¿Qué es la «poliagua»? Si sigue siendo H2O, ¿cuál es la diferencia?
• Responde: Isaac Asimov
Al describir la molécula de agua suele decirse que está compuesta por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno: H2O. Sí la cosa acabara ahí, sería una molécula pequeña con bajo punto de ebullición. El sulfuro de hidrógeno (H2S), que tiene una molécula parecida, pero más pesada (porque el S es más pesado que el O), es un gas que no se licúa hasta los -61,8 °C. Si el agua no, fuese más que H2O, se licuaría a una temperatura todavía más baja, quizá alrededor de los -80 °C.
Pero consideremos la forma de las moléculas de agua Los tres átomos forman un ángulo casi recto, con el de oxígeno en el vértice. El oxígeno comparte dos electrones con cada uno de los átomos de hidrógeno, pero el reparto no es equitativo. El oxígeno ejerce una mayor atracción sobre los electrones, de modo que éstos, con su carga eléctrica negativa, están muy del lado del oxígeno. Por eso, aunque la molécula de agua es eléctricamente neutra en su conjunto, la parte del oxígeno tiene una pequeña carga negativa, mientras que los dos átomos de hidrógeno tienen pequeñas cargas positivas que contrarrestan a aquélla.
Las cargas de signo opuesto se atraen. Hay, pues, una tendencia a que dos moléculas del agua se alineen de manera que el extremo negativo (el del oxígeno) de una de ellas quede adyacente al positivo (el del hidrógeno) de la siguiente. Esto constituye un «enlace de hidrógeno» que es veinte veces más débil que los enlaces normales que unen al hidrógeno y al oxígeno dentro de la molécula. Sin embargo, basta para que las moléculas de agua sean «pegajosas».
Debido a esta pegajosidad, las molécula de agua se unen con más facilidad y se separan con más dificultad que si no fuese así. Para superar esa fuerza pegajosa y hacer que hierva el agua, hace falta calentarla a 100 °C. Cuando la temperatura baja hasta 0°C, la prevalencia de enlaces de hidrógeno es tal, que las moléculas de agua quedan fijas en su sitio, formándose hielo. De no ser por los enlaces de hidrógeno la temperatura tendría que ser mucho más baja para que esto ocurriera.
En una molécula como la del H2S no sucede lo mismo, porque el átomo de azufre y el de hidrógeno tienen una apetencia de electrones aproximadamente igual. No hay acumulación de cargas ni a un lado ni al otro y, por consiguiente, la molécula no es «pegajosa».
Supongamos ahora que tenemos moléculas de agua en un espacio muy limitado, un tubo de vidrio muy fino, pongamos por caso. En estas condiciones tendrán que apelotonarse unas contra otras más de lo normal. El átomo de oxígeno de una de las moléculas se verá empujado muy cerca del átomo de hidrógeno del vecino, tanto, que el enlace de hidrógeno se hará tan fuerte como un enlace ordinario. Las dos moléculas se convierten en una, y a esta doble molécula se podrá enganchar otra, y luego otra, etc.
Al final habrá multitud de moléculas fuertemente, unidas entre sí, con todos los hidrógenos y oxígenos formando hexágonos regulares. La sustancia múltiple resultante es un ejemplo de «polímero». Es «agua polimerizada», o «poliagua» en abreviatura. Para poder romper esta sustancia (anunciada por vez primera por químicos soviéticos en 1.965) en moléculas H2O de vapor de agua, hay que calentarla hasta 500 °C. Y debido también a que las moléculas están aquí mucho más apelotonadas que en el agua ordinaria, la poliagua tiene una densidad 1,5 veces superior a la del agua normal.
Sin embargo, la noción de poliagua no ha sido aceptada universalmente. Muchos químicos piensan que lo que se ha llamado poliagua es en realidad agua que ha cogido impurezas o que ha disuelto un poco de vidrio. En este caso puede ser que la poliagua ni siquiera exista.
Enviado por: Paco Beruga.
Autor: Isaac Asimov. Doctor en química. Rusia.
Editor: Ricardo Santiago Netto (Administrador de Fisicanet)