Agua como Solvente

Papel del agua como disolvente

El término solución se refiere a una mezcla homogénea de una o más sustancias. Está compuesta por un disolvente, una sustancia que tiene la capacidad de disgregar otra molécula o compuesto conocido como soluto.

El agua suele considerarse el "disolvente universal", ya que disuelve más sustancias que cualquier otro líquido y además es ampliamente accesible en comparación con sus homólogos. ¿Cómo lo hace el agua?

El agua tiene la capacidad de actuarcomo disolvente debido a su polaridad, el reparto desigual de electrones dentro de una molécula en la que un extremo posee una carga parcialmente negativa y el otro, una carga parcialmente positiva.

Como el agua está compuesta por un átomo de oxígeno (que es parcialmente negativo) y dos átomos de hidrógeno (que son parcialmente positivos), el agua se considera un disolvente polar (Fig. 1).

Esta naturaleza polar también permite que el agua provoque enlaces de hidrógeno. Los enlaces de hidrógeno se forman como resultado de fuerzas intermoleculares entre moléculas vecinas de agua y otras moléculas polares: el hidrógeno positivo de una molécula de agua se enlazará con el oxígeno negativo de la siguiente molécula, cuyos átomos de hidrógeno se verán atraídos por el siguiente oxígeno, y así sucesivamente. El enlace de hidrógeno es útil en este caso porque también puede darse tanto entre moléculas de agua como entre distintas sustancias que sean polares o iónicas.

En términos sencillos, las moléculas de un disolvente acuoso y de solutos polares o iónicos se atraen entre sí a través de sus cargas opuestas. Esta atracción permite que las partículas del soluto se separen y acaben disolviéndose. La regla general es que "lo semejante se disuelve con lo semejante" y, por tanto, un disolvente polar como el agua sólo puede disolver solutos polares e iónicos.

Ejemplos de agua como disolvente

El agua tienela capacidad de disolver sustancias sólidas, líquidas y gaseosas. Aquí tienes algunos ejemplos, como los que vemos en nuestra vida cotidiana:

• Eldióxido de carbono (soluto gaseoso) disuelto en agua (disolvente líquido) produce agua carbonatada. ¡Esto es lo que hace que tu refresco esté efervescente!

• Elácido acético (soluto líquido) disuelto en agua (disolvente líquido) da lugar al vinagre. Seguro que has comido algún plato con vinagre.

• Lasal (soluto sólido) disuelta en agua (disolvente líquido) da lugar a una solución salina. Probablemente hayas guardado lentillas, curado un piercing o tratado un moqueo nasal con esta solución.

Funciones del agua como disolvente en el cuerpo

La función del agua como disolvente no sólo es observable a nuestro alrededor; ¡también puede observarse dentro de nuestro propio cuerpo!

Por ejemplo, la parte líquida de nuestra sangre -llamada plasma- está compuesta por más de un 90% de agua.

La función disolvente del agua permite a la sangre disolver y transportar sustancias hacia y desde diversas partes de nuestro cuerpo. Estas sustancias incluyen

• Nutrientes como la glucosa, que actúa como principal fuente de energía de nuestro cuerpo.

• Hormonas, que actúan como mensajeros químicos de nuestro cuerpo.

• Electrolitos, como elsodio y el potasio, que son vitales para nuestras funciones corporales.

• Gases como el oxígeno y el dióxido de carbono.

Nuestros riñones también necesitan la propiedad disolvente del agua para filtrar las sustancias químicas que entran en nuestro organismo a través de las comidas y bebidas que consumimos. Al ser un disolvente excelente, el agua que pasa por los riñones es capaz de disolver estos compuestos y transportarlos fuera de nuestro cuerpo. Entre los desechos que se eliminan a través de los riñones están el amoniaco, la urea y la creatinina.

Usos del agua como disolvente en las plantas

El agua también desempeña un papel importante como disolvente en las plantas. Todas las plantas necesitan 17 elementos esenciales para crecer y desarrollarse, y 13 de ellos están en formas ionizadas y polares que son fácilmente solubles en agua, lo que permite a las plantas absorberlos a través del suelo.

En condiciones típicas de suelo y agua, la concentración de elementos disueltos en el interior de la planta es mayor que en el suelo. Por ósmosis, la solución formada por el agua y los elementos esenciales disueltos atraviesa las membranas de las raíces y llega a la planta. Otra propiedad importante del agua, llamada capilaridad (o capacidad del agua de ascender por una superficie contra la fuerza de la gravedad), le permite absorber la solución y llevarla a otras partes de la planta.

La importancia biológica del agua como disolvente

¿Por qué la propiedad disolvente del agua es tan importante para la vida en la Tierra? Todos los seres vivos están formados por hidratos de carbono, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos; estas cuatro macromoléculasdenominadas biológicas constituyen los componentes básicos de la vida.

El agua y las moléculas no polares

Coge un vaso de agua y mézclalo con cualquier tipo de aceite que tengas a tu disposición. En algún momento, podrías pensar que has mezclado con éxito las dos sustancias y que has formado una mezcla homogénea, pero déjalo así durante uno o dos minutos, y notarás que las dos sustancias forman capas separadas en el vaso.

Aunque el agua se considera un "disolvente universal", no todo puede disolverse en ella. Como las moléculas de agua son polares, se sienten atraídas por los compuestos iónicos o polares, que son sustancias cargadas. Las sustancias no polares, como los lípidos, no tienen carga, por lo que el agua no se siente atraída por ellas. Incluso cuando se mezclan adecuadamente, las moléculas de las sustancias no polares tienden a separarse del agua cuando cesa la mezcla.

El aceite no se disuelve en agua, pero puede disolverse en otros disolventes no polares, como la gasolina. Esto se debe a que tanto la gasolina como el aceite son no polares. Lo semejante se disuelve en lo semejante", ¿no?

¿Y qué pasa con los jabones y detergentes? Lavas los platos con jabón porque es capaz de disolver el aceite y la grasa. Entonces, si lo semejante disuelve lo semejante, ¿por qué el jabón también se disuelve en el agua?

Los jabones y detergentes son especiales porque son moléculas anfipáticas, es decir, que contienen grupos polares y no polares. Su "cabeza" polar puede formar enlaces de hidrógeno con moléculas de agua, mientras que sus largas "colas" no polares pueden interactuar con otras moléculas no polares (Fig. 3).

Cuando una molécula de jabón entra en contacto con una sustancia no polar, como el aceite, sus extremos no polares se deslizan entre las moléculas no polares, mientras que su cabeza cargada mira hacia fuera y atrae a las moléculas de agua. Cuando las moléculas de detergente se unen a la sustancia no polar, la encierran, facilitando que la sustancia pase a la solución acuosa. ¡Así es como acabamos con la vajilla limpia!