L'acqua
è un composto chimico di formula molecolare H2O, in cui i due atomi di idrogeno sono legati all'atomo di ossigeno con legame covalente polare. In condizioni di temperatura e pressione normali si presenta come un sistema bifase – costituito da un liquido incolore e insapore (che viene chiamato "acqua" in
senso stretto) e da un gas incolore (detto vapore acqueo). Si presenta allo stato solido (detto ghiaccio) nel caso in cui la temperatura sia
uguale o inferiore alla temperatura
di congelamento. Essendo
l'acqua un ottimo solvente, le acque naturali contengono
disciolte moltissime altre sostanze, ed è per questo motivo che con il termine
"acqua" si intende comunemente sia il composto chimico puro di formula H2O, sia la miscela (liquida) formata dallo stesso, con altre sostanze disciolte al suo
interno.
L'acqua in
natura è tra i principali costituenti degli ecosistemi ed è alla base di tutte le forme di
vita conosciute, compreso l'Homo sapiens
sapiens; ad essa è
dovuta anche la stessa origine
della vita sul nostro
pianeta ed è inoltre indispensabile anche nell'uso civile, agricolo e
industriale; l'uomo ha riconosciuto sin da tempi antichissimi la sua
importanza, identificandola come uno dei principali elementi costitutivi dell'universo e attribuendole un profondo valore simbolico, riscontrabile nelle principali religioni.
Sul pianeta Terra l'acqua copre il 71,11% della superficie del pianeta
ed è il principale costituente del corpo umano.
FISICA E
CHIMICA (le prime scoperte scientifiche)
La convinzione che l'acqua fosse un elemento primitivo e
indivisibile si protrasse fino agli ultimi decenni del XVIII secolo, quando gli scienziati
Lavoisier e Cavendish
scoprirono che questa sostanza è formata in realtà da due costituenti: idrogeno e ossigeno.
Nel 1742,
Anders Celsius definì la
scala di temperatura
che prende il suo nome, ponendo il punto
di fusione dell'acqua (alla normale pressione atmosferica)
a 0 gradi ed il punto di ebollizione a 100 gradi.
L'elettrolisi dell'acqua
La prima scomposizione dell'acqua in idrogeno e ossigeno (i suoi componenti elementari) fu
eseguita nel 1800 dal chimico inglese William Nicholson, tramite
il processo di elettrolisi.
L'acqua è infatti parzialmente dissociata in ioni H+ e OH-,
che migrano verso i due poli della cella elettrolitica, dove si svolgono le
seguenti reazioni:
è
Anodo (+):
4
OH- → O2 + 2 H2O + 4 e-
è
Catodo (−):
2
H+ + 2 e− → H2
L'ossigeno e l'idrogeno vengono prodotti sotto forma di bolle gassose sulla
superficie degli elettrodi, da cui possono essere raccolti.
Gilbert Newton Lewis ha
isolato il primo campione di pura acqua
pesante (in cui
l'idrogeno è sostituito dal deuterio,
suo isotopo)
nel 1933.
Una controversia scientifica è nata alla fine degli anni
sessanta a proposito dell'esistenza di una forma polimerica
dell'acqua (la poliacqua). È
ormai condivisa l'opinione che tale poliacqua
non esista.
Nel 2007
grazie all'uso di supercomputer e alla meccanica quantistica è stato
sviluppato un modello numerico dell'acqua
che a partire dai principi quantomeccanici delle molecole
ne estrapola il comportamento in modo corretto.
LE FORME FISICHE DELL’ACQUA
Acqua allo stato liquido
L'acqua assume più forme in natura. Allo stato solido è nota come ghiaccio, allo stato aeriforme è nota come vapore
acqueo. Sono note anche altre due forme solide, quella del ghiaccio
vetroso e quella del solido amorfo, non cristallino, simile al vetro.
A pressioni estreme il ghiaccio può assumere diversi stati solidi, numerati con
numeri romani.
Il ghiaccio e la neve
con cui abbiamo a che fare normalmente presentano una struttura
cristallina esagonale (ghiaccio
Ih). Solo leggermente meno stabile (metastabile)
della forma esagonale è quella cubica (ghiaccio
Ic). Raffreddando il ghiaccio Ih si ha la formazione di una diversa
configurazione, la forma XI, nella quale i protoni presentano un'elevata
mobilità.
A diverse temperature e pressioni possono esistere altri tipi di ghiaccio,
che possono essere identificati nel diagramma
di fase del ghiaccio. Questi sono: II, III, V, VI, VII, VIII, IX, e X. Il passaggio da un ghiaccio
all'altro avviene attraverso una transizione isotermica (come
per tutte le transizioni di fase).
Sotto opportune condizioni, tutti questi tipi possono esistere anche a
temperatura ambiente. I vari tipi di ghiaccio differiscono per la loro struttura
cristallina, ordinamento e densità.
Esistono due altre fasi, che sono metastabili, del ghiaccio: la IV e la XII.
Il ghiaccio XII venne scoperto nel 1996 da C. Lobban, J.L. Finney e W.F. Kuhs. Nel 2006 sono
state scoperte le forme XIII e XIV.[20]
Oltre alle forme cristalline, l'acqua può esistere in stati amorfi:
acqua
solida amorfa, ghiaccio amorfo
a bassa densità, ghiaccio
amorfo ad alta densità, ghiaccio
amorfo ad altissima densità e acqua
vetrosa sottoraffreddata.
Esistono anche molecole d'acqua costituite da isotopi dell'idrogeno al posto
del normale prozio (11H),
che trovano impiego principalmente in ambito nucleare.
L'acqua pesante (D2O o 21H2O)
è un'acqua in cui gli atomi di idrogeno sono sostituiti da atomi di deuterio,
isotopo
dell'idrogeno avente peso
atomico 2 uma.
Il suo comportamento chimico è sostanzialmente uguale a quello dell'acqua;
trova applicazione in quanto è un moderatore meno efficace
dell'acqua comune (idrogeno + ossigeno)
dei neutroni
emessi dalla fissione nucleare ma ha una sezione
di assorbimento dei neutroni molto inferiore. In campo nucleare quindi l'acqua
comune viene definita anche come acqua
leggera.
Esiste anche un'altra forma meno stabile, chiamata acqua superpesante (T2O o 31H2O),
in cui al posto degli atomi di idrogeno sono presenti atomi di trizio,
isotopo dell'idrogeno avente peso atomico 3
uma.
Nel 2016
viene scoperto un secondo stato liquido dell'acqua che si presenta ad una
temperatura tra i 40° e i 60° con valori diversi di costante
dielettrica e di rilassamento
spin-reticolo cambiando il regine della dilatazione
termica e della
velocità di propagazione del suono.
