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Es la sutancia más abundante en los
organismos vivos y constituye alrededor del 70%
del peso de ellos.
El agua está en todos los lugares de la
célula y es el medio en que se realizan la
mayoria de las reacciones encimáticas, el
transporte de los nutrientes y la transferencia
de la energía química.
La molécula de agua tiene un tamaño y
estructura que le permita formar uniones
intermoleculares, que le confieren la propiedad
de ser líquido a tº ambiente y cristalina a
bajo 0ºC. Comparada con otros líquidos, el agua
tiene un mayor punto de fusión, de ebullición y
una mayor energía de vaporización
La molécula de agua puede ser considerada
como un dipolo eléctrico, en realidad, hay dos
dipolos en una colécula de agua debido a la
electronegatividad del oxígeno, comparada con la
del hidrógeno que es mas electro positiva.
El ángulo formado en las 2 uniones del H-O es
de 104.5º casi como en un tetrahedro perfecto
(109.5º)
La unión entre un H de una molécula de agua
y el O de otra molécula de agua se llama puente
de hidrógeno, y es una unión relativamente
débil (20 KJ/mol para romper el enlace)comparada
con una unión covalente que necesita 460 KJ/mol
Cuando el agua es calentada , el movimiento de
las moléculas aumenta, aunque siempre siguen
existiendo entre las moléculas, los puentes de
hidrógeno, salvo que su tiempo de duración es
muy corto (10 elevado a -9 segundos)
La estructura tetrahédrica de la molécula de
agua permite que una molécula pueda formar 4
puentes de hidrógeno con otras moléculas de
agua. A tº mbbiente, el promedio de PHSen cada
molécula de agua es 3:4 y a OC, el promedio es $
y el cristal es muy estable.
Las moléculas de agua en un cristal están
tan ordenadas que ocupan un volúmen mayor que
cuando están en forma líquida. Es por eso que
el hielo es menos denso que el agua y flota sobre
ella.
Para convertir agua sólida en líquida, se
necesita menor energía térmica que para pasar
de líquido a gaseoso.
El hielo a tº ambiente se derrite y luego el
agua se evapora espontáneamente. Esto se debe a
que en ambos procesos la entropía aumenta
enormemente al desordenarse las moléculas de
agua, y esto favorece a la espontaneidad de la
reacción:
Delta G=deltaH-TdeltaS
PPHH, pueden formarse entre cualquier átomo
electronegativ como o y N de algunas moléculas
con el H unido covalentemente a otra molécula
electronegativa:
La formación de estos PPHH determina que para
evaporar estas sustancias se requiera más calor que para
evaporar otra que no oueda formar puentes de hidrógeno.
Las biomoléculas no cargadas, pero que tienen varios
grupos polares, como grupo alcohol (-OH), grupo carboxilo
(-COOH) y aldehido (-CHO y N-H), pueden formar PPHH
fácilmente con las moléculas de agua y por lo tanto se
disuelven en ella.
Los enlaces de PPHH son más fuertes mientras más de
ellos haya.
Las biomoléculas solubles en agua, son solventadas
por las moléculas del agua formando PPHH, de la misma
forma que las molñeculas de agua interactúan entre
ellas.
El agua también disuelve iones como el Na+ y el Cl-,
porque los hidrata, y de esta manera desfavorece el
evento de reasociación. Asimismo, solubiliza moléculas
biológicas con grupos cargados (ionizables), como -COO-
y -NH3
Los iones Na+ y Cl- pierden su configuración de
cristal al unirse poco a poco con las moléculas de agua,
este proceso de solucilización es altamente espontáneo,
ya que la entropía aumenta fuertemente y la entalpía
requerida es baja.
Las moléculas hidrofóbicas o apolares no pueden
formar puentes de hidrógeno con el agua, por lo que
obligan a estar a ordenarse en uns estructura
semicircular llamada clatrato alrededor de estas.
Como estos sistemas tienen a la magnentopía, las
moléculas hidrofóbicas suelen asociarse en micelas,
para minimizar la zona de contacto con el agua y obtener
una estructura ordenada de agua mínima alrededor de
ellos.
Es por eso que en la homogenización de elementos no
misibles como agua y aceite, tienden a formaremulsiones,
pero después, se separan en dos fases separadas.
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