Molecola dell'acqua

L’ACQUA E LE SUE PROPRIETÀ: L’acqua è il liquido più abbondante sulla Terra ed è il materiale fondamentale per la vita sul nostro pianeta: alla stato liquido nei fiumi, laghi, mari ed oceani, allo stato solido nei ghiacciai e nelle calotte polari, allo stato gassoso nell’aria che ci circonda. L’acqua è il liquido in cui avvengono molte funzioni vitali: trasporto i nutrienti e i materiali dove questi sono richiesti, ed asporta le sostanze di rifiuto. molti liquidi del nostro corpo sono a base di acqua: il sangue, che trasporta le sostanze nutritive alle cellule, il liquido amniotico del sacco am nel quale siamo immersi nove per mesi prima di nascere, le urine, con le quali espelliamo le sostanze di rifiuto, il liquido sinoviale, che lubrifica le articolazioni del nostro corpo. Il corpo di un bambino è costituito per il 75% da H2O, quello di un adulto per il 60%.

Questo significa che se una persona ha massa di 60 Kg, 40 Kg sono di H2O, siamo costituiti per i 2/3 da questo liquido. Nel nostro corpo si verifica una continua perdita di acqua, che richiede un altrettanto continuo rifornimento.

Lo schema mostra l'angolo di 104,5 gradi della molecola dell'acqua: questo angolo è responsabile del particolare comportamento chimico dell'acqua

Ne perdiamo circa 2,5 litri al giorno: ½ litro con la sudorazione, l e ½ con l’urina, 1/5 con le feci, 1/3 di litro attraverso i polmoni, con l’aria che respiriamo. Queste inevitabili perdite quotidiane vengono reintegrate nel corpo attraverso cibo e bevande, soprattutto, ma anche con l’acqua di ossidazione o metabolica, cioè quella che viene prodotta all’interno del corpo nel corso delle reazioni chimiche della respirazione cellulare, che rendono disponibile per le cellule l’energia contenuta negli alimenti.

L’acqua riempie sia gli ambienti intracellulari, cioè interni alla cellula, che extracellulari, ossia esterni alla cellula, e per le sue proprietà mantiene in soluzione o in sospensione le sostanze coinvolte nell’attività cellulare. La proprietà che rende l’a il composto primario per la vita è la polarità della sua molecola, cioè il fatto che ciascuna molecola porta una debole carica positiva ad un’estremità (atomi di carbonio) e una debole carica negativa all’altra (atomi di idrogeno).

Legame polare

La debole interazione fra la carica positiva e quella negativa di una molecola dà luogo ad un particolare legame chimico detto ad idrogeno. Le molecole d’acqua in ogni istante si agganciano e si sganciano in continuazione tramite le loro estremità cariche e danno luogo ad una rete dinamica di interazione. Questi collegamenti temporanei, di debole intensità, fra una molecola e l’altra d’a si dicono ad idrogeno. L’acqua non è la sola sostanza che può formare legami ad H.

Il legame covalente polare caratterizza la molecola dell'acqua ed è dovuto alla disposizione simmetrica delle cariche elettriche. A causa della sua polarità, l’acqua può stabilire delle interazioni con le altre sostanze polari, è quindi affini all’acqua, dette idrofile (dal greco hìdor=acqua phìlos=amico). L’acqua non può stabilire interazioni con le sostanze non polari, dette idrofobe (dal greco hìdor=acqua e phòbos=che teme). Per es sono sostanze polari, e quindi idrofile, gli zuccheri (es zucchero del caffè o del thè). Sono invece completamente apolari gli oli e le cere (es prodotti cerosi della carrozzeria che sono idrorepellenti).

In acqua generalmente si sciolgono bene anche i sali (es cloruro di sodio) perché gli ioni di cui sono fatti interagiscono fortemente con le molecole polari dell’acqua. A contatto con l’a le sostanze polari e i sali si disgregano e si disperdono fra le molecole del liquido, le sostanze non polari invece tendono ad aggregarsi fra di loro, es l’olio nell’acqua si separa visibilmente formando delle chiazze sulla superficie. Le sostanze polari idrofile sono in certa misura solubili nell’acqua, mentre quelle apolari idrofobe non lo sono. L’acqua mantiene in soluzione anche piccole quantità di gas come ossigeno e anidride carbonica, di cui vediamo svilupparsi le bollicine nell’acqua gassata.