I CAMBIAMENTI DI STATO DELL’ACQUA
Diagramma di fase
dell'acqua
L'acqua è una delle pochissime sostanze esistenti (insieme a gallio, bismuto e antimonio)
in cui il processo di solidificazione avviene con un aumento di volume
specifico (pari a circa 0,087 L/kg,
alla temperatura di 0 °C “273,15 K”
alla pressione di 1 atm), mentre il suo punto di ebollizione è a
100 °C (373,15 K). Ciò comporta
che alla diminuzione della temperatura, la pressione corrispondente al
passaggio di stato solido-liquido aumenti sensibilmente: si ha una pendenza
negativa della linea di passaggio solido-liquido nel diagramma
di fase pressione-temperatura. In particolare, per ogni centesimo di
grado Celsius (0,01 °C) di
diminuzione della temperatura si ha un aumento della pressione di fusione di
circa una atmosfera. Questa relazione è verificata fino alla pressione di 2070
atm e alla temperatura di -22 °C,
oltre la quale si hanno altri stati allotropici.
Alla pressione atmosferica (1 atm)
l'acqua bolle
alla temperatura di 100 °C.
Come per tutte le altre sostanze, durante la trasformazione è necessario
fornire una certa quantità di calore (detto
calore latente), che
nel caso dell'acqua è più elevato di ogni altra sostanza nota: a condizioni di
0 °C e di 1 atm questo calore di vaporizzazione è infatti pari a 2501 kJ/kg.
Fra i 90 °C e i 250 °C vale la regola empirica per cui la pressione
di vaporizzazione p v a p {\displaystyle p_{vap}} (in bar) è pari alla quarta potenza
della centesima parte della temperatura di vaporizzazione T v a p
{\displaystyle T_{vap}} (in
gradi Celsius):
p v a p =
( T v a p 100 ) 4 {\displaystyle p_{vap}=\left({\;T_{vap}\, \over
100}\right)^{4}}
PROPIETA’ CHIMICO
DELL’ACQUA
Ghiaccio
Confrontata con altre sostanze dalle molecole simili per massa (ad esempio l'ammoniaca)
o omologhe di altri elementi dello stesso gruppo della tavola periodica
(ad esempio l'acido
solfidrico), l'acqua allo stato liquido presenta alcune
anomalie:
- Un punto di ebollizione
molto alto;
- Un volume
molare piuttosto basso;
- Un calore specifico elevato con un minimo a 35 °C;
- Una viscosità
che presenta un minimo alle alte pressioni;
- Un punto di massimo nel diagramma
densità-temperatura, per cui al di sotto della temperatura di massimo il
liquido diminuisce di volume all'aumentare della temperatura.
Inoltre durante il processo di congelamento
si ha un notevole aumento di volume.
Queste anomalie sono causate dal fatto che l'organizzazione
cristallina, dovuta nel ghiaccio ai legami
idrogeno, sussiste ancora nell'acqua liquida, costituendo un
edificio macromolecolare lacunare con legami interni mobili che diminuiscono di
numero all'aumentare delle temperature e che formano un insieme di agglomerati
polimerici a grappolo in equilibrio dinamico, e di
molecole libere o legate in catene o in anelli.
A differenza della maggior parte delle altre sostanze, per le quali la forma
solida presenta una densità maggiore rispetto alla
forma liquida, il ghiaccio è meno denso
dell'acqua liquida. La densità dell'acqua è infatti massima a 4 °C, temperatura alla quale
l'acqua è liquida. Ciò è dovuto appunto alla natura dei legami idrogeno, che
tengono le molecole dell'acqua liquida più strette di quanto non lo siano allo
stato solido.
Le superfici ghiacciate dei laghi e degli oceani permettono
lo sviluppo della vita nell'ambiente sottostante. Questo è possibile perché il
ghiaccio, avendo una densità minore dell'acqua liquida, galleggia sopra di
essa, per cui sotto il ghiaccio la temperatura sarà maggiore di 0 °C. Altrimenti la bassa
temperatura non permetterebbe agli organismi marini di vivere.
Il fenomeno dell'espansione dell'acqua a basse temperature costituisce un
vantaggio per tutte le creature che vivono in ambienti di acqua dolce
d'inverno. L'acqua, raffreddandosi in superficie, aumenta di densità e scende
verso il fondo innescando correnti convettive che
raffreddano uniformemente l'intero bacino. Quando la temperatura in superficie
scende sotto i 4 °C questo
processo si arresta, e per la spinta di Archimede l'acqua
più fredda rimane in superficie, dove, con un ulteriore calo della temperatura,
forma uno strato di ghiaccio. Se l'acqua non
avesse questa particolarità, i laghi ghiaccerebbero interamente, e di
conseguenza tutte le forme di vita presenti morirebbero.
La situazione nelle acque salate è differente: il sale
contenuto nell'acqua abbassa infatti sia il punto di congelamento dell'acqua (di circa 2 °C, per il fenomeno dell'abbassamento crioscopico)
sia la temperatura a cui l'acqua raggiunge la sua massima densità (fino a circa 0 °C). Quindi nelle
acque marine i moti convettivi che portano verso il fondo l'acqua più fredda
non sono bloccati dal gradiente di densità, come avviene nelle acque dolci. Per
questo le creature che vivono sul fondo degli oceani artici si sono dovute
adattare, durante il loro processo evolutivo, a
sopravvivere a temperature prossime a 0 °C.
Alle normali condizioni di salinità
dell'acqua di mare, l'acqua congela a
circa −1,9 °C. Il ghiaccio che si forma è sostanzialmente privo di
sale (per cui presenta una densità
pressoché uguale a quella del ghiaccio di acqua dolce). Questo ghiaccio
galleggia sulla superficie, mentre il sale che ne è stato "espulso"
aumenta la salinità e la densità dell'acqua circostante, la quale scende per
convezione verso il fondo.
Le condizioni di temperatura e pressione in cui le fasi solida, liquida e
gassosa di una sostanza coesistono in equilibrio tra loro è detta punto
triplo. Per l'acqua il punto triplo viene assunto come riferimento
per la misurazione della temperatura, avendo fissato per convenzione che questi
è a 273,16 K
(e a 0,01 °C); la pressione al
punto triplo dell'acqua è di 611,2 Pa,
che è un valore molto basso, se si considera che al livello del mare la pressione atmosferica vale
mediamente 101.300 Pa.
L'elevata tensione superficiale è osservabile nella
formazione delle gocce.
L'acqua possiede un'elevata tensione superficiale, osservabile
dalla geometria sferica delle gocce d'acqua e dal fatto che alcuni oggetti (ad esempio un ago) o insetti riescono a
galleggiare sulla superficie dell'acqua. Altra diretta conseguenza della
tensione superficiale è la capillarità.
