El agua es indispensable para la vida (entre un 70 al 90% del peso de los seres vivos corresponde con esta molécula). El agua la podemos definir como soporte y lugar donde apareció la vida sobre nuestro planeta. En el siglo XVIII, Cavendish formuló la molécula de agua; alejándola de la concepción de elemento químico que se arrastraba desde la antigüedad. Su fórmula química es sencilla, dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno (H2O). Pero la unión atómica es muy especial, ya que no es lineal (H-O-H) sino angular. Esta distribución tan especial hace que la molécula presente una distribución asimétrica de sus electrones, convirtiéndola en un dipolo eléctrico (la mayor carga electrónica rodea al átomo de oxígeno, frente a un déficit electrónico sobre los átomos de hidrógeno).
Esta magnífica distribución electrónica y fisionomía de la molécula determinan las numerosas propiedades fisicoquímicas que dispone; entre ellas la elevada tensión superficial.
Las moléculas de agua, al contrario de otras de similar estructura química y peso molecular, se agrupan de un modo muy especial, gracias a los enlaces por puente de hidrógeno (llevados a cabo entre un átomo de hidrógeno de una molécula y un átomo de oxígeno de otra). Este extraño enlace permite dar una elevada fuerza de cohesión a las moléculas, es decir, permanecen unidas, repercutiendo muchísimo en nuestra experiencia, la tensión superficial. La tensión superficial es una fuerza dirigida hacia el interior del seno de la masa de agua y que se origina en la superficie de la misma, favoreciéndose por la gran fuerza de cohesión que dispone nuestra unión molecular. Estas fuerzas hacen que la superficie del agua se comporte como una membrana elástica (figura 11).
La experiencia es muy sencilla y los materiales, fácilmente asequibles.
- Bandeja de disección.
- Agua.
- Pimienta en polvo.
- Lavavajillas rutinario.
Vertemos agua hasta cubrir la mitad del volumen de la bandeja de disección. Espolvorearemos la pimienta por toda la superficie. Comprobaremos que no se hunde en la masa de agua. Tomaremos a un discente que tomará una gota de lavavajillas en uno de sus dedos y la dispondrá sobre la superficie del agua, en el centro de la bandeja.
Los jabones, caso del lavavajillas que hemos utilizado, son tensoactivos. Es decir, moléculas capaces de romper la tensión superficial del agua. En definitiva, destruyen enlaces por puente de hidrógeno que unen las diferentes moléculas. Lo que podemos comprobar con esta experiencia es el extraño fenómeno de la pimienta desplazándose hasta la periferia de la bandeja, alejándose del lugar donde hemos puesto el dedo, y hundiéndose en el seno de la masa de agua (figura 12).
