Muchas de las preguntas que ha tenido la humanidad desde el pasado giran en torno al agua, ya que es uno de los elementos esenciales para la vida y sus distintas fases como el hielo o el vapor siempre están presentes en la vida cotidiana, pero también por su comportamiento tan diferente a otras sustancias similares.
Por esta razón es normal que la curiosidad de la gente se dirija a este líquido, y una de las incógnitas que ha perdurado hasta nuestros tiempos tiene que ver con los cambios de estado que se presentan y la interacción de estas fases entre sí, porque no suelen comportarse cómo se esperaría. Aún así tienen una explicación razonable que nos muestra la gran versatilidad que tiene este líquido.
¿Por qué flota el hielo en el agua?
La situación que uno esperaría que ocurriera es que cualquier sólido se hundiera por lo pesado que es, de modo que es de extrañar que en este caso suceda lo contrario. El detalle aquí es que no se trata del peso que tenga un objeto, sino más bien de la densidad de la sustancia y de lo que sucede a nivel molecular.
Como se sabe por la fórmula H2O, se cuenta con dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Cuando éstos presentan una transición de fase, pero más específicamente, cuando se están congelando, los enlaces moleculares van cambiando su estructura poco a poco ya que mientras es agua, el O y el H mantienen un enlace fuerte pero al bajar la temperatura estos átomos van perdiendo energía cinética y se van acercando más.
En esta situación, lo que sucedería en la mayoría de las sustancias es que se volverían más densas por la concentración de masa en un espacio reducido, pero en el caso del H2O, el oxígeno con carga negativa se irá repeliendo mutuamente con otro oxígeno en un puente de hidrógeno, por lo que el espacio entre las moléculas aumentará y con ellos la densidad. De esta forma es posible saber qué la razón por la que el hielo flota en el agua se debe a que es menos denso debido a su estructura molecular.
La temperatura y la densidad.
Este comportamiento tan particular se empieza a presentar después de los 4°C porque en este punto es donde el H2O alcanza su mayor densidad y al congelarse ésta se reduce tanto que el espacio que ocupa en estado sólido es mayor. Se ha determinado que una vez que el cambio de fase se completa el hielo es 9% menos denso por lo que nunca se podrá hundir.
Efectos diferentes.
En lugares muy fríos como los polos se puede apreciar el mismo efecto ya que se forman grandes plataformas de hielo que se mantienen a flote casi todo el año. Aún así hay excepciones, porque el agua formada con isótopos de hidrógeno si es más densa por lo que este fenómeno tan peculiar de flotar no sucede.
Propiedad fundamental para la vida.
Esta característica permite que muchos animales marinos puedan vivir en sus ecosistemas sin inconveniente durante los inviernos, ya que cuando los ríos o lagos se congelan, debido a la flotabilidad solo lo hacen por arriba dejando una capa solida, mientras que el fondo sigue siendo líquido por lo que los peces pueden seguir nadando sin problemas.
