Ejercicio resuelto de Agua · Biología · La Rioja · 2022

En relación con las propiedades fisicoquímicas del agua:

a) Indique cuál es la causa de la polaridad de las moléculas de agua. [0,25 puntos]

b) ¿Qué tipo de interacciones establecen entre sí dichas moléculas a causa de la polaridad? [0,25 puntos]

c) Cite dos funciones del agua relacionadas con su poder disolvente. [0,5 puntos]

$\mathbf{\text{a)}}\mathbf{\text{Indique}}\mathbf{\text{cu}}\acute{\mathbf{\text{a}}}\mathbf{\text{l}}\mathbf{\text{es}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{causa}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{polaridad}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{las}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{agua.}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

La causa es la diferencia de electronegatividad entre el oxígeno y el hidrógeno, unida a la geometría angular de la molécula.

El oxígeno es mucho más electronegativo que el hidrógeno y atrae hacia sí los electrones de los dos enlaces covalentes, de modo que queda con una densidad de carga negativa y los hidrógenos con densidad de carga positiva. Además, los dos enlaces no son colineales: forman un ángulo de unos ${\mathrm{104,5}}^{\circ }$, porque los dos pares de electrones no enlazantes del oxígeno los empujan. Al no cancelarse los momentos dipolares de los dos enlaces, la molécula tiene un momento dipolar neto: es un dipolo permanente.

$\mathbf{\text{b)}}\mathbf{\text{¿Qu}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{tipo}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{interacciones}}\mathbf{\text{establecen}}\mathbf{\text{entre}}\mathbf{\text{s}}\acute{\mathbf{\text{ı}}}\mathbf{\text{dichas}}\mathbf{\text{mol}}\acute{\mathbf{\text{e}}}\mathbf{\text{culas}}\mathbf{\text{a}}\mathbf{\text{causa}}\mathbf{\text{de}}\mathbf{\text{la}}\mathbf{\text{polaridad?}}\mathbf{\text{[0,25}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Establecen puentes de hidrógeno o enlaces de hidrógeno: la atracción electrostática entre el oxígeno de una molécula, con carga parcial negativa, y un hidrógeno de otra, con carga parcial positiva.

Cada molécula de agua puede formar hasta cuatro puentes de hidrógeno, dos por sus hidrógenos y dos por los pares libres de su oxígeno, lo que da una red tridimensional muy cohesionada. Individualmente son enlaces débiles y de vida corta —se forman y se rompen sin cesar—, pero al ser tan numerosos explican en conjunto casi todas las propiedades del agua: su elevada temperatura de ebullición, su alto calor específico y de vaporización, su tensión superficial, su cohesión y el hecho de que el hielo flote.

$\mathbf{\text{c)}}\mathbf{\text{Cite}}\mathbf{\text{dos}}\mathbf{\text{funciones}}\mathbf{\text{del}}\mathbf{\text{agua}}\mathbf{\text{relacionadas}}\mathbf{\text{con}}\mathbf{\text{su}}\mathbf{\text{poder}}\mathbf{\text{disolvente.}}\mathbf{\text{[0,5}}\mathbf{\text{puntos]}}$

Función de medio donde ocurren las reacciones metabólicas. Prácticamente todas las reacciones de la célula tienen lugar en disolución acuosa, porque los reactivos han de estar disueltos y disociados para poder encontrarse. El agua disuelve las sales minerales, separándolas en iones al rodearlos con sus dipolos, y también las moléculas orgánicas polares, con las que forma puentes de hidrógeno. Además participa como reactivo en las hidrólisis y como producto en las condensaciones.

Función de transporte. Al disolver a las sustancias, el agua permite llevarlas de un lugar a otro del organismo: los nutrientes y el oxígeno hasta las células y los productos de desecho hasta los órganos excretores. Es lo que hacen la sangre y la linfa en los animales y la savia bruta y elaborada en las plantas. De ese mismo poder disolvente depende también la excreción: los desechos nitrogenados se eliminan disueltos en la orina.

Cabe añadir una tercera función relacionada, la osmótica: la concentración de las sustancias disueltas determina la presión osmótica y, con ella, el reparto del agua entre los compartimentos del organismo.