades fisicoquímicas del agua

Debido a la formación de estructuras tridimensionales mediante puentes de hidrógeno, el agua muestra propiedades muy particulares, como el hecho de que su punto de ebullición sea de 100 ºC a una presión externa de 1 atmósfera. Por otra parte, su elevado calor latente de vaporización (energía necesaria para transformar un kilogramo de agua en vapor) a 100 ºC, es sumamente elevada (2,260 kJ/g). Este alto valor indica que se necesita mucha energía para quitar el agua de los alimentos como ocurre en los procesos de deshidratación, o que la vaporización de pequeñas cantidades de ella es suficiente para sustraer mucho calor (sensación de frío que sentimos cuando tenemos el cuerpo mojado).

El proceso inverso al de la evaporación es la condensación, proceso exotérmico que libera una cantidad de calor elevada. Esta propiedad se utiliza, por ejemplo, en las usinas lácteas. El calor específico del agua (cantidad de energía necesaria para aumentar en un grado Celsius la temperatura de un gramo de sustancia) es especialmente elevado: (4,186 kJ/kg). Esto ocurre porque para lograr aumentar ese grado de temperatura, parte de la energía debe usarse para romper los puentes de hidrógeno presentes.

Si se comparan las temperaturas que alcanzan el agua y un aceite calentados de la misma manera durante el mismo tiempo se advierte que este último alcanza mayor temperatura que el agua. Una aplicación de la misma propiedad del agua es la que permite soportar bajas temperaturas y regular la temperatura del cuerpo humano, pues, provoca que el agua absorba el calor cuando hay cambios bruscos externos, sin afectar la temperatura interna; en forma semejante, también, hace que los mares y los océanos actúen como reguladores térmicos de nuestro planeta. La presencia en el agua de un elevado momento dipolar se aplica para calentar alimentos en el microondas pues al producir oscilación y fricción permanente en las moléculas, se induce un aumento de la temperatura. En cuanto a la posibilidad de que el agua forme iones, se sabe que esta ionización es mínima en el agua pura, pero, influye en la formación de H₃O⁺ cuando se adicionan ácidos, lo que provoca una disminución del pH del medio.

Propiedades coligativas. Se llaman propiedades coligativas a aquellas propiedades de una solución que dependen únicamente de la cantidad de partículas de soluto disueltas en el agua por cada kilogramo de solvente que se emplea. No dependen de la naturaleza ni del tipo de soluto disuelto. Entre ellas encontramos: la presión de vapor, el descenso crioscópico, el ascenso ebulloscópico y la presión osmótica.

La presión de vapor es la presión, para una temperatura dada, en la que la fase líquida y el vapor se encuentran en equilibrio dinámico, es decir el número de moléculas que pasan de la fase líquida a la gaseosa en un recipiente cerrado, es el mismo número que pasa del estado gaseoso al líquido. Su valor es independiente de las cantidades de líquido y vapor presentes mientras existan ambas. La presión de vapor saturado depende de: la naturaleza del líquido, la temperatura, la concentración de soluto en el líquido.

El descenso crioscópico es la disminución de la temperatura de congelación del agua (0 ºC a presión atmosférica normal), por la presencia de sales disueltas o electrolitos, que comprometan las moléculas de agua por uniones puente de hidrógeno. (Por ejemplo, el mayor enfriamiento que experimentan las bebidas cuando se agrega sal común de cocina en el recipiente con hielo en el que se las coloca; también el hielo con sal usado en algunas maquinitas fabricadoras de helados).

El ascenso ebulloscópico, es el valor del aumento de la temperatura de ebullición normal del agua por efecto de solutos disueltos (por ej. la temperatura a la que comienza a ebullir un almíbar, superior a los 100 ºC, a presión atmosférica).

La presión osmótica hace referencia a la fuerza impulsora que se genera a través de una membrana permeable (por ej. la de una célula, cuando la concentración de sales a ambos lados es diferente). En este caso aparece una fuerza por unidad de superficie (presión osmótica) de modo tal que promueve el pasaje a través de la membrana de sal en un sentido y agua en el otro tratando de igualar las concentraciones a ambos lados.