Essa consiste nella capacità dell'acqua di risalire (ovviamente per brevi tratti) in fessure e tubi sottilissimi. Tanto
più la fessura è sottile tanto maggiore sarà lo spostamento acropeto (verso l'alto). La tensione superficiale
svolge un ruolo fondamentale nelle funzioni di molti organismi viventi. Un
esempio è il trasporto dell'acqua negli xilemi degli steli delle piante; la tensione
superficiale mantiene la colonna d'acqua unita e forze adesive mantengono l'acqua aderente allo
xilema. Colonne altrettanto alte e sottili di liquidi meno coesi e meno aderenti andrebbero
a spezzarsi, formando sacche d'aria o di vapore, rendendo inefficiente (o addirittura impossibile) il trasporto
del liquido attraverso lo xilema.
L'acqua pura (distillata)
è un buon isolante elettrico (cioè un cattivo conduttore). Ma, essendo
anche un buon solvente,
nella pratica sovente reca in sé tracce di sali
disciolti in essa, che, con i loro ioni la rendono un buon conduttore di elettricità.
In teoria il pH dell'acqua pura a 25 °C è 7. In pratica, date le sue buone capacità solventi, l'acqua
pura è difficile da trovare in natura. Per semplice esposizione all'aria,
l'acqua ne dissolve l'anidride carbonica, formando
una soluzione molto diluita di acido
carbonico che può arrivare fino ad un valore di pH 5,6. Analogamente le gocce di pioggia
presentano sempre una seppur minima acidità. La presenza di ossidi di zolfo o di azoto
nell'atmosfera, tramite la loro dissoluzione nelle gocce di pioggia, porta a piogge
acide aventi valori di pH minori di 5 (in Italia si sono registrati anche piogge acide con valori di pH
intorno a 3,5), i cui effetti sull'ambiente sono ben più seri. Il pH
dell'acqua di mare è tra 7,7 e 8,4.
LA NATURA DIPOLARE DELL’ACQUA
Disposizione degli atomi nella molecola dell'acqua
Un'importante caratteristica dell'acqua è data dalla polarità della sua molecola,
con momento di dipolo molecolare
pari a 1,847 D. La molecola dell'acqua è tetraedrica
con l'atomo di ossigeno al centro e due doppietti elettronici non condivisi o lone
pairs (i baricentri degli
atomi costituenti giacciono sullo stesso piano) e forma un angolo di 104,45º
con l'atomo di ossigeno al centro e i due atomi di idrogeno alle due estremità.
Gli elettroni (2 lone pairs tendono a passare maggior tempo verso
l'atomo di ossigeno), attratti da quest'ultimo e respingendosi tra loro,
essendo questo maggiormente elettronegativo rispetto
all'idrogeno. Perciò i legami che si formano tra gli atomi di H e l'atomo di O
sono chiamati "covalenti polari", in quanto presentano una parziale carica
negativa in corrispondenza dell'atomo di ossigeno(δ-),
e una parziale carica positiva in corrispondenza degli atomi di idrogeno(δ+). La
repulsione fra le 2 lone
pairs è la causa della diminuzione dell'angolo di un legame tetraedrico
puro di 109,5° a 104,45°.
È estremamente rilevante il fatto che l'acqua essendo un composto anfotero,
si autodissocia seppur in maniera estremanente limitata in anioni
idrossido e cationi idrossonio. Per questo motivo l'acqua pura presenta
un pH pari a 7.00.
Una molecola che presenta questo squilibrio di cariche elettriche è detta
essere un dipolo elettrico. Le cariche
fanno sì che molecole d'acqua vengano attratte reciprocamente l'una dall'altra.
Questa attrazione nell'acqua è particolarmente intensa (anche se è più debole dei legami covalenti interni alla molecola stessa) e prende
il nome di legame a idrogeno (o H-bond) e spiega molte delle
proprietà fisiche tipiche dell'acqua.
La presenza del legame idrogeno spiega ad esempio i valori relativamente
alti del punto di fusione e del punto di ebollizione dell'acqua:
è necessaria infatti una maggiore energia (rispetto
a sostanze meno polari) per rompere i legami idrogeno che tengono unite le
molecole le une alle altre. Ad esempio l'acido
solfidrico, H2S
(simile per geometria ma incapace di
formare legami idrogeno), è un gas a temperatura ambiente, pur avendo un peso
molecolare quasi doppio rispetto all'acqua.
Rappresentazione del
legame idrogeno che si instaura tra più molecole di acqua
Sempre al legame idrogeno è da attribuire l'elevata capacità termica specifica. Il
legame idrogeno spiega anche l'insolito comportamento dell'acqua quando questa
congela: a causa di questo legame, quando la temperatura si abbassa fino al
punto di congelamento, le molecole di acqua si organizzano in una struttura cristallina
dalla simmetria esagonale tipica del
ghiaccio,
che risulta essere meno densa dell'acqua liquida.
Dal fatto che il ghiaccio sia meno denso dell'acqua liquida discende che il
ghiaccio può essere fuso anche in seguito ad un aumento di pressione. Tale
pressione risulta essere piuttosto elevata. Allo stato solido ogni molecola di
acqua si lega con altre quattro molecole mediante legami idrogeno in una
configurazione tetraedrica, dando luogo ad
una conformazione tridimensionale a strati costituiti di anelli esagonali.
Allo stato liquido la continua formazione e rottura di legami idrogeno dà
luogo ad aggregati fluttuanti (chiamati
"dominii") molto estesi (dell'ordine
di decine di molecole), dovuti al fatto che la formazione di un legame
idrogeno (H-bond) fra due
molecole ne induce la formazione di un altro, innescando una sorta di reazione
a catena. Ogni dominio ha una struttura simile a quella del
ghiaccio; mediamente ogni molecola di acqua è circondata da altre 4,7 molecole e
la distanza fra due atomi di ossigeno di molecole attigue è di circa 3 Å, rendendo così molto
influenti le interazioni a corto raggio. L'esistenza di questi domini
impartisce all'acqua un elevato grado di strutturazione, che ne determina molte
caratteristiche peculiari.
La durata della vita media di un dominio è un argomento molto controverso ed
oggetto di dibattito; tralasciando le più o meno recenti polemiche sulla
cosiddetta "memoria dell'acqua", la vita media di un dominio è
comunemente ritenuta essere dell'ordine di 0,1
ns, ma esistono teorie ed
evidenze sperimentali secondo cui potrebbe essere molto più lunga, cioè di
alcuni secondi o anche più; secondo altre ricerche, invece, sarebbe assai più
breve, dell'ordine dei 50 fs. Si è recentemente
appurato, inoltre, che i processi di rilassamento nell'acqua avvengono seguendo
diverse scale temporali; ciò vuol dire che coesistono aggregati molecolari
diversi, ognuno con la propria struttura, che danno luogo ad un quadro
estremamente complesso.
