La conflictiva agua.

Fig. 1 Sencilla y omnipresente.

El agua es la sustancia primera para la vida, en todas sus formas, el oro azul y motivo de discordia presente y futuro. Simplemente su fórmula es H₂O: un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno. Es la primera fórmula química de la que primero uno se entera en el ámbito académico y hasta la recitamos “achedoso”.

El agua es el más simple de los compuestos químicos pero sin ella es imposible la vida inteligente o no racional.

El agua es el más increíble y maravillosos de los compuestos químicos que existen en el mundo.

Cuando en el siglo XVIII Anders Celsius, físico sueco, inventó el termómetro, se fundamentó en dos magnitudes constantes: la temperatura de ebullición del agua a 100 ^oC y su temperatura de congelación a 0 ^oC. Dividiendo el intervalo entre estas dos magnitudes en 100 partes iguales, apareciendo así, el termómetro, el primer instrumento para medir la temperatura.

Pero ¿qué menuda sorpresa se hubiese llevado Celsius de haber conocido que el agua debía congelarse no a 0^o, ni de hervir a 100^o? Y sin embargo lo hace precisamente a esas temperaturas.

¿Por qué sucede esto?

Lo más moderno de física-química establece que el agua se nos presenta en la naturaleza como un grandísimo impostor. Es el compuesto más anómalo del globo.

Los científicos plantean que el agua debe hervir a una temperatura 180^o grado inferior al valor que realmente lo hace: es decir a 80^o bajo cero. Al menos el reglamento que rige el comportamiento de los elementos en la naturaleza; la Tabla Periódica de  Mendeléiev lo establece así. Y como sabemos esta tabla Periódica, es parte indisoluble y ficha básica en la unidad dialéctica del mundo.

Las propiedades de los elementos que forman parte de uno u otro grupo del Sistema Periódico, varían con cierta regularidad, cuando se pasa de los elementos ligeros a los pesados, ¡es una Ley de la naturaleza! Consideremos por ejemplo, las temperaturas de ebullición, así como las propiedades de los compuestos, las cuales no varían por antojo. Estas dependen de su posición en la Tabla de Mendeléiev, o lo que es lo mismo de los elementos que forman las moléculas. Entre otras, también las propiedades de los compuestos hidrogenados, o hidruros de los elementos que pertenecen a un mismo Grupo.

El agua puede considerarse y así llamarse: hidruro de oxígeno. El oxígeno es miembro del Grupo VI. Sus “hermanos”, es decir los otros elementos del Grupo son: azufre, selenio, telurio y polonio. Las moléculas de sus hidruros tienen igual estructura que la del agua, es decir, H₂S, H₂Se, H₂Te, H₂Po. Para cada uno de estos compuestos se conoce que su temperatura de ebullición que cambian con bastante regularidad, al pasar del azufre a sus compañeros más pesados. Pero la temperatura del agua sobresale bruscamente en este grupo, es mucho más alta de lo debido. Parece que el agua no quiere tomar en consideración las reglas establecidas en la Tabla de Mendeléiev, desplazando a 180 grados el proceso de su transición a estado de vapor. Es la primera anomalía asombrosa del agua.

La segunda está  relacionada con su congelación. Los preceptos de la Tabla Periódica prescriben que el agua deba pasar a sólido a 100 grados bajo cero, sin embargo, el agua infringe caprichosamente esta exigencia, convirtiéndose en hielo a tan sólo cero grados.

La desobediencia del agua permite sacar la siguiente e interesante conclusión: el estado líquido y sólido del agua en la Tierra es anormal. Si tenemos en cuenta la “Regla”, debería encontrarse en forma de vapor. Podríamos imaginar  con pavor, un mundo hipotético donde el agua cumpla estrictamente las prescripciones del sistema periódico ¡sería combustible para la Literatura de Ciencia Ficción!

Fig.2 Infringe caprichosamente la tabla periódica.

Esto nos demuestra que la Tabla Periódica de Mendeléiev es una construcción mucho más complicada de lo que puede parecer a primera vista y que el genio de sus habitantes se asemeja, en grado sumo al carácter de las personas. No se puede encerrar en marcos determinados. Y el carácter del agua es muy caprichoso.

Pero, ¿qué hace que el agua adopte esta actitud?

Todo se debe a su peculiar estructura molecular, gracias a lo cual estas tienen la propiedad marcada de atraerse mutuamente con gran fuerza, formando lo que los científicos llaman “asociaciones”.

Estos enlaces asociativos entre las moléculas sólo pueden romperse con grandes esfuerzos. Esa es la explicación de por qué el agua se funde y hierve a temperaturas mucho más altas de lo que se podía esperar.

Las enormes islas flotantes, los icebergs, que alcanzan kilómetros cuadrados de superficie, flotan como corcho sobre la superficie del agua. Sucede que el hielo es más ligero que el agua. Tómese cualquier metal y fúndase y luego dejen caer sobre ese líquido un pedazo sólido de ese metal e irremediablemente se hundirá. Puesto que en estado sólido toda substancia pesa más que estado líquido: cualquiera menos el hielo y el agua, que resultan una rara excepción. Sin esa excepción, todos los depósitos de latitudes frías se congelarían hasta el fondo pereciendo toda la vida que habita en ellos.

Fig. 3 Ciclo Hidrológico

Cualquiera sustancia sólida, después de su fusión, comienza a dilatarse. En cambio el agua  que se produce en el deshielo, se comporta de un modo completamente distinto: al principio se contrae y sólo en el caso que se siga aumentando la temperatura, comienza a dilatarse. La causa de este fenómeno también reside en las propiedades de las moléculas de agua de atraerse mutuamente. Esta propiedad se manifiesta sobremanera a cuatro grados sobre cero. Por lo tanto a esta temperatura el agua alcanza su máxima densidad y peso; precisamente por esta razón los ríos lagos y estanques, no se congelan hasta el fondo ni tan siquiera con los fríos más severos.

Para que el hielo se derrita se necesita gran cantidad de calor. Incomparablemente más que para fundir otra sustancia tomada en la misma cantidad.