Jefri
17-12-2014, 17:08
L'ACQUA
Dal dizionario Zanichelli:“Liquido trasparente, incolore, inodore, insapore; la sua molecola è formata da 2 atomi di idrogeno e 1 di ossigeno; è costituente fondamentale degli organismi viventi, diffusissima in natura, indispensabile a molti processi chimici del mondo organico e minerale.”
Noi acquariofili ci abbiamo a che fare tutti i giorni. E’ la base della nostra passione. Senza di essa non ci sarebbe acquariofilia, acquari, pesci ma nemmeno la vita sulla Terra. Siamo fatti di acqua, la respiriamo, la usiamo per nutrirci e ne siamo circondati. Circa il 70% della superficie del globo è costituito da acqua e la stessa percentuale rappresenta il peso di una cellula eucariote.
9967
(Fonte: Wikipedia)
Siamo così intimamente legati a questa sostanza da non considerarla neppure. Essa ha proprietà straordinarie di cui, spesso, non ci rendiamo conto. La precisa posizione che la Terra assume nell’universo permette a questa molecola di essere presente, per la maggior parte, nella sua forma liquida: un aspetto fondamentale per la vita. Queste particolari proprietà dell’acqua, che affronteremo lungo l’articolo, sono derivate dalla sua specifica conformazione.
UN PO’ DI CHIMICA
Una molecola d’acqua è formata da un atomo di ossigeno e da due atomi di idrogeno, in una conformazione a “V”, con un angolo tra gli atomi di idrogeno di 104,5°.
9963
9964
Nell’immagine sopra noterete i simboli “δ, delta minuscolo”, associati ad un + o -. Il “delta” indica una zona con una parziale carica. Andiamo a vedere cosa succede in seno ad una molecola d’acqua…
L’atomo di idrogeno e quello di ossigeno sono legati tramite un legame covalente. Gli atomi contengono al loro interno i protoni (positivi) e i neutroni (neutri), mentre esternamente si presentano gli elettroni (negativi). Immaginate di avere, come in immagine, due sfere caricate positivamente e, tra di esse, due piccole sfere caricate negativamente. In questo modo ogni membro del gruppo sarà attratto da un altro, in una conformazione stabile. Questo è il modo in cui i due atomi (positivi) di ossigeno e idrogeno riescono a rimanere “legati”: essi condividono una coppia di elettroni che li lega entrambi.
Cosa succederebbe però se uno dei due nuclei avesse una carica positiva più forte e fosse in grado di attrarre maggiormente la coppia di elettroni negativi? E’ esattamente ciò che succede nella molecola d’acqua; l’ossigeno, che ha nel suo nucleo molti protoni, riesce ad attrarre maggiormente a sé gli elettroni rispetto all’idrogeno, che porta un singolo protone. Come risultato avremo che la coppia di elettroni sarà maggiormente spostata verso l’ossigeno, lasciando “scoperte” le cariche positive dei nuclei degli atomi di idrogeno. Avremo, perciò, un atomo di ossigeno con molti elettroni negativi attorno, sul quale si verrà a creare una zona di parziale carica negativa attorno ad esso, fenomeno indicato con δ-. Intorno agli atomi di idrogeno, lontani dagli elettroni e con solo i nuclei scoperti, si creerà il contrario: una zona di parziale carica positiva, indicata con δ+. Come risultato, nell’intera molecola, si formerà una zona carica positivamente e una carica negativamente.
Embè direte voi?! E’ proprio questo fatto che rende l’acqua tanto speciale! In senso lato avremo una “molecola-calamita”, una molecola polare: con una zona carica positivamente e una carica negativamente. Ovviamente le zone con cariche opposte si attrarranno a vicenda e, in ambito chimico, questo fenomeno prende il nome specifico di Legame a idrogeno, o legame idrogeno.
