L’acqua è il nostro habitat, ma siamo sicuri di conoscerla veramente bene? Affascinante molecola sia per gli scienziati che per i nuotatori, ecco alcune delle peculiarità e dei misteri irrisolti dell’H2O, senza dimenticare di aggiungere il cloro…

INNOCUA… ALL’APPARENZA

L’acqua è, senza dubbio, la molecola della vita; sia metaforicamente per i nuotatori, sia letteralmente per tutti gli altri esseri presenti sulla Terra.

Piccola, leggera e relativamente semplice, è formata da un atomo di ossigeno e due di idrogeno, disposti in modo tale da far piegare la molecola a V.

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È una molecola polare, ossia, sui suoi atomi si addensano delle cariche elettriche parziali che le conferiscono diverse proprietà interessanti come per esempio poter sciogliere i sali.

Per le capacità descritte poc’anzi è il solvente di riferimento di quasi tutte le reazioni ed equilibri in soluzione.

Anche se non si direbbe, è una molecola estremamente complessa e cela ancora diversi segreti… Ma non bisogna allarmarsi: la tossicità non è uno di quegli enigmi!

Non è stata compresa ancora del tutto, e uno dei “misteri” ancora non totalmente risolti è la struttura dell’acqua liquida.

IL MISTERO DELL’ACQUA LIQUIDA

L’acqua esiste principalmente in tre diversi stati di aggregazione, solido, liquido e gassoso.

Lo stato più affine al nuotatore è sicuramente lo stato liquido.

Quando entriamo in acqua tuffandoci, rompiamo quella che viene definita tensione superficiale, ossia la forza di coesione tra le molecole in superficie.

Tutti sappiamo qual è la sensazione di benessere che ci avvolge quando il nostro corpo scivola sull’acqua, come se conoscessimo alla perfezione quell’elemento così familiare, ma al contempo così misterioso…

Perché non esiste ancora una teoria che riesca a spiegare completamente e soddisfacentemente la struttura e il comportamento dell’acqua liquida!

Quella più accettata è la teoria dei cluster, che dice che l’acqua, in fase liquida, non esista semplicemente come H2O ma si struttura formando dei veri e propri “grappoli”.

L’acqua ha un’elevata temperatura di fusione ed ebollizione in confronto ad altri composti di peso comparabile.

Questo è spiegato prima di tutto dalla formazione di interazioni ad idrogeno tra molecole d’acqua ma anche dalla teoria dei cluster.

Ci vuole un maggior aumento di temperatura affinché vengano rotte queste interazioni e strutture per consentire la transizione di fase.*

Sfortunatamente sono state trovate delle prove sperimentali che contraddicono alcuni aspetti di questa teoria**, ma resta comunque una valida interpretazione del comportamento dell’acqua liquida.

 

CLORO IN ACQUA: COME?

Il cloro, ossia il diciassettesimo elemento della tavola periodica, è importantissimo per i nuotatori.

È un disattivante di agenti batterici e ad adeguati valori di pH gli agenti cloruranti sono massimamente efficaci: si evita la crescita di alghe e si minimizza la corrosione delle tubature.

Il pH è un indice di quanto una soluzione sia acida, basica o prossima alla neutralità, in base a quanti ioni idrossonio, H3O+, ci siano in soluzione***.

Il pH ottimale delle piscine è di 7.4, approssimativamente prossimo alla neutralità, ma come fare a sapere se, dopo aver aggiunto una quantità di cloro, è quello giusto? Si utilizza un indicatore.

Un indicatore è una sostanza che, colorandosi o decolorandosi, dà un’indicazione visiva di ciò che c’è all’interno di un campione.

Per esempio, dice se è acida o basica, se contiene determinati ioni o meno. Nel caso delle piscine è il rosso fenolo.

Se la clorurazione è effettuata con cloro gassoso, l’acqua della piscina diventa acida perché si liberano ioni idrossonio H3O+ e acido ipocloroso HOCl (e anche ioni cloruro).

Per “aggiustare” il pH si aggiunge una sostanza basica come il carbonato di sodio.

Altrimenti si usa l’ipoclorito di sodio; se esso rende il pH troppo basico per aggiustarlo si aggiunge acido cloridrico.

 

In conclusione, il nuoto è così eclettico e completo da poter essere letto da tutti i punti di vista, incluso quello della chimica. E non è vero che i nuotatori pensano sempre a mangiare o a lamentarsi: chiedersi com’è fatta l’acqua è alla base del flusso di coscienza!

 

 

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Note:

*Basti confrontare con il solfuro di idrogeno, H2S, considerato il gemello dell’acqua poiché lo zolfo è immediatamente sotto all’ossigeno nel sesto gruppo.

I punti di fusione ed ebollizione dell’acqua sono 0°C e 100°C, quelli dell’H2S sono -86°C e -60°C.

Non si forma legami a idrogeno e a temperatura ambiente l’acido solfidrico è un gas, non un liquido.

**Stando a ciò che dice la teoria, è stato visto che il calore specifico a volume costante diminuisce all’aumentare della temperatura, quando sperimentalmente avviene il contrario.

***Rigorosamente è il cologaritmo dell’attività degli ioni idrossonio. Se la soluzione è diluita, le attività possono essere approssimativamente comparate alle concentrazioni.

Bibliografia:

Petrucci, Herring, Madura, Bissonnette – CHIMICA GENERALE, Piccin

Laidler, Meiser – CHIMICA FISICA, Grasso

Profilo Autore

Sofia
Sofia
Studentessa di Chimica, nuotatrice agonista, aspirante scrittrice: non necessariamente in quest’ordine. Forse l’unica nuotatrice al mondo che trova divertenti i 200 farfalla, ma le sue gare preferite in assoluto sono i 100 farfalla e i 100 stile. Membro della redazione, il suo compito? Raccontare storie di cloro sul mondo natatorio e le sue dinamiche per affascinare i meno appassionati, per strappare un sorriso dopo la stanchezza di fine allenamento o, semplicemente, per far battere il cuore agli atleti della community e farli innamorare del nuoto come la prima volta.