Quimica Del Agua

Agua

1.1 Introducción

Debido a que no tiene un valor energético, ya que no sufre cambios químicos durante su utilización biológica, el agua no se considera como nutrimento; sin ella no podría llevarse a cabo las reacciones bioquímicas; tanto es así que existen muchas teorías que consideran que la vida en nuestro planeta se origino precisamente gracias a la presencia de este compuesto.

Las principales funciones biológicas del agua estriban fundamentalmente en su capacidad para transportar diferentes sustancias a través del cuerpo, disolver otras y mantenerlas tanto en solución como en suspensión coloidal.

Muchas de las macromoléculas con interés bioquímico, como son las proteínas, las enzimas y los ácidos nucleicos, se vuelven activas cuando adquieren sus correspondientes estructuras secundaria, terciaria, etc. , gracias a la interacción que establecen con el agua.

Todos los alimentos, incluyendo los deshidratados, contienen cierta cantidad de agua. En la elaboración de alimentos deshidratados es necesario considerar su influencia para obtener un producto con buena aceptación; igualmente, en la rehidratación y el congelamiento es preciso conocer la forma en que se comporta para evitar posibles daños. El agua es un factor determinante en la inhibición o la propagación de las diferentes reacciones que pueden aumentar o disminuir la calidad nutritiva y sensorial de los alimentos.

1.2 Fuentes de agua para el ser humano

La mayoría de los organismos y, en general, los sistemas biológicamente activos, contienen una gran proporción de agua, que en algunos casos llega a representar hasta 97% del peso total. Cerca del 70 % del cuerpo humano es agua. Su distribución en el músculo, es de 70% en las miofibrillas, 20% en el sarcoplasma y 10 % en el tejido conectivo. El organismo pierde agua continuamente por diferentes vías, tales como el sudor, la orina, la respiración y las heces, y requiere un mínimo aproximado de 1500 ml diarios para efectuar todas sus funciones adecuadamente.

Para el ser humano, la fuente más importante de agua esta en todos los líquidos que ingiere, pero también la adquiere de diferentes alimentos, como son ciertos vegetales que contienen hasta 95% de este liquido; de la leche, que tiene 87%, de los huevos 75% y del pan, que es uno de los alimentos mas comunes y con menor cantidad de agua, 40 %.

Otra fuente, pero también de menor importancia, es la que se origina en el propio cuerpo debido a las reacciones metabólicas de utilización y combustión de los nutrimentos: la oxidación de una molécula de glucosa por las vías correspondientes origina seis moléculas de H2O, que equivalen a 0.6 g por gramo de este monosacarido. Además de los hidratos de carbono, también se obtienen 1.1 g y 0.4 de agua por gramo de lípido y de proteína, respectivamente; una dieta cuya oxidación de glucosa y lípidos produzca 2000 kcal por día generara 300 ml de agua, aproximadamente.

1.3 Propiedades del agua

La molécula de agua esta constituida por dos átomos de hidrogeno unidos en forma covalente a uno de oxigeno, es altamente polar, no es lineal y crea estructuras tridimensionales debido a la hibridación de las órbitas moleculares s y p del oxigeno.

En el agua existe una diferencia de electronegatividades que se deben precisamente a que el oxigeno tiene un gran poder de atracción por los electrones de los dos hidrógenos, lo que ocasiona que estos desarrollen una carga parcial positiva, y el átomo de oxigeno una carga parcial doble negativa, es decir, esta molécula no tiene una carga determinada, pero si un dipolo eléctrico potente que le permite crear puentes de hidrogeno estables, con otras iguales o diferentes, pero de naturaleza polar.

El puente de hidrogeno es el resultado de una atracción electrostática y se produce cuando dos átomos cargados negativamente se unen mediante uno de hidrogeno.

Debido a sus cargas parciales, cada molécula de agua tiene dos sitios que actúan como receptores y dos como donadores de electrones, por lo que la interacción de ellas puede crear estructuras tridimensionales estables, responsables de sus propiedades físicas tan peculiares. Cabe indicar que los puentes de hidrogeno no sólo se inducen en el agua, sino con cualquier sustancia que tenga características polares, como son las proteínas y los hidratos de carbono, con sus diversos grupos hidrófilos y algunos compuestos de bajo peso molecular retienen agua y le confieren a los alimentos propiedades reologicas muy particulares.

Las temperaturas bajas los favorecen mientras que las altas los inhiben; se considera que en el hielo 100% de las moléculas establecen puentes de hidrógeno, y que en el vapor este porcentaje es de cero.

Cabe mencionar que a 37º C, el agua establece de 35 a 47% de puentes de hidrógeno. Se sabe que a medida que se reduce el peso molecular del hidruro, las temperaturas de fusión y de ebullición disminuyen proporcionalmente; esta situación no se da en el agua, que aun teniendo el menor peso molecular, presenta valores de estas dos constantes muy superiores a los del resto del grupo.

Por otra parte, de los cuatro hidruros, el de oxigeno es el único que se encuentra en estado liquido a las temperaturas más comunes en nuestra vida (15 a 40º C) y en un intervalo mucho más amplio que el del resto de ellos.

Estas propiedades anómalas del agua de deben a la gran fuerza de atracción que se establece entre sus moléculas por medio de los puentes de hidrogeno que producen una cohesión interna muy importante; por esta razón permanece liquida en condiciones en que debería existir como gas.

Otra propiedad interesante es el calor de vaporización, que es una medida directa de la cantidad de energía requerida para romper las fuerzas atractivas en el seno de un liquido, de tal manera que las moléculas, en forma individual, puedan escapar de la fase liquida y pasar a la gaseosa.

En otras palabras, lo que esto indica es que se necesita mucha energía para vaporizar poco agua o que la vaporización de pequeñas cantidades de agua es suficiente para sustraer mucho calor.

El agua es el disolvente universal, con una infinidad de aplicaciones y usos. En la naturaleza existe un gran numero de disoluciones, como son los océanos, los mares, los lagos, los ríos, etc. , al igual que los alimentos, el plasma sanguíneo y la orina, que desempeñan un papel muy importante en la vida de este planeta, mientras mas estable sea la

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