A água é
uma substância única: em virtude da sua constituição química,
ela possui
características que nenhum outro material na natureza possui
“A Terra é azul!” – essa foi a exclamação feita no
dia 12 de abril de 1961, pelo cosmonauta soviético Yury Gagarin ao realizar o
primeiro voo ao redor da órbita da Terra.
Hoje praticamente todas as pessoas sabem que a
quantidade aproximada de água cobrindo a superfície terrestre é de 70%, ou
seja, 1,4 bilhão de km3 do volume da Terra é constituído
de água.
No entanto, mesmo conhecendo bem esse fato, não
percebemos no cotidiano a importância da água para a nossa vida. Além disso,
muitos não conhecem as propriedades interessantes que só a água tem e que fazem
com que esse líquido seja tão precioso.
Mas antes de vermos o que torna a água uma
substância tão interessante, vamos primeiramente conceituar a que estamos nos
referindo. Por que isso é necessário? Basicamente por dois motivos: o primeiro
está relacionado ao fato de haver diferentes significados para ela na Química.
Por exemplo, a água pode ser um material que contém diversas substâncias
dissolvidas (como a água da torneira, a água da chuva, a água mineral, a água
subterrânea, a água do mar, etc.) ou então somente a substância pura com a
fórmula molecular H2O, isto é, suas moléculas são formadas por dois
átomos de hidrogênio ligados a um átomo de oxigênio (que é o caso da água
destilada ou desmineralizada). O segundo motivo é que só sabendo dessa
constituição da água é que poderemos entender suas características peculiares.
Uma dessas características é o fato de que só a água é encontrada na natureza nos três estados físicos: nos
rios, lagos e mares ela está na forma líquida; na atmosfera, encontra-se na
forma de vapor; e nas calotas polares, está na forma sólida (gelo).
Uma série de propriedades características da água
resulta simplesmente da sua geometria molecular, na qual o ângulo
formado é de 104º40’, conforme a figura a seguir. A forma angular da molécula
de água é assim, porque, visto que o oxigênio possui dois pares eletrônicos que
não participam das ligações com os hidrogênios, eles repelem os outros dois
pares eletrônicos que participam das ligações químicas. Isso faz com que ocorra
uma retração no ângulo da molécula.
Essa forma angular é a responsável pela formação de ligações
de hidrogênio entre uma molécula de água com as outras que estão ao
seu redor. Além disso, outro fator que ocasiona as ligações de hidrogênio é que
a molécula de água é polar, isto é, há uma diferença de
eletronegatividade entre o oxigênio – que constitui o polo negativo – e os
hidrogênios – polos positivos. Pelo fato de o ângulo ser de 104º40’ na molécula
de água, os dipolos da molécula não se anulam, conferindo polaridade a ela e
havendo, portanto, atração entre uma molécula e as outras.
Essas ligações são responsáveis pela tensão superficial da água, que faz com
que os insetos possam se locomover em cima dela. Também são responsáveis pelas elevadas temperaturas da água em relação a outras
substâncias de mesma massa molecular e também fazem com que o gelo seja menos
denso que a água, flutuando nela.
Essa última característica da água é realmente
muito interessante, pois se compararmos com outros materiais, veremos que ao
ficarem sólidos sua densidade fica maior. Já com a água não é assim: quando as
moléculas de água têm a sua temperatura diminuída elas se aproximam mais, e
isso faz com que as ligações de hidrogênio se organizem num arranjo hexagonal,
com uma estrutura cristalina em que há espaços vazios em seu interior. O
resultado é que o gelo é menos denso que a água e flutua sobre ela.
Graças a essa propriedade incomum da água é que
ocorre a manutenção da vida. Pois é por isso que o gelo formado nos lagos e
mares ficam na superfície desses. Quando a temperatura se eleva, eles derretem;
mas, se fosse o contrário, se o gelo fosse mais denso e afundasse, dificilmente
ele derreteria. Além disso, a água atinge sua densidade máxima a 4ºC, ainda no
estado líquido. Assim, quando as águas superficiais atingem essa temperatura,
elas tornam-se mais densas e afundam, causando o fenômeno de convecção, que
mistura os nutrientes dissolvidos à água, que mantém a vida de inúmeras
espécies animais e vegetais.
Outro fator interessante da água que é causado
também pelas ligações de hidrogênio é o elevado
calor específico dela (4, 184 J/gºC ou aproximadamente 4,2
joules). A vida na Terra é extremamente favorecida por essa propriedade da
água, pois permite que ela absorva grandes quantidades de energia com pequenas
variações de temperatura. Isso faz com que a Terra não sofra variações tão
bruscas de temperatura entre o dia e a noite, pois a água da atmosfera e da
superfície absorve grande quantidade de calor durante o dia, e durante a noite
devolve esse calor para o ambiente.
Pelo processo das correntes marítimas e pela
evaporação e condensação da grande quantidade de água na superfície terrestre,
o fluxo da energia térmica absorvida pela radiação solar é facilitado.
A água possui diversos aspectos exclusivos dela,
mas um último aspecto interessante e importante da água que iremos citar é que ela é capaz de dissolver grandes quantidades de
substâncias e materiais, sendo, portanto, denominada solvente universal. Essa facilidade de
dissolver diferentes tipos de substâncias também se deve à geometria e à
disposição de suas cargas. A polarização da água permite que ela separe íons de
outras substâncias, o que permite a ocorrência de diversos processos químicos,
físicos e biológicos.
Por Jennifer Rocha Vargas Fogaça em http://www.alunosonline.com.br/quimica/agua-substancia-interessante.html
