Scheda didattica su "l'acqua"

Paolo Manzelli

In seguito ai precedenti esperimenti elettro-chimici l'acqua non fu più considerata un singolo elemento e da allora ad oggi la scienza ha scoperto molte proprietà dell'acqua che qui riassumiamo sinteticamente citandone le principali in una scheda didattica.
L'H2O è la sostanza più diffusa sulla terra; il 97,3% negli oceani e continenti, ed il 2,7% è presente sotto forma gassosa nell'atmosfera.
È stato calcolato che gli oceani contengono 1350 milioni di Km cubici di H20, e che altri 770, sono sottoterra in varie forme (anche come acqua di cristallizzazione), ed infine che 28 milioni sono ghiacciati nelle calotte polari;
L'H2O è l'unica sostanza che a temperature e pressioni dell'ambiente si presenta in tutti e tre gli stati fisici: (ghiaccio - SOLIDO/LIQUIDO/GAS - vapore d'acqua);
L'H20 ha il potere solvente più elevato di qualsiasi altro liquido; pertanto è praticamente impossibile ottenere acqua pura.
Le acque minerali contengono disciolti dei sali in piccole quantità ed anche vi sono disciolti dei gas tra cui la anidride carbonica (C02).
Nota: (Nelle acque minerali gassate, quelle che fanno tante bollicine, viene appositamente sciolto molto gas - C02);
L'H20 ha la capacità di assorbire molto più calore relativamente a qualsiasi altro composto: si dice per questo che l'acqua ha una "capacità termica" molto elevata, e quindi l'acqua è utile per raffreddare l'ambiente incorporando essa molto calore (es. rinfrescarsi con una doccia), ed anche per mantenere il calore (es.: borsa dell'acqua calda in quanto accumula e mantiene il calore).
I laghi ed i mari trattenendo il calore estivo mitigano le temperature basse invernali nei pressi delle loro rive; quando l'acqua è riscaldata evapora con maggior difficoltà di qualsiasi altro liquido, inoltre conduce bene il calore e bolle a temperatura molto più elevata (100 Gradi Centigradi) rispetto agli altri liquidi esistenti, a temperatura e pressione ambiente;
L'H20 solidifica a "zero" gradi centigradi; quando viene raffreddata e mentre tutti gli altri liquidi diminuiscono di volume passando da liquido alla forma solida, l'acqua viceversa, aumenta di volume quando diventa ghiaccio; questo vuol dire che l'acqua che raffredda vicino a zero gradi diviene man mano meno densa e quando diventa ghiaccio quest'ultimo galleggia sull'acqua liquida.
(Il massimo di densità dell'acqua é a +4° gradi Centigradi).
Questi fenomeni e le proprietà caratteristiche dell'acqua, che la rendono così diversa dagli altri liquidi esistenti in natura, si spiegano con il fatto che le diverse molecole di acqua si attraggono tra di loro fortemente, formando dei legami che uniscono l'ossigeno di una molecola con l'idrogeno di un'altra molecola, così che molte molecole tenute assieme da tali legami detti a "ponte di idrogeno" (O...H / vedi Nota), formano un insieme di molecole che possono ruotare tra di loro attorno ai legami a ponte di idrogeno, determinando in tal modo varie configurazioni nello spazio dell'insieme molecolare dell'acqua; si capisce pertanto che tra i possibili arrangiamenti dei legami a "ponte di idrogeno" nello spazio, quella disposizione che lascia più vuoti intramolecolari, corrisponde alla configurazione meno densa che è quella propria del ghiaccio.
Nota: il legame a "ponte di idrogeno", indicato con una serie di punti, correla una carica elettronica residua negativa polarizzata sull'ossigeno (O) di una molecola di acqua (H2O) con una carica positiva residua di un idrogeno (H) di un 'altra molecola di acqua.
La proprietà del ghiaccio di galleggiare sull'acqua liquida è decisamente importante per il mantenimento della vita sulla terra, perché, le superfici ghiacciate, galleggiando, tengono protetti gli strati sottostanti da successivi raffreddamenti, così che essi rimangano liquidi; pertanto diviene possibile il perpetuarsi della vita acquatica sotto lo strato di ghiaccio superficiale. Inoltre l'acqua è trasparente alla radiazione visibile, condizione quest'ultima decisamente importante per la vita.
Per capire l'importanza dell'acqua bisogna infatti pensare che gli esseri viventi, noi compresi, sono fatti in gran parte di acqua.
Gli esseri viventi primitivi sono formati da piccole cellule, chiuse entro una membrana, nella quale la percentuale di acqua è oltre il 98%; i primi animali sono stati probabilmente simili alle attuali "meduse", la cui composizione, è di circa il 95% di acqua. Le piante hanno anche esse un'alta percentuale di acqua nella loro costituzione, (in media l'80%) ed i mammiferi, (ed anche l'uomo) hanno una composizione media nella quale l'acqua è circa il 70%.
L'acqua è quindi una sostanza importantissima per la vita sulla terra; ma come abbiamo accennato la scienza non è ancora riuscita a capire completamente le relazioni tra l'acqua e la vita.
Possiamo quindi dire che l'acqua per molti aspetti è ancora un mistero per la scienza.
Certamente sappiamo, noi come gli antichi, che dove non c'è acqua non c'è vita... In conclusione, sia per ciò che sappiamo ed anche da ciò che intuiamo di dover ancora scoprire sull'acqua e le sue singolari proprietà, è facile dedurre come sia importante prendere coscienza di non inquinare l'acqua, se vorremo mantenere la vita sul nostro pianeta.

BIBLIOGRAFIA
(1) P. Manzelli, G. Masini, M. Costa, "I SEGRETI DELL'ACQUA: L'Opera Scientifica di Giorgio Piccardi", Di Renzo Editore, Roma 1994.
(2) Editoria elettronica in Internet:
Pagina-Ecologica ACQUA
La chimica come conoscenza del mondo
L'acqua Potabile
Vi spiego l'acqua
Storia fantastica sul ciclo dell’acqua
L'Alchimia
Chiare, fresche, dolci acque
La fontana dell'Acqua Marcia