Il fatto che l’acqua sia una sostanza polare la rende un ottimo “scioglitore”, un solvente. Qualsiasi sostanza che sia anch’essa polare (che presenti cioè una carica elettrica) può venire sciolta facilmente dall’acqua. Le molecole d’acqua instaurano dei deboli legami con le sostanze da sciogliere (i soluti) interagendo con i legami degli stessi. L’olio, la benzina, l’alcol e molte altre sostanze sono apolari, non presentano cioè cariche, così non possono essere sciolte in acqua perché questa non ha elementi a cui aggrapparsi. Anche molti gas per noi importanti sono apolari, quindi difficilmente miscibili in acqua: ossigeno e anidride carbonica sono forse quelli che più ci interessano, sia come acquariofili sia come umani. Se nel secondo caso i sistemi biologici hanno sviluppato dei trasportatori di questi gas, come succede nel sangue(emoglobina e mioglobina), nel primo caso sarà difficile tenere legate queste due molecole ai sistemi acquosi (e lo sa bene chi si occupa di plantacquari quanto sia difficile tenere l’anidride carbonica in acqua).
PROPRIETA’ DELL’ACQUA
La polarità dell’acqua e le forze reciproche tra le molecole, che abbiamo chiamato legame idrogeno, fanno sì che questa sostanza abbia caratteristiche piuttosto uniche, intimamente legate con la nostra presenza sulla terra.
9971
(Fonte: Wikipedia. La formazione delle goccie è dovuta alla tensione interna delle molecole d'acqua)
L’acqua ha una temperatura di ebollizione molto alta, se paragonata a molecole con struttura simile, congela intorno agli 0°C, ha un calore specifico (calore necessario per innalzare di 1°C 1g di materia) molto alto, è un ottimo solvente e, cosa molto importante, possiede la sua massima densità attorno ai 4°C. Mi voglio soffermare solo sull’ultima, per le altre ci vorrebbero articoli interni, ma sappiate che sono tutte caratteristiche di importanza basilare per la vita sulla terra. Il fatto che l’acqua abbia massima densità attorno ai 4°C fa si che nei sistemi acquatici dolci il ghiaccio, che è attorno agli 0°C, galleggi sull’acqua più densa che sta in basso.
9966
(Fonte: Wikipedia)
Questo permette di avere acqua liquida sul fondo e di permettere la continuità della vita. Se la forma solida, il ghiaccio, fosse più densa della forma liquida i laghi si congelerebbero a partire dalla profondità, arrivando a congelare tutta la colonna d’acqua, e questo comporterebbe la morte per quasi tutte le forme di vita superiori. Se un qualsiasi specchio d’acqua ha una profondità superiore agli 80cm, anche con temperature piuttosto rigide possiamo stare tranquilli che non ghiaccerà nel fondo, fenomeno molto conosciuto da chi progetta laghetti esterni.
DOVE NASCE L’ACQUA?
Argomento piuttosto dibattuto, negli ultimi tempi sembra che i ricercatori stiano trovando alcuni punti d’incontro. Tra le maggiori teorie troviamo quella che vuole la nascita dell’acqua come una cosa interna: teoria endogena, oppure come una cosa esterna: teoria esogena. Secondo la teoria endogena, nelle prime fasi di vita della terra, le enormi eruzioni vulcaniche avrebbero riversato nell’atmosfera grosse quantità di gas che, durante il raffreddamento della crosta, si sarebbero condensati dando vita alle masse d’acqua presenti sul pianeta.
9970
(Fonte: Wikipedia)
Secondo la teoria esogena, invece, l’acqua terrestre deriva da comete contenenti migliaia di tonnellate d’acqua e da ammassi di ghiaccio che, a contatto con l’atmosfera terrestre, nebulizzano e ricadono sotto forma di pioggia. La questione è ancora molto controversa, ma è probabile che sia stato un insieme di questi fattori a portare l’oro blu sul pianeta terra.
9969
(Fonte: Wikipedia)
L’acqua però è tutt’altro che stabile. Ancora ai giorni nostri perpetua un incessante ciclo di cambiamenti conosciuto come “Ciclo dell’acqua”.