Sfera di idratazione
attorno ad uno ione sodio
Le macromolecole biologiche e le strutture sopramolecolari interagiscono con
le molecole di acqua vicine (acqua di
idratazione),
modificandone alcune caratteristiche e subendo a loro volta modifiche nelle
proprie caratteristiche. Le molecole di acqua dello strato
di idratazione, ad esempio, hanno un'orientazione preferenziale
ed una limitata libertà di movimento rotazionale e traslazionale, che fa
passare i tempi di correlazione dai 10−12
s dell'acqua pura ai 10−6÷10−9 s dell'acqua
degli shell di idratazione.
L'acqua forma clatrati idrati, costituiti da
"gabbie" di molecole di acqua che circondano molecole o ioni
estranei. Al di là dell'interesse per la loro struttura, che illustra quale
organizzazione possa imporre il legame a idrogeno, gli idrati clatrati si
assumono spesso a modello della maniera in cui l'acqua sembra organizzarsi
intorno ai gruppi apolari, quali ad esempio quelli delle proteine.
Alcuni composti ionici formano idrati clatrati nei quali l'anione è
incorporato nell'intelaiatura dei legami a idrogeno. Questo tipo di clatrati
ricorre frequentemente con gli accettori di legame a idrogeno molto forti,
quali F- e OH-. Le molecole di acqua inoltre mediano
alcune reti di legami idrogeno intra-chain
ed inter-chain, contribuendo
alla stabilizzazione ed al ripiegamento del collagene,
che è una delle proteine più importanti in natura.
L’ACQUA COME SOLVENTE
Miscuglio omogeneo
(soluzione) di acqua e sale
Chimicamente l'acqua è un buon solvente. Le proprietà
solventi dell'acqua sono essenziali per gli esseri viventi, dal momento che
consentono lo svolgersi delle complesse reazioni chimiche che costituiscono le
basi della vita stessa (ad esempio,
quelle che avvengono nel sangue
o nel citoplasma della cellula).
Il comportamento di solvente dell'acqua è determinato dalla polarità
della sua molecola: quando un composto ionico o polare viene disciolto in
acqua, viene circondato dalle molecole di acqua, le quali, si inseriscono tra
uno ione e l'altro o tra una molecola e l'altra di soluto (grazie alle loro piccole dimensioni), orientandosi in modo da
presentare ad ogni ione (o estremità
polare) del soluto la parte di sé che reca la carica opposta; questo
indebolisce l'attrazione tra gli ioni (o
tra le molecole polari) e rompe la struttura cristallina; ogni ione (o ogni molecola polare) si ritrova
quindi solvatato (o
idratato), cioè circondato completamente da molecole d'acqua che
interagiscono con esso. Un esempio di soluto ionico è il comune sale
da cucina (cloruro
di sodio), un esempio di soluto molecolare polare è lo zucchero.
In generale, le sostanze ioniche polari (quali acidi, alcoli e sali) sono abbastanza
solubili in acqua, mentre non lo sono le sostanze non polari (quali grassi ed
oli). Le molecole non polari non si miscelano all'acqua, perché per
quest'ultima è favorita dal punto di vista energetico la formazione di legami a
idrogeno al suo interno, piuttosto che la formazione di legami
di Van der Waals con
molecole non polari.
LA NATURA ANFOTERA DELL’ACQUA
La struttura
tridimensionale dello ione idronio o idrossonio
L'acqua è una sostanza anfotera,
ovvero capace di comportarsi sia da acido che
da base.
A pH 7
(condizione di neutralità) la concentrazione di ioni idrossido OH-
è uguale a quella di ioni
idrogeno H+ (o meglio ioni idrossonio H3O+). Quando
questo equilibrio viene alterato, la soluzione diventa acida (maggiore concentrazione di ioni idrogeno)
o basica (maggiore concentrazione di
ioni idrossido).
Secondo la teoria di Brønsted-Lowry, un acido è una specie chimica capace di donare uno ione H+
ed una base è una specie chimica capace di addizionarlo a sé. In presenza di un
acido più forte di essa, l'acqua si comporta da base, in presenza di un acido
più debole di essa, l'acqua si comporta da acido. Ad esempio, nell'equilibrio:
ü
HCl + H2O ⇆ {\displaystyle \leftrightarrows }
H3O+
+ Cl-
L'acqua si comporta come base ed un acido le dona il suo ione H+. Invece nella reazione
con l'ammoniaca:
ü
NH3 + H2O ⇆ {\displaystyle \leftrightarrows }
NH4+
+ OH-
E’ l'acqua ad agire da acido, donando il suo ione H+ a
quest'ultima.
Lo ione H3O+, presente sempre in piccole quantità
insieme alla normale molecola d'acqua, si forma in seguito alla reazione
chimica di autoprotolisi dell'acqua:
ü
2H2O ⇆ {\displaystyle \leftrightarrows }
H3O+
+ OH-
Questa reazione è anche nota come autoionizzazione,
semi-ionizzazione o autodissociazione dell'acqua, e spiega la
natura anfotera dell'acqua: essa si comporta sia da acido (libera ioni H3O+)
sia da base (libera ioni OH-).
L’IMPORTANZA DELL’ACQUA
Composizione
percentuale (in massa) del corpo umano. L'acqua rappresenta il 65% circa della
massa corporea.
L'acqua è una componente fondamentale di tutti gli organismi viventi
presenti sul nostro
pianeta. Si trova in elevate percentuali nelle cellule
(in particolare nel citoplasma e nei vacuoli –
presenti nelle cellule
vegetali e in alcuni protisti), al cui interno
viene convogliata attraverso il processo di pinocitosi.
Nel protoplasma
di tutte le cellule, sia procarioti sia eucarioti,
l'acqua rappresenta il composto predominante e agisce come solvente
per tutte le biomolecole (come carboidrati, proteine, vitamine idrosolubili ecc.), dando loro la possibilità di
reagire tra di loro nelle varie reazioni
biochimiche. Oltre che come solvente, l'acqua partecipa attivamente
come reagente in diverse reazioni metaboliche,
soprattutto quelle di idrolisi, ed è, assieme all'anidride carbonica, uno dei
principali reagenti della fotosintesi clorofilliana; è
inoltre, sempre assieme alla CO2,
il prodotto conclusivo del processo di respirazione cellulare.
