Importanța și necesitatea apei în mediul de viață

Apa a constituit dintotdeauna un mister pentru inteligența umana, atât datorită proprietăților ei unice și numeroase, cât și caracterului ei puternic legat de existența și menținerea vieții pe planeta Terra. Elucidarea structurii ei chimice, H2O, nu ne spune din păcate prea multe despre potențialitățile ei ascunse și despre influențele controversate pe care aceasta le are asupra fizicului si psihicului organismelor vii. Viața a început și s-a dezvoltat în apă, drept urmare, un studiu aprofundat ne-ar putea conduce nu doar la descoperirea esenței fundamentale a apei, ci chiar și la redefinirea originilor noastre ca specie umană.

Apa este un compus care conține în molecula sa 89,89 % oxigen și restul de 11,11% hidrogen, este o substanță absolut indispersabila vieții, indiferent de forma acesteia, fiind unul dintre cei mai universali solvenți. În cele ce urmează, vom trece în revistă principalele proprietăți fizice și chimice ale acesteia, pentru a putea deduce importanța ei nu doar pentru om, cât și pentru întreg ecosistemul din care facem parte.

Molecula de apă este formată din doi atomi de hidrogen și un atom de oxigen, legați între ei prin legături covalente, unghiul dintre legături fiind de 105°. Astfel, aceasta are o structură spațială de tetraedru, cu nucleul de oxigen în centrul tetraedrului, iar la vârfuri se situeaza cei 2 protoni și cele 2 perechi de electroni neparticipanți. Centrul de masă al sarcinilor negative se află în zona oxigenului, iar centrul de masă al sarcinilor pozitive la mijlocul distanței dintre nucleele de hidrogen, motiv pentru care, molecula de H2O se orientează în câmp electric. Datorită acestor particularități, apa capătă 2 proprietăți importante:

- Moleculele se apropie prin extremitățile încărcate electronic diferit.

- Molecula de apă poate crea legaturi de H cu alte molecule de apă.[1]

Legătura de H este o interacțiune de natură electrostatică, caracteristică substanțelor care conțin în moleculă atomi de H legați de atomi puternic electronegativi(fluor, oxigen, azot, clor). Acest tip de legătură este specifică moleculelor puternic polare, ducând la asocierea lor prin atracția polilor de sarcini opuse, rezultând asociații moleculare. Distanța dintre atomi e foarte mică, iar energia legăturii de H este mai mare decât cea dintre dipoli, așadar legăturile de H se formează cu ușurință între moleculele de apă(legarea a 2 molecule de apă favorizează legarea celei de a 3-a). Aceste punți de H explică proprietățile speciale ale apei: [2]

- densitatea maximă la 4°C; deci volumul gheții este mai mare decât al apei lichide;

- căldura latentă de vaporizare (100°C), căldura specifică(cu minimul de 35°C) și conductivitatea termică deosebit de mari;

- tensiune superficială foarte mare;

- la creșterea presiunii, vîscozitatea apei scade inițial, pentru ca apoi să crească liniar cu creșterea presiunii;