miniatura|A auga é un elemento esencial para manter as nosas vidas. O acceso á auga potable reduce a expansión de numerosas enfermidades infecciosas. Necesidades vitais humanas, como o abastecemento de alimentos, dependen dela. Os recursos enerxéticos e as actividades industriais que necesitamos tamén dependen da auga.Annan, Kofi A. op. cit., prefacio V.A auga (fórmula química H2O) é unha substancia química inorgánica, transparente, insípida, inodora e case incolora, que é o principal constituínte da hidrosfera terrestre e dos fluídos de todos os organismos vivos coñecidos (no que actúa como disolvente).). É vital para todas as formas de vida coñecidas, aínda que non proporciona alimento, enerxía nin micronutrientes orgánicos. A súa fórmula química, H2O, indica que cada unha das súas moléculas conteñen un átomo de osíxeno e dous de hidróxeno, conectados por enlaces covalentes. Os átomos de hidróxeno están unidos ao átomo de osíxeno nun ángulo de 104,45°. "Auga" tamén é o nome do estado líquido do H2O a temperatura e presión estándar.
O termo auga refírese xeralmente á substancia no seu estado líquido, aínda que se pode atopar na súa forma sólida, chamada xeo, e na súa forma gasosa, chamada vapor. A auga é abundante no Universo, inclusive na Terra, onde cobre aproximadamente o 71% da superficie da codia terrestre. Localízase principalmente nos océanos, onde se concentra o 96,5% do total. Os glaciares e os casquetes polares representan o 1,74%, mentres que os depósitos subterráneos, o permafrost e os glaciares continentais representan o 1,72%. O 0,04% restante distribúese en orde decrecente entre lagos, humidade do solo, atmosfera, encoros, ríos e é o maior constituínte dos fluídos dos seres vivos
As temperaturas do planeta permiten a ocorrencia da auga nos seus tres estados físicos principais, pasando dun estado a outro nun ciclo continuo. A auga líquida, que en pequenas cantidades é incolora, mais en grandes volumes manifesta unha coloración azulada, pode atoparse como auga doce (en ríos, lagos, e montañas), ou como auga salgada nos mares e océanos que cobren case tres cuartos da superficie do planeta. No estado sólido, as masas de xeo concéntranse principalmente nas rexións polares e, no estado gasoso, o vapor de auga forma parte da atmosfera terrestre. A 0 °C (273 aproximadamente na escala Kelvin) atópase en estado sólido como xeo, e ferve a aproximadamente a 100 °C. O punto de xeación* espontánea atópase preto dos 233 K.
A auga posúe unha serie de características peculiares, coma a dilatación anómala, a alta calor específica e a capacidade de disolver un gran número de substancias. De feito estas peculiaridades favoreceron o xurdimento nos océanos primitivos da vida e a súa evolución. Tódolos seres vivos existentes precisan dela para a súa supervivencia, constituíndo a base de todo organismo pluricelular. A maior parte dos animais e vexetais conteñen unha alta porcentaxe de auga, e son poucas as especies que poden sobrevivir nos lugares onde esta é escasa (desertos e outras zonas áridas).
Na natureza nunca se atopa en estado puro, senón mesturada con minerais e outras moitas substancias. Aínda que os océanos cobren a maior parte da superficie terrestre, a súa auga é inadecuada para o consumo humano por culpa da súa salinidade. Só unha pequena fracción dispoñíbel sobre a superficie dos continentes que contén poucos sales disolvidos, a auga doce, é apta para o consumo directo. Con todo, a súa distribución non é uniforme, o que fai que diversas rexións sufran de escaseza hídrica. As actividades humanas, principalmente a agricultura, necesitan grandes cantidades de auga que, ao seren retiradas do seu leito natural superficial ou dos acuíferos subterráneos, ten afectado negativamente na súa distribución sobre os continentes.