Da Wikipedia:” Il ciclo idrologico o ciclo dell'acqua è la successione dei fenomeni di flusso e circolazione dell'acqua all'interno dell'idrosfera terrestre, e i cambiamenti del suo stato fisico (liquida, gassosa e solida). Il ciclo idrologico si riferisce ai continui scambi di massa idrica tra l'atmosfera, la terra, le acque superficiali, le acque sotterranee e gli organismi. Oltre all'accumulo in varie zone (come gli oceani che sono le più grandi zone di accumulo idrico), i molteplici cicli che compie l'acqua terrestre includono i seguenti processi fisici: evaporazione, condensazione, precipitazione, infiltrazione, scorrimento e flusso sotterraneo. La scienza che studia il ciclo dell'acqua è l'idrologia.”
9965
CHE COS’E’ L’ACQUA? E’ TUTTA UGUALE?
L’acqua come la intendiamo noi non è una sostanza pura, bensì ricca di altri elementi che la arricchiscono. L’acqua pura ha, infatti, caratteristiche che non si addicono alla vita come noi la conosciamo. Vediamone le particolarità:
DUREZZA E FORZA OSMOTICA:
H2O presenta una conducibilità di 0, ed è cioè un isolante. Ciò che rende l’acqua un conduttore sono i Sali in essa disciolti, che ne fanno aumentare la conducibilità. I Sali, una volta sciolti, si scindono nella loro parte positiva (catione) e in quella negativa (anione). Nel caso del sale da cucina, NaCl, in acqua si “spacca” e diventa Na+ (ione sodio) e Cl-(ione cloro). Le cariche opposte che prima tenevano insieme la molecola sono sostituite dalle cariche presenti sulla molecola d’acqua. Tutte queste “cariche vaganti” fanno sì che l’elettricità sia meglio condotta in acqua: maggiori sono i Sali disciolti, maggiore è la conducibilità.
http://tapatalk.imageshack.com/v2/15/01/08/f454d903d26c5e28c22d7dcd4f865a93.jpg
La qualità chimica di un’acqua viene caratterizzata dalle sostanze in essa disciolte. Il gusto che percepiamo bevendola è dato dai Sali e dai metalli in soluzione. Tutti sappiamo la differenza che corre tra un’acqua povera di Sali, come quelle montane, o quelle dure di pianura fino ad arrivare a quelle salate delle lagune e dei mari. La pioggia è, idealmente, acqua pura, che ne rispecchia tutte le caratteristiche. Motivo per cui in alta montagna troviamo acque paragonabili a quelle osmotiche (anticamente l’acqua piovana era usata al posto di quella osmotica, e se l’aria non fosse inquinata, non ci sarebbe nessuna controindicazione a farlo anche oggi). A mano a mano che i corsi d’acqua scendono verso valle, si arricchiscono di Sali dalle rocce e dai terreni, aumentandone la conducibilità. Motivo per cui i mari sono salati!
http://tapatalk.imageshack.com/v2/15/01/08/c144fd26716664c1f277a58d1b2d0e4d.jpg
Il discorso della pressione osmotica è un po’ più complesso. Immaginate di avere un acquario, diviso a metà da una membrana semipermeabile, che lascia passare solo l’acqua ma non i soluti. Le due soluzioni hanno la stessa concentrazione. L’acqua, potendo passare attraverso la membrana, avrà lo stesso flusso in ambo le direzioni, mantenendo uguali i livelli delle due fasi.
9972
La membrana semipermeabile illustrata sopra potrebbe rappresentare anche la cute di un pesce. Quando la soluzione interna e quella esterna hanno la stessa concentrazione il flusso d’acqua che entra e che esce dall’animale è simile. Ma questa è una condizione che accade solo in specie di acqua dolce molto dura. I pesci che vivono in acque tenere tendono a gonfiarsi (l’acqua ha flusso maggiore verso la zona più concentrata), motivo per cui possiedono un sistema di osmoregolazione interna molto efficace. Le specie di acqua marina, invece, hanno il problema opposto: tenderebbero a veder la propria acqua interna fuoriuscire dall’organismo. Ogni specie ha adottato diversi sistemi per regolare la propria pressione osmotica, in base all’ambiente in cui si è evoluta. Nota particolare sono quelle specie che vivono in lagune o estuari dove i valori di durezze, salinità e pH possono subire sbalzi notevoli durante l’arco della giornata. Pensate la complessità fisiologica che un organismo di queste zone deve evolvere!
pH:
L’acqua pura ha un pH neutro. Il pH indica la quantità di acido presente, dove “p” indica la concentrazione degli ioni idrogeno H+, che sono il prodotto degli acidi che si scompongono in acqua, come succede per i Sali (p=-log[H+]). Ma perché il pH neutro è 7 e la sua scala varia da 0 a 14? Vediamolo..
