Agua
El agua es el compuesto de fórmula H₂O, líquido a temperatura ambiente y esencial para la vida por su polaridad y sus puentes de hidrógeno.
El agua es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno, de fórmula H₂O. A temperatura ambiente es un líquido transparente, sin olor ni sabor, y es la sustancia más abundante en la superficie terrestre y el disolvente imprescindible de todos los seres vivos. Sus propiedades poco comunes, que se explican por la polaridad de su molécula y los puentes de hidrógeno, hacen posible el clima, la vida y buena parte de la industria.
¿Qué es el agua?
Desde el punto de vista químico, el agua es un compuesto químico molecular: cada molécula contiene un átomo de oxígeno unido por enlaces covalentes polares a dos átomos de hidrógeno. En masa, el agua pura contiene aproximadamente un 11,2 % de hidrógeno y un 88,8 % de oxígeno, y su masa molar es de unos 18 g/mol.
Durante siglos se la consideró un elemento. Fue Henry Cavendish quien, en 1781, obtuvo agua al quemar hidrógeno, y Antoine Lavoisier interpretó poco después que se trataba de un compuesto y no de un elemento. La síntesis y la descomposición del agua se resumen en dos reacciones inversas:
Estructura de la molécula
La molécula de agua no es lineal: los dos enlaces O–H forman un ángulo de unos 104,5°. Como el oxígeno es mucho más electronegativo que el hidrógeno, atrae hacia sí los electrones compartidos, de modo que el oxígeno adquiere una carga parcial negativa y los hidrógenos una carga parcial positiva. El resultado es una molécula polar, con un polo negativo y otro positivo.
Esa polaridad permite que las moléculas vecinas se atraigan entre sí mediante puentes de hidrógeno, uniones intermoleculares débiles pero muy numerosas. Son la causa de que el agua tenga puntos de fusión y ebullición anormalmente altos para una molécula tan pequeña. Sin ellos, el agua sería un gas a temperatura ambiente, como el sulfuro de hidrógeno (H₂S).
Propiedades del agua
| Propiedad | Valor aproximado | Consecuencia |
|---|---|---|
| Punto de fusión (1 atm) | 0 °C | El hielo se forma a temperaturas moderadas |
| Punto de ebullición (1 atm) | 100 °C | Es líquida en casi todo el planeta |
| Densidad máxima | ≈ 1 g/cm³ a 4 °C | El hielo flota y los lagos no se congelan hasta el fondo |
| Calor específico | 4,18 J/(g·°C) | Amortigua los cambios de temperatura del clima y del cuerpo |
| Calor de vaporización | ≈ 2 260 J/g | El sudor refrigera eficazmente |
| pH del agua pura (25 °C) | 7 | Es neutra |
Otras propiedades relevantes son su elevada tensión superficial, que permite a ciertos insectos caminar sobre ella, y su capilaridad, que ayuda a las plantas a subir la savia. Además, es el llamado disolvente universal: disuelve con facilidad sales, ácidos, azúcares y muchos gases, aunque no todo (las grasas y los aceites no se mezclan con ella). Puedes profundizar en este comportamiento en el artículo sobre la solubilidad.
El agua en la naturaleza
El agua cubre cerca del 71 % de la superficie del planeta. Alrededor del 97,5 % es agua salada y solo un 2,5 % aproximadamente es dulce; de esta, la mayor parte está retenida en glaciares, casquetes polares y acuíferos, de modo que el agua dulce de ríos y lagos fácilmente accesible es una fracción mínima del total. El agua circula de forma continua entre océanos, atmósfera y continentes en el ciclo hidrológico, impulsado por la energía solar.
En los seres vivos, el agua supone en torno al 60 % de la masa de un adulto humano y más del 90 % en algunos tejidos vegetales. Interviene como medio de reacción, transporta nutrientes y desechos, regula la temperatura y participa directamente en reacciones como la hidrólisis o la fotosíntesis.
Tipos de agua según su origen y tratamiento
- Agua potable: apta para el consumo humano, que cumple los límites sanitarios de microorganismos y sustancias disueltas.
- Agua mineral: procede de manantiales protegidos y conserva una composición estable de sales. Consulta agua mineral.
- Agua destilada: obtenida por evaporación y condensación, prácticamente libre de sales. Mira agua destilada.
- Agua dura y blanda: según su contenido en sales de calcio y magnesio.
- Aguas residuales: las ya usadas, que requieren depuración antes de volver al medio.
Aplicaciones
Además de su papel biológico, el agua se usa como refrigerante en centrales y fábricas, como disolvente en la industria química y farmacéutica, como fuente de vapor para generar electricidad, en la agricultura (que concentra la mayor parte del consumo mundial) y en la higiene y limpieza. También es la materia prima para obtener hidrógeno por electrólisis.
Ejercicios resueltos
1. ¿Cuántos moles y cuántas moléculas hay en 90 g de agua? (Masas atómicas: H = 1; O = 16.)
Masa molar del H₂O = 2·1 + 16 = 18 g/mol. Moles = 90 / 18 = 5 mol. Moléculas = 5 · 6,022·10²³ = 3,01·10²⁴ moléculas.
2. ¿Qué calor se necesita para calentar 250 g de agua de 20 °C a 100 °C? (c = 4,18 J/g·°C.)
Q = m · c · ΔT = 250 · 4,18 · 80 = 83 600 J. Resultado: 83,6 kJ.
3. Se descomponen por electrólisis 36 g de agua. ¿Qué masa de hidrógeno y de oxígeno se obtiene?
36 g de agua son 2 mol. Según 2 H₂O → 2 H₂ + O₂ se obtienen 2 mol de H₂ (2 · 2 = 4 g) y 1 mol de O₂ (32 g). Resultado: 4 g de H₂ y 32 g de O₂ (suman 36 g, se conserva la masa).
Preguntas frecuentes
¿Por qué el hielo flota sobre el agua líquida?
Al congelarse, las moléculas forman una red cristalina abierta mantenida por puentes de hidrógeno, que ocupa más espacio que el líquido. Por eso el hielo es menos denso (≈ 0,92 g/cm³) y flota.
¿El agua es un elemento o un compuesto?
Es un compuesto: está formada por dos elementos distintos, hidrógeno y oxígeno, combinados en proporción fija 2:1 en átomos.
¿Por qué se dice que el agua es el disolvente universal?
Porque su molécula polar disuelve gran cantidad de sustancias iónicas y polares. No es verdaderamente universal, ya que no disuelve bien sustancias apolares como los aceites.
¿Qué pH tiene el agua?
El agua pura tiene pH 7 a 25 °C, es decir, es neutra. El agua del grifo o la de lluvia suelen tener valores algo distintos por las sustancias disueltas.
¿Cuánta agua dulce hay en el planeta?
Aproximadamente un 2,5 % del agua total; la mayor parte está en forma de hielo o en acuíferos, y solo una pequeña fracción es agua superficial accesible.
Referencias
- Brown, T. L., LeMay, H. E., Bursten, B. E. Química. La ciencia central. Pearson.
- Chang, R. y Goldsby, K. Química. McGraw-Hill.
- U.S. Geological Survey. Water Science School.
Cómo citar este artículo
Equipo de Conceptualia. (2026). «Agua». Conceptualia. https://conceptualia.es/ciencias-naturales/quimica/agua/