A polución hídrica prexudica a calidade da auga e, xa que logo, a biodiversidade, o abastecemento de auga e a produción de alimentos. Ademais, unha parte considerábel da poboación mundial aínda non ten acceso á auga potábel, o que trae diversos problemas de saúde. A auga é indispensábel no modo de vida da humanidade, de forma que está fortemente ligada á cultura de tódolos pobos da Terra. Diante dos problemas derivados do mal uso dos recursos hídricos, xorde unha nova consciencia de que é necesario utilizar a auga racionalmente.
A auga ten un importante papel en múltiples ámbitos: en bioloxía debido á xa mencionada importancia para a vida, en química pola súa composición e por ser unha molécula bipolar e de pH neutro, en xeoloxía polo seu importante papel na erosión das rochas etc.
A auga xoga un papel importante na economía mundial. Aproximadamente o 70% da auga doce utilizada polos humanos destínase á agricultura. A pesca en masas de auga salgada e doce é unha fonte importante de alimentos para moitas partes do mundo xa que proporciona o 6,5 % das proteínas mundiais. Gran parte do comercio de longa distancia de produtos básicos (como o petróleo, o gas natural e os produtos manufacturados) lévase a cabo en barcos a través de mares, ríos, lagos e canles. Así mesmo utilízanse grandes cantidades de auga, xeo e vapor para a refrixeración e a calefacción, tanto na industria como nos fogares. A auga é un excelente disolvente para unha gran variedade de substancias tanto minerais como orgánicas; como tal, utilízase amplamente nos procesos industriais e na cociña e o lavado. A auga, o xeo e a neve tamén son fundamentais para moitos deportes e outras formas de entretemento, como a natación, a navegación de recreo, as carreiras de barcos, o surf, a pesca deportiva, o mergullo, a patinaxe sobre xeo e o esquí.
Propiedades físicas e químicas Algunhas das propiedades máis salientables son: A auga é líquida en condicións normais de presión e temperatura. A cor da auga varía segundo o seu estado: como líquido, pode parecer incolora en pequenas cantidades, aínda que no espectrógrafo se proba que ten un lixeiro ton azul verdoso. O xeo tamén tende ao azul, e en estado gasoso (vapor de auga) é incolora. A auga bloquea só lixeiramente a radiación solar UV forte, permitindo que as plantas acuáticas absorban a súa enerxía. Xa que o osíxeno ten unha electronegatividade superior á do hidróxeno, a auga é unha molécula polar. O osíxeno ten unha lixeira carga negativa, mentres que os átomos de hidróxeno teñen unha carga lixeiramente positiva do que resulta un forte momento dipolar eléctrico. A interacción entre os diferentes dipolos eléctricos dunha molécula causa unha atracción en rede que explica o elevado índice de tensión superficial da auga. A forza de interacción da tensión superficial da auga é a forza de vander Waals entre moléculas de auga. A aparente elasticidade causada pola tensión superficial explica a formación de ondas capilares. A presión constante, o índice de tensión superficial da auga diminúe ao aumentar a súa temperatura. Tamén ten un alto valor adhesivo grazas á súa natureza polar. A capilaridade refírese á tendencia da auga a moverse por un tubo estreito en contra da forza da gravidade. Esta propiedade é aproveitada por todas as plantas vasculares, como as árbores. miniatura|A xeometría da molécula de auga é a causante dunha boa parte das súas propiedades, pola súa elevada constante dieléctrica e actuar como dipolo. miniatura|Floco de neve visto a través dun microscopio. Está coloreado artificialmente. A auga é unha substancia que quimicamente formúlase como H2O, é dicir, que unha molécula de auga componse de dous átomos de hidróxeno enlazados covalentemente a un átomo de osíxeno.
Foi Henry Cavendish quen descubriu en 1782 que a auga é unha substancia composta e non un elemento, como se pensaba desde a antigüidade. Os resultados do devandito descubrimento foron desenvoltos por Antoine Laurent de Lavoisier, dando a coñecer que a auga está formada por osíxeno e hidróxeno. En 1804, o químico francés Louis Joseph Gay-Lussac e o naturalista e xeógrafo alemán Alexander von Humboldt demostraron que a auga estaba formada por dous volumes de hidróxeno por cada volume de osíxeno (H2O).