Riducendo l’argomento ai minimi termini andiamo a vedere cosa succede nell’acqua pura. Quasi tutte le molecole d’acqua saranno nella loro conformazione più stabile, ovvero H2O. Alcune di queste (circa una molecola ogni 5,6x10^8), però, tenderanno a presentarsi sotto forma ionica, ovvero la molecola d’acqua si scomporrà in uno ione idrogeno e in uno ione ossidrile, secondo la rezione reversibile (significa che avviene in ambo le direzioni, l’acqua si ionizza ma dagli ioni si riforma la molecola iniziale):
H2O[emoji662]H++OH-
Lo ione idrogeno, ma anche lo ione idrossile, avranno una concentrazione in acqua di 10-7 Mol (moli).
Siccome il pH=-log[H+], dove parentesi quadrate “[]” indicano la concentrazione molare Mol, in acqua pura avremo un pH di:
pH=-log[H+]=-log 10-7Mol=7
Il valore del pH di una soluzione perfettamente neutra non è stato scelto arbitrariamente; esso deriva dal valore assoluto del prodotto ionico dell’acqua a 25°C (cioè la concentrazione di ioni in acqua), e solo casualmente è un numero intero. Le soluzioni che hanno un valore superiore a 7 sono alcaline (o basiche), mentre quelle con un pH inferiore a 7 sono acide. Se ne deduce che maggiore è la concentrazione degli ioni idrogeno [H+] minore sarà il valore del pH.
L'acqua è un bene preziosissimo, sfruttata, dispersa, contaminata, la stiamo sempre più "perdendo". L'ingordigia del mondo civilizzato richiede un consumo di circa 300 litri/giorno/persona, contro i 20-30 l/g/p delle zone più povere del mondo. L'acqua potabile si sta riducendo sempre di più, a fronte di un consumo sempre più elevato ogni anno che passa.
Ricordiamoci che senza acqua non c'è neanche vita.
Dal dizionario Zanichelli:“Liquido trasparente, incolore, inodore, insapore; la sua molecola è formata da 2 atomi di idrogeno e 1 di ossigeno; è costituente fondamentale degli organismi viventi, diffusissima in natura, indispensabile a molti processi chimici del mondo organico e minerale.”
Noi acquariofili ci abbiamo a che fare tutti i giorni. E’ la base della nostra passione. Senza di essa non ci sarebbe acquariofilia, acquari, pesci ma nemmeno la vita sulla Terra. Siamo fatti di acqua, la respiriamo, la usiamo per nutrirci e ne siamo circondati. Circa il 70% della superficie del globo è costituito da acqua e la stessa percentuale rappresenta il peso di una cellula eucariote.
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(Fonte: Wikipedia)
Siamo così intimamente legati a questa sostanza da non considerarla neppure. Essa ha proprietà straordinarie di cui, spesso, non ci rendiamo conto. La precisa posizione che la Terra assume nell’universo permette a questa molecola di essere presente, per la maggior parte, nella sua forma liquida: un aspetto fondamentale per la vita. Queste particolari proprietà dell’acqua, che affronteremo lungo l’articolo, sono derivate dalla sua specifica conformazione.
UN PO’ DI CHIMICA
Una molecola d’acqua è formata da un atomo di ossigeno e da due atomi di idrogeno, in una conformazione a “V”, con un angolo tra gli atomi di idrogeno di 104,5°.
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Nell’immagine sopra noterete i simboli “δ, delta minuscolo”, associati ad un + o -. Il “delta” indica una zona con una parziale carica. Andiamo a vedere cosa succede in seno ad una molecola d’acqua…
L’atomo di idrogeno e quello di ossigeno sono legati tramite un legame covalente. Gli atomi contengono al loro interno i protoni (positivi) e i neutroni (neutri), mentre esternamente si presentano gli elettroni (negativi). Immaginate di avere, come in immagine, due sfere caricate positivamente e, tra di esse, due piccole sfere caricate negativamente. In questo modo ogni membro del gruppo sarà attratto da un altro, in una conformazione stabile. Questo è il modo in cui i due atomi (positivi) di ossigeno e idrogeno riescono a rimanere “legati”: essi condividono una coppia di elettroni che li lega entrambi.
