Acqua
L'acqua è il liquido più comune e diffuso sul pianeta Terra. Si stima che la superficie del pianeta sia occupata almeno per tre quarti da acqua. L'acqua è anche un elemento importante per la biosfera. La vita ha origine nell'acqua e gli stessi organismi viventi non possono vivere in assenza di acqua. Sulla Terra l'acqua è presente in tre stati fisici. È in presente in forma liquida, solida ( ghiaccio, neve, ecc. ) e aeriforme ( vapore, nuvole, ecc. ). In condizioni normali di pressione e di temperatura l'acqua si presenta allo stato liquido. In particolari condizioni di pressione e di temperatura l'acqua passa allo stato solido per solidificazione ( congelamento ) e allo stato aeriforme ( gassoso ) per evaporazione. Una molecola d'acqua è composta da un atomo di ossigeno e da due atomi di idrogeno. La struttura molecolare dell'acqua può essere rappresentata sotto forma di formula chimica scrivendo H2O. Gli atomi di idrogeno sono legati all'atomo di ossigeno mediante due legami covalenti.
Ogni atomo mette in comune un elettrone che, pertanto, può orbitare intorno a qualsiasi atomo della molecola d'acqua. Il nucleo dell'atomo di ossigeno è però dotato di una maggiore forza di attrazione rispetto a quelli di idrogeno, pertanto gli elettroni messi in comune tendono a orbitare maggiormente intorno all'atomo di ossigeno che a quelli di idrogeno. Questo fenomeno fisico conferisce all'atomo di ossigeno una lieve carica elettrica negativa e a quelli di idrogeno un lieve carica elettrica positiva. Nella molecola d'acqua esistono, quindi, tre polarità elettriche: un polo negativo vicino all'atomo di ossigeno e due poli positivi vicini agli atomi di idrogeno. Nonostante la presenza delle tre polarità la molecola d'acqua è complessivamente neutra poiché il numero totale degli elettroni ( particelle negative ) eguaglia il numero totale dei protoni ( particelle positive ). La presenza delle polarità positive nei pressi degli atomi di idrogeno di una molecola d'acqua consente di stabilire dei legami con le altre molecole vicine, detto legame di idrogeno. Quando la molecola d'acqua si avvicina alla regione di carica opposta di un'altra molecola d'acqua, viene a crearsi una forza di attrazione tra le due molecole.
Ad esempio, due gocce d'acqua molto vicine tra loro tendono ad attirarsi l'una all'altra, fino a formare un'unica goccia d'acqua più grande. Una molecola d'acqua può formare fino a quattro legami di idrogeno con altre molecole d'acqua. Allo stato liquido i legami a idrogeno non sono mai completi, sono meno di quattro, e il legame a idrogeno tra due molecole d'acqua dura pochi istanti, ma si ricrea subito dopo tra molecole diverse mantenendo unite l'insieme delle molecole d'acqua in condizioni normali di pressione e di temperatura. Allo stato solido ( ghiaccio ), invece, le molecole hanno quattro legami a idrogeno stabili con le molecole vicine fino a formare una rete cristallina.
Molecole idrofile e idrofobiche. Le molecole che possono formare dei legami a idrogeno con una molecola d'acqua possiedono sempre delle regioni polari con carica elettrica positiva e negativa, sono dette molecole idrofile e le sostanze che le contengono sono dette sostanze solubili con l'acqua. Viceversa, le molecole che non riescono a formare dei legami a idrogeno con una molecola d'acqua sono prive di regioni polari, sono dette molecole idrofobiche. Le sostanze che contengono molecole idrofobiche sono insolubili con l'acqua.
Quanta superficie della Terra è ricoperta d'acqua? La superficie del pianeta è ricoperta per tre quarti ( 3/4 ) da acqua.
Qual è la percentuale di acqua di un uomo? In media, il corpo di un uomo adulto è composto da circa il 75% di molecole d'acqua. La percentuale può comunque variare dal 50% al 95% da individuo a individuo. La percentuale d'acqua nel corpo è molto alta nei primi anni di vita. Nel corso della vita tende progressivamente a scendere, fino a raggiungere la percentuale più bassa negli anziani.
Cos'è la tensione superficiale? La tensione superficiale è l'attrazione reciproca tra diverse molecole d'acqua che si verifica per effetto della presenza sulle molecole delle regioni polari con diversa carica elettrica, positiva o negativa
