La importancia básica del agua, admitida desde la más remota antigüedad, hizo que las primeras teorías acerca de la constitución de la materia la consideraran un elemento indispensable en la formación de los cuerpos.
Según una hipótesis formulada en la Grecia clásica, las piedras angulares de la composición del Universo serían cuatro elementos únicos e indispensables: agua, fuego, tierra y aire, de forma que la proporción de cada uno de ellos conferiría a cada sustancia sus propiedades características.
El agua en la historia
La influencia griega, recogida y transmitida por el Imperio Romano, se mantuvo en el pensamiento filosófico occidental durante siglos, pero la teoría de los cuatro elementos fue desechada pronto, merced, fundamentalmente, a los trabajos de los alquimistas medievales. Su descubrimiento de elementos puros que, como el oro y la plata, no parecían formados por sustancias más simples les llevó a proponer la existencia de un número limitado, aunque superior a cuatro, de elementos puros constitutivos de la materia. El agua, sin embargo, siguió siendo considerada uno de ellos.
Fue en 1781 cuando el científico inglés Henry Cavendish (1731-1810) descubrió que el agua no es un elemento simple, sino complejo y susceptible de descomponerse en oxígeno e hidrógeno. Pocos años más tarde, el químico francés Louis Joseph Gay Lussac (1778-1850) confirmaría la tesis de Cavendish, al lograr la síntesis del agua a partir de la mezcla de dos volúmenes de hidrógeno con uno de oxígeno. El hecho vendría a demostrar que el agua es un compuesto químico, un conjunto de moléculas formadas a su vez por encadenamientos de dos átomos de hidrógeno con uno de oxígeno (de ahí la fórmula H2O que se emplea para designarla).
Sobre los átomos que forman la molécula de agua
Como en el caso de otras sustancias compuestas, los átomos de la molécula de agua se encuentran unidos entre sí por intensas fuerzas que configuran los denominados enlaces químicos. Pero, en el caso del agua, su molécula, extraordinariamente pequeña (la distancia entre los núcleos de los átomos de oxígeno e hidrógeno es solo de un ángstrom), presenta además unas características que le confieren propiedades particulares.
En efecto: el átomo del oxígeno es mucho mayor que el del hidrógeno. Su núcleo contiene mayor cantidad de neutrones y de protones, y esta desigualdad obliga a los electrones de la molécula a agruparse fundamentalmente en la parte ocupada por el átomo de oxígeno. En consecuencia, se produce un desequilibrio eléctrico entre un extremo de la molécula, con una acumulación de cargas positivas, y el otro, con acumulación de cargas negativas, desequilibrio que se conoce con el nombre de dipolaridad molecular y que explica gran parte de las propiedades del agua.
Por último, cabe destacar que los enlaces químicos entre los átomos de oxígeno e hidrógeno no siempre se limitan a la unión convencional entre un átomo del primer elemento y dos del segundo. En ocasiones la unión puede producirse de forma que la molécula quede compuesta por dos átomos de cada elemento (H2O2): esta otra sustancia (agua oxigenada), que no está presente en la Naturaleza y se debe obtener artificialmente, desempeña un papel importante en muchos procesos industriales y es muy conocida, además, por su efecto desinfectante cuando se aplica en disolución con cierta cantidad de agua normal.
Agua ligera y agua pesada
El agua natural está formada por moléculas con dos átomos de hidrógeno y
uno de oxígeno. Cada átomo de hidrógeno consta de un núcleo (con un protón) y un electrón girando alrededor de él, pero no todos los átomos de hidrógeno existentes en la Naturaleza son iguales entre sí: aproximadamente el 0,02 % se halla en forma de isótopo, es decir, con su núcleo alterado por la adición de una o dos partículas distintas llamadas neutrones. En el primer caso, el isótopo de hidrógeno recibe el nombre de deuterio (D), y en el segundo, el de tritio (T).
Desde el punto de vista químico, la unión de dos átomos de deuterio con otro de oxígeno da lugar a una molécula (D2O) de un tipo especial de agua, que se conoce como agua pesada. Su aspecto es exactamente igual al de la normal, pero no ocurre lo mismo con algunas de sus constantes físicas más importantes (masa molecular, temperaturas de fusión y ebullición, densidad, etc.). El agua pesada se utiliza como moderador para controlar la velocidad de los neutrones en las pilas de uranio de los reactores atómicos, como refrigerante nuclear y, en investigaciones químicas y biológicas.
El agua pesada puede consumirse igual que la ligera, desde el punto de vista de su toxicidad, realmente inexistente, aunque se ha comprobado que un animal alimentado solo con este tipo de agua llegaría a padecer graves retrasos en su desarrollo, e incluso correría peligro de muerte por deshidratación.
Fuente: Temas Clave de Aula Abierta Salvat – El agua, cultura y vida. Publicado en el año 1981
Autor: Claudio Mans Teixido.