Essendo il principale costituente della gran parte dei viventi, l'acqua è
quindi presente anche nell'organismo umano, in
percentuali variabili a seconda dell'età, del sesso e del peso. I
fluidi corporei che hanno il maggiore contenuto di acqua sono il liquido
cefalo-rachidiano (99%),
il midollo
osseo (99%) e il plasma sanguigno (85%). Risulta quindi di fondamentale
importanza per il trasporto dei nutrienti in tutti i distretti
corporei e per l'eliminazione e l'escrezione, tramite l'urina, delle
scorie prodotte nelle reazioni biochimiche. L'acqua inoltre svolge una funzione
determinante nella regolazione della temperatura corporea (tramite la sudorazione) e della
concentrazione dei sali minerali; partecipa inoltre alla digestione,
favorendo il transito intestinale e l'assorbimento
delle sostanze nutritive. Proprio perché l'acqua deve essere presente in
quantità molto elevate nell'alimentazione umana viene classificata come "macronutriente".
Nelle piante è il componente principale della linfa,
che ha la funzione di trasportare i principi nutritivi in tutti i tessuti,
e dei vacuoli, che regolano la pressione
osmotica. Nell'organismo umano l'acqua costituisce il 65% del peso corporeo, diminuendo
gradualmente all'avanzare dell'età e a seconda del sesso.
Totale acqua corporea come % del
peso
§ Bambino
§ Uomo
§ Donna
Magro
80
65
55
Normale
70
60
50
Obeso
65
55
45
L’ACQUA NELL’UNIVERSO
Diagramma che mostra
la composizione della nebulosa
di Herbig-Haro HH46, al cui interno sono state rinvenute consistenti quantità di ghiaccio
d'acqua
Nelle nubi interstellari della
nostra galassia,
la Via
Lattea, è stata riscontrata la presenza di molecole d'acqua. Si
presume che l'acqua sia abbondante anche in altre galassie, dato che i suoi
componenti elementari (idrogeno e ossigeno) sono tra i più abbondanti elementi
dell'universo.
Gran parte dell'acqua presente nell'universo potrebbe essere un prodotto
secondario della fase di formazione
stellare. Le stelle, al termine della loro formazione,
emettono un vento
stellare particolarmente
intenso, accompagnato dall'emissione di un grande flusso di gas e polveri;
quando questo flusso impatta contro il gas residuo della nube molecolare, si
generano delle onde
d'urto che comprimono e riscaldano i gas. L'acqua riscontrata
all'interno delle nebulose in cui è presente un'attività di formazione stellare
si è originata rapidamente a partire dal gas compresso riscaldato.
Un "sottoprodotto" della fase di formazione stellare è la
formazione di sistemi
planetari, anche simili al sistema solare. In simili sistemi sarebbe possibile
rintracciare acqua su corpi celesti non molto caldi, quali comete, pianeti e satelliti. Nel nostro
sistema solare, acqua allo stato liquido è stata rinvenuta (oltre che sulla Terra) sulla Luna.
Concreta è la possibilità che acqua liquida sia presente anche al di sotto
della superficie della luna di Saturno Encelado e della luna di Giove Europa.
§
Sotto forma di ghiaccio, è stata trovata su:
- Marte (per
lo più tracce)
- I
satelliti di alcuni pianeti, tra cui Titano, Europa, Encelado e Tritone.
È probabile che tracce di ghiaccio d'acqua si trovino sulla superficie
lunare (ghiaccio lunare), sul pianeta
nano Cerere e sul satellite di
Saturno Teti. Ghiaccio sarebbe
contenuto anche nell'interno di Urano e Nettuno e sul planetoide
Plutone, oltre che nelle
comete.
Distese ghiacciate
sul satellite Europa
§
Allo stato gassoso (vapore acqueo) è stata
trovata su:
- Mercurio (3,4%
nell'atmosfera
e in alte percentuali nell'esosfera)
- Venere (0,002%
nell'atmosfera)
- Marte (0,03%
nell'atmosfera)
- Giove (0,0004%
nell'atmosfera)
- Encelado (91%
nell'atmosfera)
- Sugli esopianeti HD 189733 b ed HD 209458 b.
La presenza dell'acqua nell'universo viene considerata
dall'esobiologia
come un fattore chiave per lo sviluppo della vita
in pianeti differenti dal nostro. Alla presenza dell'acqua si
richiamano infatti molte teorie sull'origine della vita.
L’ACQUA E LA ZONA ABITABILE
La presenza di acqua liquida (e in
misura minore nelle forme gassosa e solida) sulla Terra è una condizione
essenziale per lo sviluppo e il sostentamento della
vita come la conosciamo. La Terra presenta tali condizioni
favorevoli poiché si trova in quella che gli astronomi definiscono zona
abitabile del sistema
solare, ovvero una stretta fascia orbitale in cui l'irraggiamento
da parte del Sole
è tale da mantenere l'acqua allo stato liquido: infatti, se solo il nostro
pianeta fosse stato più lontano o più vicino alla nostra stella, anche solo del
5%
(otto milioni di chilometri), le
condizioni in grado di mantenere simultaneamente i tre stati fisici dell'acqua
avrebbero avuto minori possibilità di verificarsi.
Definire la nozione di abitabilità planetaria
comincia dallo studio delle stelle: infatti, l'abitabilità di un pianeta dipende
in buona parte dalle caratteristiche del sistema planetario, e dunque della
stella, che lo ospita. Si stima attualmente che il dominio spettrale appropriato
per le stelle con pianeti abitabili vada dall'inizio della classe
F o G fino a metà della classe spettrale K; si
tratta di stelle non troppo calde né troppo fredde, che stanno nella sequenza principale
sufficientemente a lungo perché la vita abbia possibilità di comparire ed evolvere
sino anche a forme complesse. Questo tipo di stelle costituisce probabilmente dal 5 al 10% delle stelle della nostra
galassia.
Poco favorevoli ad ospitare la vita sembrano essere i sistemi planetari
attorno alle nane rosse, ovvero le stelle
tra la classe K e la classe M. Esse, pur avendo periodi di vita
estremamente lunghi (centinaia di
miliardi di anni o più), possiedono delle luminosità così basse che,
perché le condizioni di insolazione della superficie
del pianeta siano favorevoli alla vita, esso dovrebbe orbitare ad una distanza
tale che le forze di marea lo
vincolerebbero in un'orbita sincrona; inoltre,
alcune nane rosse manifestano dei violenti episodi di variabilità.
Tuttavia, la questione concernente l'effettiva abitabilità
dei sistemi planetari delle nane rosse resta aperta e riveste
grandissima importanza, in quanto la maggioranza delle stelle (circa il 65 %) della Galassia
fanno parte di questa categoria.
La Terra presenta le
condizioni geologiche ed astronomiche favorevoli al mantenimento di acqua
liquida in superficie.