Cosa succederebbe però se uno dei due nuclei avesse una carica positiva più forte e fosse in grado di attrarre maggiormente la coppia di elettroni negativi? E’ esattamente ciò che succede nella molecola d’acqua; l’ossigeno, che ha nel suo nucleo molti protoni, riesce ad attrarre maggiormente a sé gli elettroni rispetto all’idrogeno, che porta un singolo protone. Come risultato avremo che la coppia di elettroni sarà maggiormente spostata verso l’ossigeno, lasciando “scoperte” le cariche positive dei nuclei degli atomi di idrogeno. Avremo, perciò, un atomo di ossigeno con molti elettroni negativi attorno, sul quale si verrà a creare una zona di parziale carica negativa attorno ad esso, fenomeno indicato con δ-. Intorno agli atomi di idrogeno, lontani dagli elettroni e con solo i nuclei scoperti, si creerà il contrario: una zona di parziale carica positiva, indicata con δ+. Come risultato, nell’intera molecola, si formerà una zona carica positivamente e una carica negativamente.
Embè direte voi?! E’ proprio questo fatto che rende l’acqua tanto speciale! In senso lato avremo una “molecola-calamita”, una molecola polare: con una zona carica positivamente e una carica negativamente. Ovviamente le zone con cariche opposte si attrarranno a vicenda e, in ambito chimico, questo fenomeno prende il nome specifico di Legame a idrogeno, o legame idrogeno.
Il fatto che l’acqua sia una sostanza polare la rende un ottimo “scioglitore”, un solvente. Qualsiasi sostanza che sia anch’essa polare (che presenti cioè una carica elettrica) può venire sciolta facilmente dall’acqua. Le molecole d’acqua instaurano dei deboli legami con le sostanze da sciogliere (i soluti) interagendo con i legami degli stessi. L’olio, la benzina, l’alcol e molte altre sostanze sono apolari, non presentano cioè cariche, così non possono essere sciolte in acqua perché questa non ha elementi a cui aggrapparsi. Anche molti gas per noi importanti sono apolari, quindi difficilmente miscibili in acqua: ossigeno e anidride carbonica sono forse quelli che più ci interessano, sia come acquariofili sia come umani. Se nel secondo caso i sistemi biologici hanno sviluppato dei trasportatori di questi gas, come succede nel sangue(emoglobina e mioglobina), nel primo caso sarà difficile tenere legate queste due molecole ai sistemi acquosi (e lo sa bene chi si occupa di plantacquari quanto sia difficile tenere l’anidride carbonica in acqua).
PROPRIETA’ DELL’ACQUA
La polarità dell’acqua e le forze reciproche tra le molecole, che abbiamo chiamato legame idrogeno, fanno sì che questa sostanza abbia caratteristiche piuttosto uniche, intimamente legate con la nostra presenza sulla terra.
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(Fonte: Wikipedia. La formazione delle goccie è dovuta alla tensione interna delle molecole d'acqua)
L’acqua ha una temperatura di ebollizione molto alta, se paragonata a molecole con struttura simile, congela intorno agli 0°C, ha un calore specifico (calore necessario per innalzare di 1°C 1g di materia) molto alto, è un ottimo solvente e, cosa molto importante, possiede la sua massima densità attorno ai 4°C. Mi voglio soffermare solo sull’ultima, per le altre ci vorrebbero articoli interni, ma sappiate che sono tutte caratteristiche di importanza basilare per la vita sulla terra. Il fatto che l’acqua abbia massima densità attorno ai 4°C fa si che nei sistemi acquatici dolci il ghiaccio, che è attorno agli 0°C, galleggi sull’acqua più densa che sta in basso.
