VIAGEM PELA Química

Os Mistérios da Água

Aparentemente simples, sem cor nem sabor, a água surpreende com as suas propriedades únicas, que tornam possível o mundo em que vivemos. E quanto mais os cientistas examinam o elemento H2O, mais estranho ele parece.

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O invulgar comportamento da água

A água é das poucas substâncias do planeta cuja fórmula química quase toda a gente conhece: H2O. Mas este líquido aparentemente simples, composto por dois átomos de hidrogénio e um de oxigénio, desafia as regras da maioria dos elementos e continua a fascinar aqueles que aprofundam o estudo das suas características.

Logo à partida, não é vulgar encontrar um elemento que se encontra facilmente nas formas líquida, sólida e gasosa. Há substâncias que podem assumir um ou outro estado, mas só mudam de forma sob a influência de temperaturas ou condições extremas.

E existem outros fenómenos quimicamente únicos. Um deles é o facto de a água se tornar menos densa no seu estado sólido e, por isso, flutuar sobre a água líquida, o que permite que o fundo dos lagos e dos oceanos não congele e se mantenha cheio de vida durante todo o ano. E o que possibilitou também, ao longo dos milénios, a sobrevivência de formas complexas de vida, apesar dos sucessivos períodos glaciares. Por outro lado, a maioria das substâncias contrai quando congela, mas a água expande, porque as suas moléculas adquirem uma forma de malha cristalizada com uma estrutura hexagonal.

Também o comportamento térmico é interessante: a água necessita de mais calor do que o ar para aumentar de temperatura, demorando mais tempo a aquecer. É por isso que o ar em contacto com o oceano se mantém mais fresco durante o dia do que aquele que se encontra sobre o continente, servindo a água como um regulador de temperatura nas zonas costeiras.

Mais estranho ainda, porque parece contrariar as leis da termodinâmica, é o facto de a água quente, sob certas condições, congelar mais depressa do que a fria, algo que foi designado por efeito Mpemba, o nome do jovem de 13 anos que descobriu, numa experiência na sala de aula, em 1963, na Tanzânia, que o gelado quente congelava mais depressa que o frio.

O poder da atração

A água quebra todas as regras que os químicos vêm elaborando desde o século XIX em relação àquilo que os líquidos podem fazer. Tudo começa nos átomos leves que formam a molécula de água – hidrogénio e oxigénio – e que, sob as condições ambientais da superfície da Terra, faria mais sentido darem origem a uma substância gasosa. É o que acontece, por exemplo, com o sulfeto de hidrogénio (H2S), embora tenha o dobro do peso molecular da água, e com outras moléculas de tamanhos semelhantes, como o amoníaco (NH3).

A explicação para este estranho comportamento parece encontrar-se numa intrigante capacidade de atração. Cada molécula de água consegue formar até quatro ligações entre os seus átomos de hidrogénio e o átomo de oxigénio de outra molécula, o que forma, coletivamente, uma coesão única e explica por que razão a água se encontra em estado líquido na superfície do planeta.

Esta forte elo entre as moléculas fica bem visível na tensão superficial de um corpo de água, que é muito superior à de outros líquidos e permite, por exemplo, que os insetos deslizem sobre ela sem afundarem. Também torna a água difícil de comprimir e, por isso, fácil de mover com a aplicação de energia de um dos lados – é esse princípio que faz com que ela corra nas nossas torneiras.

Um elemento essencial à vida

Para além de representar 60 a 75% do peso do corpo humano, com um papel essencial na estrutura das células, quase todas as reações químicas dos processos que dão origem e mantêm a vida decorrem em soluções de água. Juntamente com as enzimas, a água consegue dividir as moléculas do corpo, transformando, por exemplo, os hidratos de carbono em glucose ou as gorduras nos seus constituintes glicerol e ácidos gordos.

Além disso, considerada um solvente universal – graças a não só se agarrar naturalmente a si própria, mas também a quase tudo aquilo que toca – a água tem a capacidade incrível de dissolver diversas substâncias, o que lhe permite transportar nutrientes e minerais dentro dos organismos vivos. Este movimento é possível graças aos já referidos elos entre os átomos de hidrogénio, que permitem às moléculas puxarem umas pelas outras através dos pequeníssimos vasos sanguíneos do corpo, mesmo contra a força da gravidade. Um fenómeno que também acontece nas plantas, que conseguem puxar água das profundezas do solo para alimentar com nutrientes os seus ramos e folhas.

É ainda graças à polaridade da molécula de água – com uma região de carga positiva junto aos átomos de hidrogénio e uma negativa perto do átomo de oxigénio – que este líquido se torna eficaz como solvente de compostos iónicos (aqueles que possuem elementos minerais) fundamentais para a saúde, como é o caso do cloreto de sódio, o vulgar sal.

A água que precisamos de proteger

A água é um bem essencial e escasso. Embora cubra 71% da superfície da Terra, só 3% é doce e, desta, 22% encontra-se em aquíferos de difícil acesso e 77% é gelo. Diretamente disponível para consumo humano resta, portanto, menos de 1% da água do planeta.

Segundo o relatório de 2023 do Painel Intergovernamental para as Alterações Climáticas (IPCC), aproximadamente metade da população mundial sofre com uma grave escassez de água pelos menos durante parte do ano. Já a Organização Mundial de Saúde reportou que, em 2022, existiam 2,2 mil milhões de pessoas que não dispunham de água potável segura.

Com as mudanças climáticas, os períodos de escassez serão uma realidade cada vez mais frequente a nível global e, ao mesmo tempo, a água surge cada vez mais acompanhada por poluentes. É, assim, essencial encontrar estratégias inovadoras para a gestão e também a reutilização deste recurso.

Empresas como a Bondalti Water – especializada em soluções para o Ciclo Integral da Água – disponibilizam tecnologia de ponta para o tratamento e a purificação de água, bem como para a sua reutilização, garantindo o equilíbrio entre o crescimento económico e o cuidado com o ambiente.

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