Perché possa ospitare condizioni favorevoli alla presenza di acqua liquida,
un pianeta deve possedere una gravità superficiale in grado
di trattenere un cospicuo involucro atmosferico; essa
non deve essere troppo grande (in quanto
potrebbe mantenere allo stato solido l'acqua anche ad elevate temperature),
ma neanche troppo piccola (in quanto
tratterrebbe solamente una tenue atmosfera, causando eccessive escursioni termiche e favorendo l'accumulo di acqua solamente
nelle regioni polari). La
presenza poi di vapore acqueo e diossido di carbonio
nell'atmosfera causa un effetto serra che consente di
mantenere stabile la temperatura superficiale.
È stato suggerito che le stesse forme di vita possano contribuire a
mantenere le condizioni favorevoli alla propria esistenza. La temperatura
superficiale sulla Terra è stata relativamente costante nel susseguirsi delle ere
geologiche, nonostante le variazioni, anche forti, dell'insolazione
media superficiale, e questo indicherebbe che una serie di processi
dinamici regolerebbero la temperatura del pianeta tramite una
combinazione di gas serra e dell'albedo superficiale o atmosferico. Tale teoria prende
il nome di Ipotesi Gaia.
Diverse sono le teorie in merito all'origine
dell'acqua sulla Terra. Le due ipotesi più accreditate ritengono che
l'acqua o sia giunta sulla Terra a seguito degli impatti con le comete e
asteroidi, molto frequenti agli albori del sistema
solare, oppure a seguito della grande attività
vulcanica della Terra primordiale, che avrebbe rilasciato nell'atmosfera
grandi quantità di vapore acqueo che poi sarebbe precipitato al suolo sotto
forma di fenomeni idrometeorici.
L’ACQUA SULLA TERRA (Caratterizzazione
chimico-fisica delle acque naturali)
Campioni per
l'analisi della torbidità dell'acqua
L'acqua in natura non è mai pura,
bensì contiene al suo interno molte sostanze disciolte (grazie alla sua capacità di solvente), e particelle in sospensione,
la maggior parte delle quali microscopiche; le sostanze contenute
sostanzialmente si suddividono in base alla loro dimensione:
- Materiali
sospesi: > 0,1 μm
§
argilla, silice, calcare, idrossido
ferrico, alghe, grassi, microrganismi,
detriti vegetali
- Materiali
dispersi (colloidali): 0,1 ÷ 0,001 µm (0,1 µm ÷ 1 nm)
§
silice colloidale, acidi umici
- Sostanze
disciolte: < 10 Å (< 1 nm):
Ø Gas (O2, N2, CO2,
NH3, H2S, SO2, ossidi di azoto)
Ø Anioni (HCO3-)
Ø Cationi (Ca2+, Mg2+)
Grazie alle tecniche della chimica
analitica è possibile individuare le sostanze presenti nell'acqua.
La caratterizzazione
chimico-fisica di un'acqua naturale
consiste generalmente nella seguente procedura:
ª Prelevamento (in genere si prelevano 2
campioni rappresentativi);
ª Osservazione: sensazioni
organolettiche primarie;
ª Misura del pH;
ª Calcolo della torbidità: metodo
fotometrico;
ª Calcolo del residuo
fisso: misurazione del peso
a diverse temperature;
ª Determinazione della conducibilità elettrica;
ª Determinazione anioni e cationi (tra i quali
ioni Ca2+, Mg2+
e HCO3) e calcolo della durezza: metodi complessometrici
e/o altro;
ª Determinazione del TOC: concentrazione del carbonio organico totale;
ª Determinazione dei composti azotati: concentrazione di
ammoniaca, nitriti, nitrati.
CARATTERIZZAZIONE
MICROBIOLOGICA DELLE ACQUE MINERALI
Coltura di coliformi totali derivante da un'acqua contaminata dal
punto di vista microbiologico
Tutte le acque naturali contengono un certo numero di microrganismi, sia autotrofi sia eterotrofi, rappresentati
da batteri, alghe, funghi e protozoi, che
costituiscono la microflora autoctona delle acque, dove
svolgono una funzione fondamentale in tutti i cicli
biogeochimici e sono i principali responsabili dei fenomeni di
autodepurazione. Anche le acque sotterranee ospitano una microflora specifica,
rappresentata soprattutto da organismi oligotrofi,
a causa della bassa concentrazione di nutrienti.
L'inquinamento di origine antropica,
soprattutto quello derivante dallo scarico
nelle acque naturali di reflui organici di origine
civile, può introdurre nei corpi idrici microrganismi non tipici
dell'ecosistema acquatico, che costituiscono una microflora d'inquinamento. Tra
questi vi possono essere anche batteri patogeni
dei generi Salmonella, Shigella, Vibrio, Clostridium, Pseudomonas, Campylobacter, Mycobacterium, Legionella,
ecc, oltre a protozoi, elminti e virus di origine enterica.
La presenza di questi patogeni può essere pericolosa soprattutto per quelle
acque che sono utilizzate dall'uomo per scopi potabili o ricreativi.
L'analisi microbiologica di un'acqua, tuttavia, più che alla ricerca dei
patogeni, tende a rilevare microrganismi che sono definiti indicatori
d'inquinamento fecale, che albergano nell'intestino umano e di animali e
vengono quindi eliminati con le feci. Questi indicatori hanno la caratteristica
di avere concentrazioni, nei reflui organici, notevolmente superiori a quelle
di eventuali patogeni e, inoltre, richiedono tecniche di rilevamento molto più
semplici, per cui si possono facilmente inserire nei protocolli analitici di
routine per la caratterizzazione microbiologica delle acque.
§
I principali organismi indicatori ricercati
nelle acque sono:
ª Coliformi a 37 °C;
ª Escherichia coli;
ª Enterococchi;
ª Clostridium
perfringens.
Nelle acque destinate al consumo umano, si esegue anche il conteggio delle colonie a 22 °C.
Nelle acque potabili i microrganismi
indicatori di inquinamento fecale (Escherichia
coli e enterococchi) devono essere costantemente assenti e la carica
microbica totale deve essere contenuta e costante. La presenza nell'acqua di
uno o più di questi indicatori rappresenta un primo segnale di allarme per una
probabile contaminazione fecale e può indirizzare verso la ricerca di eventuali
patogeni.
CLASSIFICAZIONE DELLE ACQUE NATURALI
Il lago Louise, in Canada
§
A seconda della loro provenienza, le acque
naturali si classificano in:[93]
ª acque meteoriche (pioggia, neve, grandine, rugiada, brina);
ª acque sotterranee (falde
profonde o freatiche);
ª acque
superficiali (mari, fiumi, laghi, sorgenti).
