EL AGUA Y LA VIDA - por José Alvarez López
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Es tal la interrelación existente entre agua y vida que podríamos decir, con objetable contenido científico, que “la vida es una de las propiedades anómalas del agua”.
El agua es un compuesto químico totalmente anómalo; no se ajusta a lo normativo para la física ni tampoco a las reglas usuales de la química. G.Piccardi –el famoso hidrólogo con quien tuve el honor de trabajar en Florencia- decía:
“ L´acqua e il liquido piu misterioso de la creatione”.
En referencia a sus propiedades físicas podemos comparar al H2O con su homologo el H2S (acido sulfhídrico). En la tabla de Mendeleyef encontramos al azufre al lado del oxigeno y cabria pensar en una cierta semejanza del acido sulfhídrico con el agua. Pero veamos que ocurre: el H2O hierve a 100 ºC sobre cero y el H2S hierve a 230 ºC bajo cero!
Todas las sustancias cuando se enfrían contraen su volumen. Por ello cuando fundimos metales, el solidó queda en el fondo y flota el fundido. Pero el hielo aumenta de volumen al enfriarse y por ello los iceberg flotan sobre el mar.
Observaremos que estas dos propiedades del agua hacen posible la vida sobre la Tierra. Si el agua no hubiera sido anómala, la vida no existiría, no digamos en la Tierra, en el Universo.
El agua es la sustancia con mayor capacidad dieléctrica. La “constante dieléctrica” de un vidrio puede llegar a 7, pero el agua tiene una constante dieléctrica igual a 80! Cualquier electricista pensaría, entonces, en hacer condensadores utilizando el agua como dieléctrico, pues, resultaría diez veces de menor tamaño. Lamentablemente, el exceso de “poder inductor especifico” –que es otro nombre para la constante dieléctrica- del agua la convierte en un electrolito conductor aun para vestigios de cualquier sustancia.
Ahora bien, estas propiedades anómalas del agua se deben a que el oxígeno tiene sus valencias “torcidas”. Ya vimos que el compuesto más parecido al agua sería el H2S, pero las valencias del azufre están dispuestas en un ángulo de 180 grados, mientras que en el agua las dos valencias de los hidrógenos están separadas por un ángulo -recordemos este valor- de 104 grados. Esto da lugar a la forma particular de los cristales (sic) del agua líquida, pero también convierte Hacia 1930 se ignoraba la existencia de los cristales de agua líquida. Para esa fecha Bernal y Fowler descubrieron que la molécula del agua no era H2O sino 5.H2O. Contrariamente a lo que todo químico piensa, el peso molecular del agua no es 18 sino 90!.
El trabajo de Bernal fue perfeccionado por Pople quien estableció que una molécula de agua se unía a otras cuatro por medio de puentes de hidrógeno. Pero como quien recibió el premio Nóbel por sus estudios sobre el “puente de hidrógeno” fue Linus Pauling, correspondió a éste dar la definición física del agua: “El agua -dice Pauling- es un polímero compuesto por cinco moléculas de H2O colocadas en los vértices de una pirámide de base cuadrada”.
Recordando el valor angular anterior de 104 grados, podemos formar un octaedro con seis moléculas de H2O dispuestas con esta angularidad. Pero el octaedro se seccionará por el plano de clivaje dando lugar a una pirámide de ángulo de 52 grados en la base cuadrada. Esto hace que las moléculas del agua –que llamaremos “pirámides de Pauling”- sean copias en miniatura de la Gran Pirámide, caracterizada por su ángulo de 52 grados en la base cuadrada. Por supuesto que se trata de una simple coincidencia.
Pero la forma piramidal del agua tiene una consecuencia adicional sobre la estructura del agua y es su reducida viscosidad. La demostración de este hecho científico correspondió al carácter festivo del Prof. Bernal quien apareció en la Royal Society portando un conjunto de cilindros llenos de poliedros de plástico. En uno había colocado tetraedros, otro estaba lleno de exaedros (cubos) en otro octaedros y en otro pirámides de Pauling. Frente a su auditorio, Bernal inclinó los cilindros sucesivamente sin que los poliedros se movieran. Al final, cuando inclinó el cilindro con pirámides, las mismas fluyeron rápidamente y el cilindro se vació. La demostración de Pauling no admitía mucha discusión, mostrando el origen de la viscosidad anómala del agua.
En cuanto al agua sólida –hielo- su forma cristalina corresponde con exactitud a las conocidas para los compuestos de sílice como la tridimita.
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Lun Mayo 02, 2022 11:00 am