Scoperte due diverse forme dell'acqua – In a Bottle

Scoperte due diverse forme dell'acqua

Scienziati hanno dimostrato che a 90 gradi sotto zero si separano due forme di acqua liquida, con la più leggera che galleggia sull’altra

MILANO - Esistono due diverse forme dell’acqua. A scoprirlo in uno studio pubblicato su Science lo scienziato italiano Francesco Sciortino de La Sapienza e il team di ricercatori statunitensi della Princeton University guidati dal fisico argentino Pablo Debenedetti. Secondo gli scienziati, esisterebbero due distinte fasi liquide dell'acqua che a bassissime temperature si separano, galleggiando l'una sull'altra.

Lo studio: le fasi liquide dell’acqua

I ricercatori di Roma e di Princeton hanno simulato per mille miliardi di volte i 100 milionesimi di secondo in cui avviene la transizione dall’acqua liquida di tipo 1 all’acqua liquida di tipo 2. Il fenomeno si verifica a 90 °C sotto zero, cioè a 180 gradi Kelvin, una temperatura alla quale la densità del liquido comincia a oscillare tra due valori, uno lievemente più alto e uno più basso.

Le forme molecolari dell’acqua

Lo scienziato Francesco Sciortino ha raccontato all’Adnkronos, nei dettagli, la scoperta. "Mentre nei liquidi 'normali' a livello molecolare esiste una sola struttura geometrica che descrive le posizioni relative degli atomi - cioè ogni liquido ha una forma propria determinata dalla posizione spaziale in cui si dispongono le molecole che lo compongono - nel caso dell'acqua abbiamo scoperto che esistono due forme microscopiche davvero distinte.”

L’acqua quindi a bassissime temperature ha non una ma bensì due forme molecolari diverse: una in cui localmente ogni molecola è circondata da quattro altre molecole disposte con una geometria ordinata (tetraedrica) e con le quali forma dei legami particolarmente intensi (i legami idrogeno), l’altra in cui la struttura tetraedrica invece è significativamente distorta, ovvero c'è una configurazione più disordinata, in cui alcune molecole formano solo tre o cinque legami idrogeno.

Differenze tra l’acqua e gli altri liquidi

Questo fenomeno spiegherebbe secondo Sciortino alcune delle anomalie dell’elemento più prezioso e abbondante della Terra rispetto agli altri liquidi esistenti in natura. “Per esempio come solido ha una densità inferiore che come liquido (si spiega così il galleggiamento del ghiaccio), ha un calore specifico molto alto (è in assoluto il liquido che impiega più tempo per riscaldarsi), ha una tensione superficiale elevata (le gocce d’acqua rimangono integre su molte superfici, come sulle foglie delle piante, e non si espandono come gli altri liquidi).”

Di Salvatore Galeone

Soruce: Adobe Stock

30 Luglio 2020