Quando pensiamo all’acqua trasparente, immaginiamo subito un'acqua limpida, priva di odori, sapori e colori, in linea con quelle caratteristiche di purezza che ne contraddistinguono la qualità. 

La limpidezza, del resto, è un parametro fondamentale per avere una prima valutazione della qualità dell'acqua e di certo nessuno potrebbe bere un'acqua che non risulti completamente pura. Ma perché l'acqua è trasparente? Per comprenderlo appieno è necessario concentrarsi sulla struttura molecolare dell'acqua, che permette di capire perché è trasparente e per quali ragioni, benché pulita, in alcuni casi può anche assumere una colorazione differente.

Perché l'acqua è trasparente, ma solo in alcuni casi?


L'acqua potabile che sgorga dal rubinetto e che riempie un bicchiere di vetro o una bottiglia è completamente trasparente. L'acqua del mare, al contrario, anche se pulita, può assumere una colorazione differente, con sfumature che in genere possono variare attorno al blu. 

Questa piccola stranezza, che spesso alimenta le curiosità dei più piccoli, trova di frequente una spiegazione nel cielo, che con le sue sfumature si riflette sulla distesa d'acqua, determinandone il colore caratteristico. Tuttavia, anche se il cielo ha una certa influenza sui toni del mare, attribuirgli interamente il merito della colorazione non è del tutto corretto: guardare alla tonalità del cielo per spiegare il colore del mare risulta infatti una spiegazione incompleta, che oltre a non tenere conto di un fenomeno assai più complesso, non fornisce un'adeguata spiegazione sul perché l'acqua è trasparente.

Perché l'acqua è trasparente? La parola alla scienza


Per capire perché l'acqua contenuta in un bicchiere appare limpida e allo stesso tempo perché, in alcuni casi, può anche assumere una colorazione differente, è necessario partire dal concetto di radiazione luminosa e, in particolare, del ruolo che la luce ha nella definizione di ogni colore. 

Difatti, se tutti gli elementi sulla terra, così come l'acqua del mare, hanno un colore, è esclusivamente per effetto delle radiazioni luminose, in virtù delle quali si verifica un fenomeno di colorazione basato sull'assorbimento e sulla riflessione della luce. 

La luce del sole, anche se appare completamente bianca, è composta infatti da radiazioni elettromagnetiche di diversa frequenza, che formano uno spettro di infiniti colori, responsabile delle altrettante sfumature normalmente percepite nella quotidianità. In base alla sua particolare composizione o densità, ogni oggetto sulla terra colpito dalla luce bianca del sole riflette alcune radiazioni e ne assorbe altre: le radiazioni riflesse, complementari alle radiazioni che invece vengono assorbite, restituiscono le sfumature visibili (ovvero il colore), mentre le radiazioni assorbite, in quanto tali, risultando completamente invisibili all'occhio umano. (fonte: https://online.scuola.zanichelli.it/immaginidellachimica_arancione-files/Approfondimenti/cap06/Zanichelli_Bagatti_Immarancio_Cap06_luceColori.pdf)

Tornando quindi al quesito posto poc'anzi, è possibile affermare che l'acqua del mare ha la capacità di assorbire le radiazioni appartenenti allo spettro del rosso e del giallo e di riflettere le radiazioni del blu, restituendo all'occhio umano una distesa di acqua di quel colore. Come è facile intuire, però, lo stesso non vale per l'acqua che comunemente si osserva in un bicchiere: un fatto che può essere spiegato solo se si considera il fenomeno della riflessione in virtù della particolare struttura molecolare dell'acqua.

Perché l'acqua è trasparente?


Per capire le cause che rendono l'acqua trasparente, bisogna partire innanzitutto da presupposto che l'acqua è formata da molecole di H2O, composte a loro volta da due atomi di idrogeno (H) e uno di ossigeno (O). È importante notare inoltre che il fenomeno dell'assorbimento dei colori da parte dell'acqua, e di conseguenza quello della riflessione –ovvero la colorazione blu – si verifica esclusivamente quando si ha a disposizione un enorme quantitativo di molecole di H2O, come accade per il mare o per una qualsiasi distesa di acqua pulita in natura. 

Difatti, se il quantitativo è quello di un bicchiere o di una semplice bottiglia, l'acqua non ha la capacità che hanno gli altri oggetti di assorbire le diverse radiazioni: di conseguenza, apparirà alla vista completamente trasparente e non con la caratteristica colorazione azzurra. 

Il motivo è legato al fatto che, quando ci si trova al cospetto di una piccola quantità di acqua limpida, poco profonda e omogenea, avviene un fenomeno non percepibile ad occhio nudo, ma i cui effetti sono visibili nel quotidiano: i fotoni che costituiscono tutte le radiazioni dello spettro elettromagnetico della luce, muovendosi a velocità estremamente elevate, hanno la capacità di attraversare le molecole dell'acqua e tornare indietro, senza che nel loro percorso colpiscono gli atomi di idrogeno o di ossigeno. 

In questo processo, i fotoni luminosi passano in particolare attraverso gli spazi esistenti tra le molecole di acqua, che si connettono e disconnettono continuamente con velocità dell'ordine di grandezza di un femtosecondo (un'unità di misura pari a un milionesimo di miliardesimo di secondo). 

A ciò si aggiunge il fatto che le molecole dell'acqua hanno dimensioni estremamente ridotte, che fanno sì che la luce riflessa dopo il passaggio appaia come un unico raggio trasparente (fonte: https://www.lifeschemistrypress.com/category-water/water-is-clear-and-transparent-for-three-simple-reasons/).

L'unione di questi fenomeni permette di capire perché l'acqua, all'occhio umano, risulti completamente trasparente e perché appaia caratterizzata da quei particolari livelli di purezza che la rendono limpida e bella da vedere.