Actualmente séguese investigando sobre a natureza deste composto e as súas propiedades, ás veces traspasando os límites da ciencia convencional.Así, o dubidoso estudo de Jacques Benveniste sobre a capacidade mnemotécnica da auga. Véxase esta ligazón para máis información. Neste sentido, o investigador John Emsley, divulgador científico, dixo da auga que «(É) unha das substancias químicas máis investigadas, pero segue sendo a menos entendida».Emsley, John (en inglés): «The element of surprise.» 23 de maio de 1995. The Independent. Consultado o 24 de agosto do 2022. Estados miniatura|Diagrama de fases da auga. miniatura|Animación de como o xeo pasa a estado líquido nun vaso. Os 50 minutos transcorridos concéntranse en 4 segundos. A auga é un líquido no rango das temperaturas e presións máis adecuado para as formas de vida coñecidas: á presión de 1atm, a auga é líquida entre as temperaturas de 273,15K (0°C) e 373,15K (100°C). Os valores para o calor latente de fusión e de vaporización son de 0,334kJ/g e 2,23kJ/g respectivamente.
Ao aumentar a presión, diminúe lixeiramente o punto de fusión, que é de aproximadamente −5°C a 600atm e −22°C a 2100atm. Este efecto é o causante da formación dos lagos subglaciares da Antártida e contribúe ao movemento dos glaciares. A presións superiores a 2100atm o punto de fusión volve aumentar rapidamente e o xeo presenta configuracións exóticas que non existen a presións máis baixas.
As diferenzas de presión teñen un efecto máis dramático no punto de ebulición, que é aproximadamente 374°C a 220atm, mentres que na cima do monte Everest, onde a presión atmosférica é de ao redor de 0,34atm, a auga ferve a uns 70°C. O aumento do punto de ebulición coa presión pódese presenciar nas fontes hidrotermais de augas profundas, e ten aplicacións prácticas, como as potas a presión e motores de vapor. A temperatura crítica, por encima da cal o vapor non pode licuarse ao aumentar a presión é de 373,85°C (647,14K).
A presións por baixo de 0,006atm, a auga non pode existir no estado líquido e pasa directamente do sólido ao gas por sublimación, fenómeno explotado na liofilización de alimentos e compostos. A presións por encima de 221atm, os estados de líquido e de gas xa non son distinguibles, un estado chamado auga supercrítica. Neste estado, a auga utilízase para catalizar certas reaccións e tratar residuos orgánicos.
A densidade da auga líquida é moi estable e varía pouco cos cambios de temperatura e presión. Á presión dunha atmosfera, a densidade mínima da auga líquida é de 0,958kg/l, aos 100°C. Ao baixar a temperatura, aumenta a densidade constantemente ata chegar aos 3,8°C onde alcanza unha densidade máxima de 1kg/l. A temperaturas máis baixas, a diferenza doutras substancias, a densidade diminúe. Aos 0°C, o valor é de 0,9999kg/l; ao conxelarse, a densidade experimenta un descenso máis brusco ata 0,917kg/l, acompañado por un incremento do 9% en volume, o que explica o feito de que o xeo flote sobre a auga líquida. Sabor e olor A auga pura normalmente descríbese como insípida e inodora, aínda que os humanos teñen sensores específicos que poden sentir a presenza da auga na boca.Edmund T. Rolls (2005), "Emotion Explained". Oxford University Press, Medical. , 9780198570035. e sábese que as ras poden cheirala.R. Llinas, W. Precht (2012), "Frog Neurobiology: A Handbook". Springer Science & Business Media. , 9783642663161 Con todo, a auga de fontes comúns (incluída a auga mineral embotellada) xeralmente ten moitas substancias disoltas que poden darlle diferentes sabores e cheiros. Os humanos e outros animais desenvolveron sentidos que lles permiten avaliar a potabilidade da auga para evitar a auga demasiada salgada ou pútrida.