Agua: todo el mundo sabe… pero nadie sabe.

El 60% del cuerpo humano es agua. Somos sopas que caminan y piensan. El planeta, las plantas, los animales, todo lo que nos importa y todo lo fundamental es ella. Todo es agua.

Todos saben que es líquida, pero muy pocas personas en todo el mundo saben porqué es líquida. Todos saben que el hielo flota, pero son unos cuantos los privilegiados que pueden explicar cómo es que flota.

Y para todos es bella, pero son contados los que saben que la verdadera elegancia está en su arquitectura molecular; la que hace que todo lo que conocemos de ella se pueda explicar. Cuando termines este post, mi querido lector, serás uno de esos pocos privilegiados que beben agua de manera diferente. Bienvenido.

Veamos pues, esta es la famosa H2O:

Un átomo de oxígeno, conectado con 2 de hidrógeno a los lados. Simple, aparentemente no hay nada especial, pero he aquí la magia: como sabemos, una manera de imaginar un átomo es como si fuera un sistema solar, en donde el núcleo está en el centro y alrededor giran los electrones. Es algo así como esto:

La verdad es que los electrones no están así de organizados, es más, son todo lo contrario, pero la imagen de “sistema solar” ayuda a entender y lo importante en este caso es que al moverse tienden a estar más cerca del oxígeno que de los hidrógenos. Y como los electrones tienen carga negativa, eso provoca que la molécula sea ligeramente más negativa hacia el centro y más positiva hacia los lados, es decir, se forma un “casi” polo negativo y un par de “casi” polos positivos. O mejor dicho, se forma una zona positiva y una negativa.

¿Y que pasa cuando hay cargas positivas y negativas? Pues mira este video y luego seguimos platicando, viene lo bueno.

http://www.youtube.com/watch?v=aH2IbYs_XjY

El hidrógeno y el oxígeno son gases y en teoría, el agua también debería serlo a temperatura ambiente, pero no lo es porque cada molécula de agua está interactuando con otras. Esas interacciones las mantienen “ocupadas” y evitan que se “escapen”, como sucede en el estado gaseoso. Es como ir caminando por el patio de una escuela en el recreo, ves grupos de niños, uno aquí, el otro allá, etc. y sabes que en cada uno de ellos,  los chavos están juntos porque están interactuando.

Ciertamente, los puentes de hidrógeno en el agua se forman sólo por un instante, pero se están creando y destruyendo por trillones cada segundo y en promedio, cada molécula está constantemente conectada como a otras 3. Imagínate que cada una es como un imán microscópico, que momentáneamente es atraído por el polo opuesto de un vecino y se mueve, pero al mismo tiempo otro vecino lo repele porque los polos de contacto son iguales, el de arriba también lo rechaza y el que viene subiendo a gran velocidad mueve todo y la dinámica cambia, etc. Ahora multiplica eso por trillones en 3 dimensiones y eso es lo que está pasando en un vaso de agua que se ve así nada más, tranquilo y apacible.

El agua es líquida porque hay un ¡¡enorme y caótico frenesí conspirando para que así sea!! La siguiente ocasión que la bebas no podrás evitar pensar en todos los trillones de interacciones que estás rompiendo al hacer que fluya por tu paladar. Ya me dio sed, ahorita vengo.

Es por eso que toma tanto tiempo calentarla; se va una gran cantidad de energía en romper todos esos enlaces para que pueda hervir y evaporarse. De manera general, si quieres romper todos los puentes de hidrógeno que hay en un litro de esta sustancia vital, necesitas más o menos las calorías que hay en un Gansito Marinela. ¡Es un montón de energía! Moraleja: toma mucha agua para que todos los pastelillos que te comes de postre se gasten en mantenerla líquida. Fantástico.

Por otro lado, el hielo es un sólido que, como todos los otros, debería pesar más que el líquido, y sin embargo es al contrario y flota porque la red tridimensional que forman todos esos enlaces provoca que haya más espacio entre las moléculas, es decir menor densidad. Como se aprecia en la siguiente imagen, en el agua líquida las interacciones suceden de manera aleatoria, pero conforme va disminuyendo la temperatura y las moléculas se acercan unas con otras, los puentes se empiezan a formar de manera muy regular y eso causa la expansión. La clásica lata de refresco que a todos se nos ha reventado al ponerla en el congelador, no es más que el resultado de trillones de puentes de hidrógeno, que por simple atracción y repulsión de cargas, se van organizando en hexágonos regulares y van ganando espacio hasta que parten el metal. Increíble.

La naturaleza es bella y elegante hasta en la sustancia más simple y común. Y es la fantástica arquitectura molecular del agua la que hace todo este mundo posible, incluso las proteínas y el mismísimo ADN se forman con puentes de hidrógeno. La vida existe precisamente por ese caótico frenesí de instantáneas interacciones.

Todo el mundo sabe que el agua es vital, pero son muy pocos los que comprenden que la vida cuelga de un minúsculo hilito… La vida pende, de un puente de hidrógeno.

Todo el mundo sabe que un copo de nieve siempre tiene esa bellísima simetría hexagonal, pero son sólo un puñado los enamorados que entienden que es así… porque no puede ser de otra manera.

Maravilloso.

 

Juan Valles.

Si te interesa leer más sobre la curiosa vida de los átomos, te recomiendo: No te imaginas de lo que estamos hechos y Dios no creó los átomos

About Juan Valles

Trabajo en el sector educativo, como director de talento de una institución en la que estamos tratando de cambiar la manera en que educamos a las nuevas generaciones. Estuve 8 años en una de las firmas globales de consultoría de talento y aprendí mucho. Escribo sobre career management por experiencia profesional y por pasión. Estudié Ingeniería Química y la curiosidad por entender como funciona todo esto siempre ha estado en mi. Escribo sobre ciencia y doy clases de química por formación y pasión. Soy cocinero aficionado y un apasionado del buen comer. Nunca estudié nada sobre esto, ni quiero, este tema lo quiero mantener en la pura pasión.
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4 Responses to Agua: todo el mundo sabe… pero nadie sabe.

  1. “La vida pende de un puente de hidrógeno” -me encantó el enfoque.

  2. Mafer marquez says:

    Esto me hizo recordar sus clases profe. Muy interesante!!!

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