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(Fonte: Wikipedia)
Questo permette di avere acqua liquida sul fondo e di permettere la continuità della vita. Se la forma solida, il ghiaccio, fosse più densa della forma liquida i laghi si congelerebbero a partire dalla profondità, arrivando a congelare tutta la colonna d’acqua, e questo comporterebbe la morte per quasi tutte le forme di vita superiori. Se un qualsiasi specchio d’acqua ha una profondità superiore agli 80cm, anche con temperature piuttosto rigide possiamo stare tranquilli che non ghiaccerà nel fondo, fenomeno molto conosciuto da chi progetta laghetti esterni.
DOVE NASCE L’ACQUA?
Argomento piuttosto dibattuto, negli ultimi tempi sembra che i ricercatori stiano trovando alcuni punti d’incontro. Tra le maggiori teorie troviamo quella che vuole la nascita dell’acqua come una cosa interna: teoria endogena, oppure come una cosa esterna: teoria esogena. Secondo la teoria endogena, nelle prime fasi di vita della terra, le enormi eruzioni vulcaniche avrebbero riversato nell’atmosfera grosse quantità di gas che, durante il raffreddamento della crosta, si sarebbero condensati dando vita alle masse d’acqua presenti sul pianeta.
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(Fonte: Wikipedia)
Secondo la teoria esogena, invece, l’acqua terrestre deriva da comete contenenti migliaia di tonnellate d’acqua e da ammassi di ghiaccio che, a contatto con l’atmosfera terrestre, nebulizzano e ricadono sotto forma di pioggia. La questione è ancora molto controversa, ma è probabile che sia stato un insieme di questi fattori a portare l’oro blu sul pianeta terra.
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(Fonte: Wikipedia)
L’acqua però è tutt’altro che stabile. Ancora ai giorni nostri perpetua un incessante ciclo di cambiamenti conosciuto come “Ciclo dell’acqua”.
Da Wikipedia:” Il ciclo idrologico o ciclo dell'acqua è la successione dei fenomeni di flusso e circolazione dell'acqua all'interno dell'idrosfera terrestre, e i cambiamenti del suo stato fisico (liquida, gassosa e solida). Il ciclo idrologico si riferisce ai continui scambi di massa idrica tra l'atmosfera, la terra, le acque superficiali, le acque sotterranee e gli organismi. Oltre all'accumulo in varie zone (come gli oceani che sono le più grandi zone di accumulo idrico), i molteplici cicli che compie l'acqua terrestre includono i seguenti processi fisici: evaporazione, condensazione, precipitazione, infiltrazione, scorrimento e flusso sotterraneo. La scienza che studia il ciclo dell'acqua è l'idrologia.”
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CHE COS’E’ L’ACQUA? E’ TUTTA UGUALE?
L’acqua come la intendiamo noi non è una sostanza pura, bensì ricca di altri elementi che la arricchiscono. L’acqua pura ha, infatti, caratteristiche che non si addicono alla vita come noi la conosciamo. Vediamone le particolarità:
DUREZZA E FORZA OSMOTICA:
H2O presenta una conducibilità di 0, ed è cioè un isolante. Ciò che rende l’acqua un conduttore sono i Sali in essa disciolti, che ne fanno aumentare la conducibilità. I Sali, una volta sciolti, si scindono nella loro parte positiva (catione) e in quella negativa (anione). Nel caso del sale da cucina, NaCl, in acqua si “spacca” e diventa Na+ (ione sodio) e Cl-(ione cloro). Le cariche opposte che prima tenevano insieme la molecola sono sostituite dalle cariche presenti sulla molecola d’acqua. Tutte queste “cariche vaganti” fanno sì che l’elettricità sia meglio condotta in acqua: maggiori sono i Sali disciolti, maggiore è la conducibilità.