L'acqua compie un ciclo continuo (il
cosiddetto ciclo dell'acqua o ciclo idrologico), consistente nel
continuo scambio di acqua nell'idrosfera tra l'atmosfera,
il suolo,
le acque di superficie, le acque profonde e gli esseri viventi. Grazie all'evaporazione
delle acque superficiali per effetto dell'irraggiamento
solare ed
alla traspirazione
delle piante,
si formano le nubi
negli strati più freddi dell'atmosfera. Queste vengono
trasportate dai venti
ed al variare di temperatura e/o pressione, ritornano al suolo sotto
forma di acque meteoriche, arricchendo ulteriormente le acque superficiali ed
in parte (filtrando nel terreno) quelle sotterranee.
Poiché moltissime sostanze hanno una certa solubilità in acqua, in natura
praticamente non esistono acque pure.
Le acque meteoriche contengono gas normalmente presenti
nell'atmosfera (principalmente N2,
O2 e CO2),
quelli localmente presenti per via di attività industriali
o di centri abitati (SO2, SO3, ossidi di azoto, CO)
e quelli che provengono dalla decomposizione di sostanze
organiche naturali (H2S, NH3). L'acqua
meteorica può reagire con tali sostanze. Un esempio è dato dal fenomeno della pioggia
acida:
§
SO3 + H2O → H2SO4
L'acqua è associata
alla formazione delle stalattiti
Le acque sotterranee, alimentate dall'infiltrazione delle acque
meteoriche, da cui il terreno filtra le sostanze in sospensione, sono acque
minerali. A volte le acque sotterranee fuoriescono spontaneamente
diventando acque
sorgive (notevolmente
pregiate per l'uso potabile per la mancanza di organismi patogeni, ma spesso la
qualità viene minacciata da erbicidi e pesticidi, che sono estremamente dannosi per la
salute).
Le acque sotterranee, ossidando le sostanze
organiche presenti nel suolo, si arricchiscono di anidride
carbonica, facilitando la dissoluzione di rocce calcaree secondo
la reazione:
§
CaCO3 [insolubile] + CO2
+ H2O ⇌ Ca(HCO3)2 [solubile]
§
MgCO3 [insolubile] + CO2
+ H2O ⇌ Mg(HCO3)2 [solubile]
Se la concentrazione del diossido di carbonio è elevata, la quantità di
roccia dissolta è elevata e si possono formare delle grotte;
tale fenomeno in Italia
è chiamato carsismo
(dalla regione del Carso,
dove questo fenomeno è frequente). La reazione chimica anzidetta può
avvenire in entrambe le direzioni (da
sinistra verso destra o da destra verso sinistra): dalla reazione inversa
alla precedente, con l'eliminazione dell'anidride carbonica, si ha quindi la
formazione di stalattiti e stalagmiti.
Le acque superficiali hanno composizione estremamente variabile a
seconda delle condizioni climatiche ed ambientali. Si possono classificare in
acque dolci (3%, per circa i 3⁄4
allo stato liquido) e salate. Il mar
Mediterraneo contiene circa il 3,5%
di sali (77,7% cloruro
di sodio, 11% cloruro
di magnesio ed il
restante diviso tra solfati di magnesio, calcio, potassio, carbonato
di calcio e bromuro
di magnesio).
RISORSE IDRICHE TERRESTRI
La presenza dell'acqua sulla Terra è
essenziale per lo sviluppo della vita.
Il volume di acqua presente sulla Terra è stimato in 1 360 000 000 km3,
all'incirca un millesimo del volume complessivo del pianeta; di questi:
- 1 320 000 000 km3 (pari a circa il 97,3% del totale)
sono acque marine (in
maggioranza oceano).
- 25 000 000 km3 (pari a circa il 2% del totale) sono
nei ghiacciai e nelle calotte polari.
- 13 000 000 km3 (pari a circa l'1% del totale) sono
nel suolo, nelle falde
acquifere.
- 250 000 km3 (pari a circa lo 0,02% del totale)
sono acque dolci nei laghi, nei mari interni e nei fiumi.
- 13 000 km3 sono vapore acqueo nell'atmosfera.
L'acqua dolce rappresenta solo il 2,5%
del volume totale presente sulla Terra e per più dei 2⁄3 si trova in pochi ghiacciai, in
particolare nell'Antartide e in Groenlandia,
i quali sono quindi la principale riserva di acqua dolce nel nostro pianeta.
La fusione dei ghiacciai a causa dell'effetto
serra e dell'aumento delle temperature
ha un forte impatto ambientale, sia per l'innalzamento del livello dei mari ma
anche per la scomparsa di questa riserva. Durante la fusione dei ghiacci,
infatti, l'acqua dolce si mescola a quella salata del mare, divenendo
inutilizzabile dall'uomo.
Un ulteriore 30% di acqua dolce si
trova in riserve sotterranee e solo meno dell'1% dell'acqua dolce si trova in laghi, fiumi o bacini ed è quindi
facilmente accessibile. In uno studio pubblicato nel 1996 dalla
rivista Science
si stimava che:
- il ciclo
dell'acqua genera un totale
di acqua dolce rinnovabile pari a circa 110 300 km3/anno;
- circa 69 600 km3/anno delle
precipitazioni evapora a sua volta (ma consente la vita di forme
importanti di vegetazione, quali le foreste, non irrigate dall'uomo);
- rimangono circa 40 700 km3/anno,
che ritornano nei mari e negli oceani; di tale acqua:
ü 7 774 km3/anno sono in zone di
difficile accesso e, in pratica, non utilizzate (circa il 95% del Rio delle
Amazzoni, metà del Congo, buona parte dei fiumi nelle terre più settentrionali);
ü 29 600 km3/anno finiscono in mare
senza essere utilizzati mediante dighe;
ü 12 500 km3/anno possono essere
utilizzati dall'uomo; di questi:
ü 4 430 km3/anno vengono direttamente
utilizzati nell'agricoltura (2880 km3/anno), nell'industria (975 km3/anno) e nelle città (300 km3/anno); il dato comprende, peraltro, anche la
perdita di riserve per evaporazione (275);
ü 2 350 km3/anno vengono utilizzati
"così come sono", ad esempio per navigazione, pesca e parchi;
- La costruzione di dighe può aumentare
di circa il 10% la disponibilità di acqua dolce utilizzabile dall'uomo nel
2025, ma si prevede che per quel tempo la popolazione potrebbe
aumentare di circa il 45%;
- L'aumento stimato dell'acqua
disponibile può inoltre risultare ottimistico, a causa del crescente inquinamento e del riscaldamento
globale.
