Proprieta dell acqua - peppe22222/appunti-tolc-psi GitHub Wiki

e proprietà dell’acqua Polarità L’acqua è una molecola polare: ha una parziale carica positiva e negativa.

Legami idrogeno Permettono la coesione tra molecole d’acqua.

Elevato calore specifico Serve molta energia per modificare la sua temperatura.

L’acqua è l’elemento nel quale si sono sviluppati i primari processi chimici organici e dove, oltre tre miliardi di anni fa, è nata la vita. Nonostante sia facile pensare che gli organismi terrestri ne siano ormai svincolati, la stragrande maggioranza di loro (o meglio, di noi) ne è tuttora legata a doppio filo. Un legame tra vita, processi biochimici e ambiente acquatico testimoniato dall’elevata (talvolta elevatissima) percentuale di acqua all’interno della maggior parte dei tessuti biologici.

La struttura molecolare dell’acqua, data da due atomi di idrogeno e da uno di ossigeno, è riassunta dalla nota formula H2O. La struttura spaziale e le proprietà polari (dovute dalla differenza di carica tra gli atomi) della molecola sono alla base delle sue proprietà fisiche; sia il congelamento (passaggio allo stato solido che avviene a 0°C per l’elemento puro in condizioni di pressione di 1 atmosfera) che l’ebollizione (passaggio allo stato gassoso, a 100°C e 1 atmosfera), sono infatti dovuti alla maggiore o minore presenza dei cosiddetti legami (o ponti) a idrogeno, forze di attrazione basate su differenze di carica elettrostatica che nel caso dell’acqua possono formarsi tra gli atomi di idrogeno, carichi positivamente, e gli atomi di ossigeno, fortemente elettronegativi.

In fase solida (ghiaccio), l’energia termica dalla quale dipende il moto delle particelle è scarsa, per cui le molecole d’acqua tendono ad avvicinarsi e a disporsi ordinatamente l’una a fianco all’altra; questo facilita la formazione di un gran numero di legami a idrogeno, che riducono ulteriormente il movimento delle molecole e immobilizzano la struttura. All’aumentare dell’energia termica, si intensifica anche il moto delle molecole e, superati gli 0°C, i legami a idrogeno iniziano a rompersi; si ha così il passaggio alla fase liquida, ovvero all’acqua. Innalzandosi ancora la temperatura, oltre i 100°C, il moto è talmente elevato che le molecole non riescono a interagire tra loro e iniziano a disperdersi, impedendo ai ponti a idrogeno di formarsi; il risultato è la fase gassosa, o vapore.

Per le sue proprietà chimiche, l’acqua è definita solvente polare, ovvero, per lo stesso motivo di differenza di carica elettrica tra gli atomi della molecola, riesce a sciogliere sostanze (dette idrofile), anch’esse polari, o che presentino almeno un gruppo ossidrilico (OH) o un gruppo NH, come zuccheri, alcoli, aldeidi e chetoni. Le sostanze non solubili in acqua, perché sostanzialmente prive di gruppi polari come gran parte dei grassi, sono dette invece idrofobe. Tra le sostanze solubili vi sono molti sali, come ad esempio il comune sale da cucina (cloruro di sodio, NaCl). La loro solubilità è dovuta al fatto che sono formati da elementi, detti ioni, uniti tra loro tramite il cosiddetto legame ionico, un legame chimico completamente basato sulla differenza di carica elettrica tra gli atomi e che non prevede la condivisione di elettroni, come invece avviene nel legame covalente. L’acqua, grazie all’azione attrattiva delle sue molecole polari, rompe il legame ionico e separa gli ioni, sciogliendo il sale.

La miscela ottenuta sciogliendo sali o altre sostanze solubili in acqua (o, generalizzando, in qualsiasi altro solvente) viene detta soluzione e assume una serie di proprietà chimico-fisiche dette proprietà colligative. Rientra in questa categoria l’osmosi, la proprietà per cui, se si hanno due soluzioni a differente concentrazione (diversa quantità di particelle di soluto disciolte) separate da una membrana semipermeabile (permeabile al solvente ma non al soluto), il solvente tende a diffondere dalla soluzione a più bassa concentrazione (ipotonica) verso la soluzione a più alta concentrazione (ipertonica), fino a raggiungere la stessa concentrazione in entrambe le soluzioni (soluzioni isotoniche). Questa proprietà di trasporto passivo è fondamentale e si riscontra in svariati processi biologici. Un esempio molto comune è rappresentato dal turgore delle foglie e dei fusti delle piante; una struttura presente nelle cellule vegetali (il vacuolo) si gonfia richiamando acqua al suo interno per osmosi, aiutando a mantenere tutte le parti della pianta erette e distese.

L’acqua è di fatto il mezzo in cui tutte le reazioni biologiche avvengono, ed è uno degli elementi chiave per la presenza della vita sulla Terra.

Esercizio Domanda: Quale proprietà consente all'acqua di resistere ai cambiamenti di temperatura? 👉 Risposta: Calore specifico elevato.