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La qualità chimica di un’acqua viene caratterizzata dalle sostanze in essa disciolte. Il gusto che percepiamo bevendola è dato dai Sali e dai metalli in soluzione. Tutti sappiamo la differenza che corre tra un’acqua povera di Sali, come quelle montane, o quelle dure di pianura fino ad arrivare a quelle salate delle lagune e dei mari. La pioggia è, idealmente, acqua pura, che ne rispecchia tutte le caratteristiche. Motivo per cui in alta montagna troviamo acque paragonabili a quelle osmotiche (anticamente l’acqua piovana era usata al posto di quella osmotica, e se l’aria non fosse inquinata, non ci sarebbe nessuna controindicazione a farlo anche oggi). A mano a mano che i corsi d’acqua scendono verso valle, si arricchiscono di Sali dalle rocce e dai terreni, aumentandone la conducibilità. Motivo per cui i mari sono salati!
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Il discorso della pressione osmotica è un po’ più complesso. Immaginate di avere un acquario, diviso a metà da una membrana semipermeabile, che lascia passare solo l’acqua ma non i soluti. Le due soluzioni hanno la stessa concentrazione. L’acqua, potendo passare attraverso la membrana, avrà lo stesso flusso in ambo le direzioni, mantenendo uguali i livelli delle due fasi.
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La membrana semipermeabile illustrata sopra potrebbe rappresentare anche la cute di un pesce. Quando la soluzione interna e quella esterna hanno la stessa concentrazione il flusso d’acqua che entra e che esce dall’animale è simile. Ma questa è una condizione che accade solo in specie di acqua dolce molto dura. I pesci che vivono in acque tenere tendono a gonfiarsi (l’acqua ha flusso maggiore verso la zona più concentrata), motivo per cui possiedono un sistema di osmoregolazione interna molto efficace. Le specie di acqua marina, invece, hanno il problema opposto: tenderebbero a veder la propria acqua interna fuoriuscire dall’organismo. Ogni specie ha adottato diversi sistemi per regolare la propria pressione osmotica, in base all’ambiente in cui si è evoluta. Nota particolare sono quelle specie che vivono in lagune o estuari dove i valori di durezze, salinità e pH possono subire sbalzi notevoli durante l’arco della giornata. Pensate la complessità fisiologica che un organismo di queste zone deve evolvere!
pH:
L’acqua pura ha un pH neutro. Il pH indica la quantità di acido presente, dove “p” indica la concentrazione degli ioni idrogeno H+, che sono il prodotto degli acidi che si scompongono in acqua, come succede per i Sali (p=-log[H+]). Ma perché il pH neutro è 7 e la sua scala varia da 0 a 14? Vediamolo..
Riducendo l’argomento ai minimi termini andiamo a vedere cosa succede nell’acqua pura. Quasi tutte le molecole d’acqua saranno nella loro conformazione più stabile, ovvero H2O. Alcune di queste (circa una molecola ogni 5,6x10^8), però, tenderanno a presentarsi sotto forma ionica, ovvero la molecola d’acqua si scomporrà in uno ione idrogeno e in uno ione ossidrile, secondo la rezione reversibile (significa che avviene in ambo le direzioni, l’acqua si ionizza ma dagli ioni si riforma la molecola iniziale):
H2O[emoji662]H++OH-
Lo ione idrogeno, ma anche lo ione idrossile, avranno una concentrazione in acqua di 10-7 Mol (moli).
Siccome il pH=-log[H+], dove parentesi quadrate “[]” indicano la concentrazione molare Mol, in acqua pura avremo un pH di:
pH=-log[H+]=-log 10-7Mol=7
Il valore del pH di una soluzione perfettamente neutra non è stato scelto arbitrariamente; esso deriva dal valore assoluto del prodotto ionico dell’acqua a 25°C (cioè la concentrazione di ioni in acqua), e solo casualmente è un numero intero. Le soluzioni che hanno un valore superiore a 7 sono alcaline (o basiche), mentre quelle con un pH inferiore a 7 sono acide. Se ne deduce che maggiore è la concentrazione degli ioni idrogeno [H+] minore sarà il valore del pH.
L'acqua è un bene preziosissimo, sfruttata, dispersa, contaminata, la stiamo sempre più "perdendo". L'ingordigia del mondo civilizzato richiede un consumo di circa 300 litri/giorno/persona, contro i 20-30 l/g/p delle zone più povere del mondo. L'acqua potabile si sta riducendo sempre di più, a fronte di un consumo sempre più elevato ogni anno che passa.
Ricordiamoci che senza acqua non c'è neanche vita.