L’ACQUA IN METROROLOGIA
L'acqua è anche un elemento fondamentale di controllo della meteorologia
e del clima
terrestre. Il vapore acqueo presente nell'atmosfera può, sotto
determinate circostanze, subire dei processi di accrescimento (coalescenza) portando alla formazione
di nuvole, e, raggiungendo la
saturazione, alla pioggia
o ad altre forme di precipitazioni
atmosferiche. Grazie a questi eventi l'acqua può ridistribuirsi sul
territorio, venendo anche accumulata nei ghiacciai polari o in quelli presenti ad elevate
altitudini. L'abbondanza o meno di precipitazioni acquose nelle varie aree
geografiche ne stabilisce il clima, da estremi di aridità
fino alle foreste tropicali, e di
conseguenza la biodiversità e le risorse.
L’ACQUA E L’UOMO
Essendo l'acqua un bene irrinunciabile per la vita, la proprietà e la
gestione dell'acqua, delle infrastrutture e dei servizi idrici è oggetto di
questioni di diritto e di politica.
L’ACQUA NELLA STORIA DELLA CIVILTA’ E NELLE RELIGIONI
Rituale dell'acqua
nella cultura indiana
L'acqua ha svolto un ruolo fondamentale nello sviluppo delle prime civiltà antiche, che erano
localizzate lungo i grandi fiumi dell'Oriente: il Nilo
per la civiltà
egizia, il Tigri e l'Eufrate per
le civiltà mesopotamiche (Sumeri, Babilonesi e Assiri), lo
Huang Ho (Fiume Giallo) per la Cina, l'Indo e
il Gange per l'India.
I grandi bacini fluviali costituivano un'opportunità per la maggior fertilità
del suolo e per la facilità dei trasporti,
ma determinavano un'organizzazione sociale più
complessa necessaria per gestire i conflitti per le risorse e per affrontare la
costruzione e manutenzione di imponenti sistemi di irrigazione
e di protezione dalle alluvioni.
Minore, ma tutt'altro che trascurabile, fu anche l'importanza dei mari
interni, soprattutto il mare
Mediterraneo, che facilitavano i commerci
e i contatti culturali
fra popoli lontani, con la formazione di civiltà prevalentemente dedicate al
commercio (anzitutto i Fenici).
L'importanza dell'acqua è riconosciuta nelle religioni
e nei sistemi
filosofici sin dai tempi antichi.
Molte religioni venerano Dei legati
all'acqua o i corsi d'acqua stessi (ad
esempio, il Gange è una dea per l'induismo).
Ancora, semidivinità
particolari, chiamate Ninfe, sono posti nella
mitologia greca a guardia di particolari fonti d'acqua. L'acqua, poi, fu
considerata un elemento primigenio presso molti popoli, anche molto lontani fra
loro; ad esempio in Cina
venne identificata con il caos, da cui ha avuto origine l'universo, mentre
nella Genesi
compare già nel secondo versetto, prima della luce e delle terre emerse. Anche
il filosofo greco Talete
associò l'acqua all'origine di tutte le cose e asserì che la sua
scorrevolezza è in grado di spiegare anche i mutamenti delle cose stesse. Anche in Polinesia
l'acqua venne considerata la materia prima fondamentale.
Bassorilievo centrale
del Trono Ludovisi (Roma, Palazzo Altemps),
raffigurante Afrodite che viene sollevata dalle acque
Con lo sviluppo dei primi sistemi filosofici, l'acqua venne affiancata da
pochi altri elementi primigenii senza
perdere la sua importanza. In tutte le civiltà antiche era molto diffusa la
convinzione che la molteplicità della natura potesse essere ricondotta alla
combinazione di pochissimi elementi costitutivi: l'acqua, appunto, il fuoco, la
terra e l'aria (o il legno) ed
eventualmente una quinta essenza. Così ad
esempio in oriente il taoismo cinese include l'acqua
fra i suoi cinque elementi con terra, fuoco, legno e metallo. In Occidente
anche Empedocle
(492 a.C. circa – 430 a.C. circa) annoverò l'acqua fra i quattro elementi fondamentali,
ai quali Platone
nel Timeo aggiunse l'etere. Lo stesso Aristotele
(384 a.C. - 322 a.C.) sosteneva che la
materia fosse formata dall'interazione dei quattro elementi citati da
Empedocle.
L'albero della vita
nella Qabbalah, in cui è inclusa la Sefirah Chessed, associata all'acqua.
L'indispensabilità dell'acqua per il fiorire della vita colpì
molte civiltà. Ad esempio, nella lingua sumera "a" significa sia
"acqua" sia "generazione". Nella maggior parte delle religioni,
quindi, l'acqua è diventata un simbolo di rinnovamento e perciò di benedizione
divina. Essa compare logicamente nei riti di "purificazione" e di rinascita di molti culti, ad
esempio nei riti di immersione del battesimo
cristiano e nelle abluzioni dell'ebraismo
e dell'islam.
Anche nello scintoismo l'acqua è usata nei
rituali di purificazione di persone o luoghi.
La tradizione sapienzale mistica ebraica della Cabala ebraica individua
nell'acqua il simbolo della Sefirah Chessed
indicante la qualità divina della Misericordia,
della gentilezza e della grandezza; molti i riferimenti della Torah
all'acqua, anche suo simbolo. Secondo l'esegesi ebraica lo stesso termine Ebreo, in Ebraico
Yivrì, significa colui che viene da oltre il fiume ed è presente
nella Bibbia ebraica usato per la
prima volta riguardo ad Abramo. Il termine ebraico che traduce la parola acqua,
Maim, se associato al termine
Esh, fuoco, forma la parola Shamaim che significa Cielo:
si ritiene infatti che i Cieli presentino l'unione di acqua e fuoco.
Mircea Eliade ha studiato analiticamente i miti
acquatici nelle varie religioni: "Le acque simboleggiano la totalità delle
virtualità". Eliade ha considerato: le Acque e i Germi; le cosmogonie
acquatiche (in India, nell'Enûma Eliš della mitologia
babilonese); le ilogenie (origine
del genere umano o di una razza dalle acque); l'Acqua della Vita (l'acqua ringiovanisce e dà la vita eterna);
il simbolismo dell'immersione; il battesimo;
la sete del morto (l'evangelica Parabola di Lazzaro e il ricco Epulone; presso i Greci; in Mesopotamia; nell'antico Egitto); le fonti
miracolose ed oracolari (già dal Neolitico, poi ad esempio la delfica Pizia); le epifanie acquatiche e le divinità delle acque; le Ninfe; Poseidone ed
Aegir; gli
animali ed emblemi acquatici (dragoni,
delfini, serpenti, conchiglie, pesci, ecc., che regolano la fecondità del mondo
e hanno la forza sacra dell'abisso); il simbolismo