L’acqua ha proprietà fisiche e chimiche molto particolari che ne fanno il liquido il liquido "biologico" per eccellenza. E allora, esaminiamo alcune di queste "stranezze", dovuta alla presenza di legami di idrogeno tra le molecole
L’acqua è liquida nell’intervallo di temperatura in cui avvengono tutti i più importanti processi biologici.
A differenza della maggior parte delle altre sostanze, l’acqua liquida ha densità maggiore dell’acqua solida, il ghiaccio. Tutto ciò ha profonde implicazioni ecologiche.
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L'acqua sotto lo strato superficiale di ghiaccio rimane perciò abbastanza calda da permettere la vita delle piante e degli animali acquatici.
L’acqua è un ottimo solvente per soluti polari e ionici. Forma legami idrogeno con altre molecole di acqua e con altre molecole polari, e quindi può sciogliere sostanze attraverso tali interazioni.
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| Molecole di acqua circondano lo ione sodio |
Anche il glucosio è una molecola che presenta delle regioni polari e quindi è solubile in acqua ( il simile scioglie il suo simile)
La presenza di legami idrogeno porta ad un’elevata temperatura di ebollizione.
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| modellino di molecola di glucosio |
La presenza di legami idrogeno porta ad un’elevata temperatura di ebollizione.
L’acqua ha una capacità termica alta rispetto a quella della terra e dell’atmosfera. Questo significa che è necessario molto più calore per aumentare di 1 grado la temperatura di una determinata massa di acqua rispetto alla stessa massa di terra. Tale comportamento è dovuto alla rete di legami idrogeno esistenti tra le sue molecole.
Dal punto di vista ambientale, la capacità dell’acqua di assorbire molto calore senza un forte aumento della temperatura influenza fortemente il clima sulla Terra. Le grandi masse di acqua (laghi, fiumi, oceani) assorbono o cedono grandi quantità di calore con piccole variazioni di temperatura, e questo rende il clima delle regioni circostanti più temperato e la temperatura più stabile rispetto alle zone più interne.
L'acqua possiede una elevata "tensione superficiale", determinata proprio dalle forti interazioni intermolecolari dovute ai legami idrogeno. La tensione superficiale di un liquido è dovuta alla diversa attrazione che una molecola subisce da parte di altre molecole vicine a seconda che si trovi nella massa di un liquido o sulla sua superficie, come è schematizzato nella figura.Il fatto che la tensione superficiale dell'acqua sia molto elevata, favorisce la sua capacità di muoversi in capillari sottili e in materiali porosi (capillarità). E cosa sono le minuscole vene che giungono fino alle pieghe più riposte del nostro corpo se non capillari sottili (li chiamiamo infatti capillari sanguigni)? E cosa sono le membrane cellulari se non setti porosi in grado di far passare certe sostanze e non altre?
Per abbassare l’alta tensione superficiale dell’acqua, che inibirebbe alcune funzioni, gli organismi viventi producono opportuni composti, detti tensioattivi, simili ai detergenti. Nei polmoni, per ridurre il lavoro necessario ad aprire gli spazi alveolari e permettere una buona respirazione, le cellule alveolari secernono un tipo particolare di tensioattivo, un fosfolipide.
