Descubren que el agua tiene dos formas líquidas

Recientes investigaciones de la Universidad de Princeton, EEUU, y de la de La Sapienza, Roma, han descubierto dos formas líquidas del agua con diferencias importantes en su estructura y densidad. Una idea formulada hace casi 30 años y que no había podido ser demostrada hasta ahora.

El agua se encuentra presente en un 71% en nuestro planeta y es un elemento de la naturaleza, integrante de los ecosistemas naturales, fundamental para el sostenimiento y la reproducción de la vida en el planeta. Entre sus propiedades, es la única sustancia que se puede encontrar en los tres estados de la materia (líquido, sólido y gaseoso) de forma natural en la Tierra. En su forma sólida, el hielo, es menos densa que la líquida y por eso flota el hielo.

Además, el agua tiene un alto índice específico de calor, es decir que tiene la capacidad de absorber mucho calor antes de que suba su temperatura. No tiene color, sabor ni olor. Su punto de congelación es a 0°C, mientras que el de ebullición es a 100 °C (a nivel del mar).

El punto crítico es un valor único de temperatura y presión en el que dos fases de la materia se vuelven indistinguibles, y ocurre justo antes de que la materia se transforme de una fase a otra. Y esto es precisamente lo que encontraron: el punto crítico líquido-líquido.

Lo identificaron en un rango de aproximadamente 190 a 170 grados Kelvin (aproximadamente -83.15ºC a -103.15ºC) y aproximadamente a una presión atmosférica 2.000 veces mayor que la presión atmosférica a nivel del mar.  

En el caso de las dos formas líquidas de agua, las dos fases coexisten en un equilibrio incómodo a temperaturas bajo 0 y a presiones altas. A medida que baja la temperatura, las dos fases líquidas «luchan» hasta que uno gana y todo el líquido se vuelve de baja densidad

Las dos fases del agua ocurren porque la forma de la molécula de agua puede conducir a dos formas de empaquetamiento. En el líquido de menor densidad, cuatro moléculas se agrupan alrededor de una quinta molécula central en una forma geométrica llamada tetraedro.

En el líquido de mayor densidad, se introduce una sexta molécula, lo que tiene el efecto de aumentar la densidad local.

Para probar la teoría, los investigadores recurrieron a las simulaciones por ordenador.Hasta ahora,los experimentos con moléculas de agua de la vida real no dieron evidencia inequívoca de un punto crítico, por la tendencia del agua sobreenfriada a congelarse rápidamente en hielo

Y ¿por qué es importante esto? Puede ayudar a comprender por qué el agua no es reemplazable por otro líquido y es esencial para la vida, algo que puede tener que ver con el comportamiento anormal del agua ya que otros líquidos no muestran esos comportamientos.

A continuación, el link al estudio original de Science:

https://science.sciencemag.org/content/369/6501/289

Fuente: Mar Gómez – Doctora en Físicas

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