💧 El agua, las soluciones y el pH

Por qué el agua es polar

El agua es H₂O: un oxígeno unido a dos hidrógenos por enlaces covalentes. Pero esos electrones no se comparten parejo. El oxígeno los jala más fuerte, así que pasan más tiempo de su lado.

Súmale que la molécula no es recta, sino angulada, y el resultado es que el extremo del oxígeno queda con carga ligeramente negativa y el de los hidrógenos, con carga ligeramente positiva. Eso es ser una molécula polar: tener dos extremos con cargas opuestas, como un imán.

Y como es polar, una molécula de agua atrae a las vecinas: el lado positivo de una se pega al lado negativo de otra. Esa atracción débil se llama enlace o puente de hidrógeno, y aunque cada uno vale poco, hay tantos que juntos explican casi todo el tema.

Dato: Un puente de hidrógeno es unas veinte veces más débil que un enlace covalente. Por eso el agua fluye —los puentes se rompen y se rehacen todo el tiempo— y por eso, al mismo tiempo, cuesta tanto trabajo hervirla.

Lo que se sigue de la polaridad

Estas cinco propiedades no son una lista que memorizar: las cinco son consecuencia de lo mismo. Conviene poder explicar cada una diciendo «porque las moléculas de agua se atraen entre sí».

• Cohesión y tensión superficial

  Las moléculas se pegan entre sí. Por eso el agua forma gotas y por eso su superficie aguanta el peso de un insecto que camina sobre un charco.

• Adhesión y capilaridad

  También se pegan a otras superficies. Por eso el agua sube sola por un tubo delgado, y por eso un árbol de treinta metros lleva agua hasta sus hojas sin ninguna bomba.

• Disolvente universal

  Al ser polar, rodea y separa a otras sustancias polares y a los iones. Por eso la sangre, la savia y el citoplasma son casi todos agua: es el medio donde todo lo demás viaja y reacciona.

• Resiste los cambios de temperatura

  Hay que meterle mucha energía para calentarla, porque primero se gasta en romper puentes de hidrógeno. Eso amortigua los cambios: el mar tarda en calentarse y tu cuerpo no se sobrecalienta en cuanto corres.

• El hielo flota

  Casi todo se vuelve más denso al enfriarse; el agua no: por debajo de 4 °C sus moléculas se acomodan más separadas. Por eso los lagos se congelan por arriba y los peces siguen vivos abajo.

Dato: También por polaridad hay sustancias que NO se mezclan con el agua: el aceite es no polar, así que las moléculas de agua se agarran entre ellas y lo dejan aparte. Es exactamente lo que mantiene junta a la membrana de tus células.

Mezclas: soluciones, suspensiones y coloides

Cuando dos sustancias se juntan sin reaccionar, hay una mezcla: cada una conserva sus propiedades y se pueden separar. Es distinto de un compuesto, donde ya hubo reacción y las propiedades son otras.

En una solución todo queda repartido parejo: es una mezcla homogénea. Lo que se disuelve es el soluto y aquello en lo que se disuelve es el disolvente. En el agua de sabor, el polvo es el soluto y el agua el disolvente.

Ácidos, bases y la escala de pH

Algunas sustancias, al disolverse en agua, sueltan iones de hidrógeno (H⁺): son los ácidos. Otras sueltan iones hidróxido (OH⁻): son las bases. Entre más de esos iones suelte, más fuerte es una u otra.

El pH mide cuántos iones H⁺ hay en una solución. Va de 0 a 14: el agua pura es neutra y vale 7, abajo de 7 es ácido y arriba de 7 es básico.

Y la escala no es lineal: cada número es diez veces. Un jugo de limón de pH 2 no es «un poquito» más ácido que un jugo de naranja de pH 3, es diez veces más; y comparado con agua pura, cien mil veces.

• Ácidos de todos los días

  Jugo gástrico (pH 1-2), jugo de limón y vinagre (2-3), refresco (3), café (5). La lluvia normal es ligeramente ácida: pH 5.6.

• Bases de todos los días

  Bicarbonato de sodio (9), agua jabonosa (10), amoníaco de limpieza (11), destapacaños (13-14).

• Tu cuerpo, casi neutro

  La sangre se mantiene alrededor de 7.4 y las células trabajan entre 6.5 y 7.5. Fuera de ese rango, las enzimas dejan de funcionar.

Dato: El estómago es la excepción llamativa: pH cercano a 2, tan ácido que disolvería un clavo. Por eso su pared se renueva cada pocos días, y por eso una úlcera duele como duele.

Los amortiguadores: mantener el pH quieto

Si el pH de tu sangre bajara medio punto, las enzimas empezarían a fallar y morirías en horas. Y sin embargo comes limón, refresco y cosas que sobran de ácido todos los días.

Lo que lo impide son los amortiguadores: mezclas que reaccionan tanto con ácidos como con bases y absorben el golpe, manteniendo el pH dentro de un rango estrecho. En la sangre el principal es el sistema del bicarbonato.

Es un ejemplo perfecto de homeostasis: el cuerpo no evita que le lleguen ácidos, sino que tiene un mecanismo para que ese cambio no lo mueva de su punto de equilibrio.

Dato: Un antiácido es un amortiguador que te tomas: neutraliza parte del ácido del estómago y sube su pH lo suficiente para que deje de arder.