¿Por qué moja el agua?

Cuando queremos dar un dato obvio que no pueda sorprender a nadie solemos recurrir al clásico “¿Sabías que el agua moja?”. Tenemos tan interiorizado que eso es así, que no nos sorprende en absoluto. ¿Cómo iba a ser de otra manera? Sin embargo, lo cierto es que hay líquidos que no mojan, por lo que no es tan evidente como parece. Es más, si queremos llevarlo un paso más allá, podemos preguntarnos cómo es posible que el agua moje. Si lo pensamos detenidamente, repararemos en que, el agua, no son más que un puñado de moléculas todas juntas y estaremos de acuerdo en que una molécula no puede mojarnos. A fin de cuentas, es una unidad, un objeto que no puede comportarse como un fluido. Así que, aunque parezca mentira, parece haber bastante enjundia tras la pregunta de este artículo.

El agua, como cualquier otra sustancia existente, está formada por elementos que se combinan formando moléculas. Las moléculas de agua, por ejemplo, están formadas por dos átomos del elemento químico hidrógeno y otra del elemento químico oxígeno. Y, aunque los átomos no son bolitas como esas que solemos ver en las maquetas, podemos imaginarlas así para hacernos una idea de su estructura. Los átomos de hidrógeno son algo más pequeños que los de oxígeno y se unen entre sí del siguiente modo: cada hidrógeno se une al oxígeno y esos dos hidrógenos no interactúan entre sí. Podemos imaginarlos como un ángulo donde el oxígeno delimita el vértice (la esquina) y los hidrógenos los lados que pueden estar más o menos abiertos entre sí. Pues bien, en lugar de formar un ángulo de 180º, que sería alinear los tres átomos, los hidrógenos forman 104,5º entre sí. Este es el elemento básico que vamos a estudiar y ese ángulo será importante para entenderlo.

Emergiendo

Si hemos imaginado la molécula de agua como un ángulo y pensamos que el hidrógeno tiene carga eléctrica positiva mientras que el oxígeno la tiene negativa, caeremos en la cuenta de que un lado de la molécula (el que tiene más aproximados los hidrógenos) tendrá también carga eléctrica positiva, mientras su contrario, donde destaca el oxígeno, la tiene negativa. Esta propiedad se conoce como polaridad y permite que las moléculas interactúen entre sí. En este caso, es responsable de que las moléculas de agua establezcan uniones fugaces unas con otras. Por supuesto, las moléculas de agua tienen más propiedades y pueden establecer otro tipo de uniones y repulsiones con el resto de las moléculas, pero con esta nos servirá para hacer ver que no todas las propiedades se muestran en los constituyentes básicos.

Del mismo modo que una molécula de agua no puede mojar, tampoco puede establecer uniones, porque no hay nada con lo que unirse. Hace falta esa pluralidad, ese conjunto, para que se muestren las consecuencias de su naturaleza, para que establezca uniones, y lo mismo sucede con su capacidad de mojar. Ese concepto se conoce como “propiedad emergente” y es fundamental para entender cómo se relacionan diferentes disciplinas entre sí, como la física con la química.

Adhesión y cohesión

Para comprender por qué unos líquidos mojan y otros no tenemos que explicar dos términos. El primero sería la adhesión, que habla de la facilidad con la que una sustancia se une a las moléculas de otra. El otro término es “cohesión”, que se refiere a la facilidad con la que una sustancia se une a sus propias moléculas. En función de cómo se relacionen estas dos propiedades en un líquido, este podrá mojar o no. Por ejemplo, cuando las fuerzas de cohesión superan a las de adhesión, el fluido tenderá a mantenerse unido y, por lo tanto, formando gotas bastante esféricas que rodarán sin problemas por casi cualquier superficie, como ocurre con el mercurio, un líquido que no moja.

Si, por la contra, la adhesión supera a la cohesión, el líquido irá formando una película a medida que se desliza por una superficie, dejando a su paso moléculas que se sintieron más unidas a la superficie que al resto del líquido. Una buena manera de saber si una sustancia moja o no, por lo tanto, es introducirla en un tuvo de cristal estrecho y ver qué ocurre en la superficie. Si el líquido se abomba hacia arriba es que las fuerzas de cohesión superan a la adhesión y, por lo tanto, no mojará. Si, por la contra, el líquido se eleva en los bordes del tubo formando el llamado menisco, significa que la adhesión supera a la cohesión y que mojará. En definitiva: el agua moja porque sus fuerzas de adhesión superan a las de cohesión.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Otra característica fundamental para que una sustancia moje, por supuesto, es que esté en estado líquido. El motivo es que, los líquidos, tienen suficiente energía para dar algo de libertad a sus moléculas y que fluyan entre sí en lugar de permanecer fijas unas respecto a las otras, formando rígidos sólidos. Eso permite que, cuando las fuerzas de adhesión son mayores que las de cohesión, el líquido pueda “romperse”, dejando humedad tras de sí, desgarrando esas moléculas de su volumen sin el menor problema.

REFERENCIAS (MLA):

• “Inorganic Chemistry - 2Nd Edition”. Elsevier.Com, 2022, https://www.elsevier.com/books/inorganic-chemistry/house/978-0-12-385110-9.