El agua pura no deja ningún residuo al evaporarse; no cambia en lo más mínimo, por mucho tiempo que se conserve; no se descompone como el agua destilada una sola vez o impura; y no produce burbujas de gas al calentarse, ni cambia el color de una solución de permanganato de potasio.
El agua, purificada según se ha descrito anteriormente, posee propiedades físicas y químicas constantes. Por ejemplo, solo de ese tipo de agua un centímetro cúbico pesa un gramo a 4 °C; es decir, solo el agua pura de esa clase tiene una gravedad específica igual a 1 a 4 °C.9
El agua en estado sólido forma cristales del sistema hexagonal10 que se observan en la nieve —la cual generalmente consiste en cúmulos estrellados de varios cristales—, así como también en el hielo medio derretido y disperso que flota en los ríos en primavera. En esta época del año, el hielo se divide en barras o prismas, limitados por los ángulos propios de las sustancias que cristalizan en el sistema hexagonal.
Las temperaturas a las que el agua pasa de un estado a otro se toman como puntos fijos en la escala del termómetro; a saber, el cero corresponde a la temperatura del hielo fundente, y la temperatura del vapor desprendido por el agua que hierve a la presión barométrica normal (es decir, 760 milímetros medidos a 0°, a la latitud de 45°, al nivel del mar) se toma como 100° de la escala Celsius.
Por lo tanto, el hecho de que el agua se licue a 0° y hierva a 100° se toma como una de sus propiedades como compuesto químico definido.
- El peso de un litro de agua a 4° es de 1.000 gramos, a 0° es de 999,8 gramos.
- El peso de un litro de hielo a 0° es menor, a saber, 917 gramos;
- el peso de la misma medida cúbica de vapor de agua a 760 mm de presión y 100° es de solo 0,60 gramos;
- la densidad del vapor comparada con la del aire = 0,62, y comparada con la del hidrógeno = 9.
Estos datos caracterizan brevemente las propiedades físicas del agua como sustancia independiente. A esto puede añadirse que el agua es un líquido móvil, incoloro, transparente, sin sabor ni olor, etc. Su calor latente de vaporización es de 534 unidades, y el de licuefacción, de 79 unidades de calor.11
La gran cantidad de calor almacenada en el vapor de agua y también en el agua líquida (pues su calor específico es mayor que el de otros líquidos) hace que sea útil en ambas formas con fines de calefacción. Las reacciones químicas que experimenta el agua, y mediante las cuales se forma, son tan numerosas, y están tan estrechamente relacionadas con las reacciones de muchas otras sustancias, que es imposible describir la mayoría de ellas en esta etapa inicial de la exposición química. Conoceremos muchas de ellas más adelante, pero por el momento solo citaremos ciertos compuestos formados por el agua. Para ver con claridad la naturaleza de los diversos tipos de compuestos formados por el agua, comenzaremos por los más débiles, que están determinados por propiedades superficiales puramente mecánicas de las sustancias reaccionantes.12
El agua es atraída mecánicamente por muchas sustancias; se adhiere a sus superficies tal como el polvo se adhiere a los objetos, o un trozo de vidrio pulido se adhiere a otro. Dicha atracción se denomina «humectación», «empapamiento» o «absorción de agua». Así, el agua humedece el vidrio limpio y se adhiere a su superficie; es absorbida por la tierra, la arena y la arcilla, y no se escurre de ellas, sino que se aloja entre sus partículas.