L'acqua e le sue proprietà

Analizziamo la molecola d'acqua ed elenchiamo le varie proprietà possedute da questo indispensabile elemento.

L'acqua è un elemento fondamentale per la vita ed è il componente più abbondante nelle cellule. Inoltre, alcuni organismi vivono nell'acqua (lago, fiume, oceano) e molte cellule dipendono dall'ambiente extra-cellulare che è composto essenzialmente proprio da acqua.

La molecola di acqua è polare a causa della distribuzione asimmetrica delle cariche elettriche. L'atomo di ossigeno è elettronegativo e porta una parziale carica negativa, mentre i 2 atomi di idrogeno presentano una parziale carica positiva. Gli atomi di idrogeno di molecole di acqua diverse vengono dunque attratti dall'atomo di ossigeno e si formano così legami a idrogeno fra molecole di acqua.
Ogni molecola di acqua può formare legami a idrogeno al massimo con 4 molecole di acqua adiacenti

Le principali proprietà dell'acqua sono le seguenti:
- coesione, dovuta ai legami a idrogeno tra le molecole di acqua. La coesione spiega alcune caratteristiche dell'acqua, come il suo elevato punto d'ebollizione e la sua elevata tensione superficiale;
- polarità, dovuta a una diversa distribuzione delle cariche elettriche tra gli atomi di idrogeno e l'ossigeno. Essendo una molecola polare, l'acqua è un ottimo solvente per soluti polari e ionici;
- tendenza a dissociarsi, per dare ioni idrogeno e ioni idrossido;
- adesione, dovuta a legami a idrogeno tra l'acqua e altre sostanze polari. L'adesione, insieme alla coesione, spiega il funzionamento della capillarità, ovvero la capacità di risalire all'interno di tubi molto stretti contro la forza di gravità;
- alto calore di evaporazione, ovvero la quantità di energia necessaria per convertire un grammo di liquido in vapore. Le molecole di acqua, quando passano allo stato di vapore, portano con loro una grande quantità di calore, determinando in tal modo un "raffreddamento per l'evaporazione";
- alto calore specifico, cioè la quantità di calore che un grammo di una sostanza deve assorbire per aumentare di un grado centigrado la sua temperatura, a seguito dei tanti legami a idrogeno tra molecole di acqua. Questo permette agli organismi di mantenere relativamente costante la temperatura interna e fa sì che le grandi masse di acqua mantengano una temperatura costante.