Água e sua importância biológica

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BIOFÍSICA
ÁGUA E SUA IMPORTÂNCIA BIOLÓGICA
HENEINE, I.F. Biofísica básica, 2008
A água é um solvente universal, a molécula mais abundante no sistema biológico,
sendo assim vital para a vida e sobrevivência das espécies. A água pode ser
encontrada em três estados físicos: sólido, líquido e gasoso.
fonte:física ilustrada.blogspot.com/
MOLÉCULA DA ÁGUA
● Caráter misto 60% covalente 40%
iônico (Dipolar);
● Forma tetraédrica;
● Formada por dois átomos de hidrogênio e um oxigênio;
● O ângulo de ligação é de 104,45
PROPRIEDADE FISIOLÓGICAS DA ÁGUA
DENSIDADE
É uma propriedade específica de cada material e pode ser calculada para líquidos,
sólidos ou gases por meio da seguinte fórmula:
● D = densidade
● M = massa se solução
● V = volume de solução
A água muda de densidade de acordo com o seu estado físico. No estado sólido a
densidade da água é menor do que no estado líquido, isso é por causa do volume
ocupado, o gelo flutua e com isso o volume ocupado é menor.
CALOR ESPECÍFICO
Calor específico é a quantidade de energia necessária para que 1g de uma substância
sofra aumento ou diminuição de temperatura de 1° C, cada substância possui seu
calor específico, a água tem seu calor específico bem elevado e é necessário 1 Kcal
para elevar a temperatura de 1,0°C de um litro de água. Como a água está em
abundância no sistema biológico, ela protege esse sistema contra o aumento súbito
da temperatura.
CALOR DE VAPORIZAÇÃO
Calor de vaporização é a quantidade de energia necessária para vaporizar uma
substância. A água tem um elevado calor de vaporização, precisa de estar a 37°C e
exige uma energia de 10,3 Kcal para passar do seu estado líquido para o gasoso .
Vantagens do alto calor da vaporização da água:
Gasto energia para desidratar um sistema biológico
Controle de temperatura corporal dos animais (Vaporização de água)
TENSÃO SUPERFICIAL
● É uma fina camada na superfície de líquidos
● É advinda das pontes de hidrogênio da água
● As interações entre as moléculas de água, permite que ela tenha uma alta
tensão superficial
VISCOSIDADE
Viscosidade é a propriedade física de um fluido a resistência ao escoamento. A água
não tem alta viscosidade, isso pode ser devido a contínua flutuação das pontes de
Hidrogênio. Não seria vantajoso a alta viscosidade pois afetaria as trocas hídricas do
organismo.
ÁGUA COMO SOLVENTE
A água é considerada um solvente universal, isso vem da sua capacidade de realizar
soluções de substâncias iônicas, covalentes e antipáticas.
1. Substâncias iônicas
Possui pelo pelo menos uma ligação iônica pela
transferência de elétrons de um átomo para
outro átomo formado íons;
Fonte:http://blogdequimica
Cátion é o átomo que perdeu elétrons
(Carga positiva) e o ânion é o átomo que
recebeu o elétron (Carga negativa).
A água por ser dipolar é um solvente de substâncias iônicas, quando está em contato
com substância iônica, a água se orienta pela
atração eletrostática das cargas.
O anidro é um raio que gera uma atração entre os
íons que formam uma substância (sem água),
quando essa substância entra em contato com a
água ocorre uma hidrólise (separação dessa
substância iônica, por meio da água), formando
íons cátions e ânions
2. Substâncias covalentes
As substâncias covalentes são dissolvidas Através das ligações das ligações de
hidrogênio da água ;
Substâncias solúveis São caracterizadas quando as pontes de hidrogênio não perturba
a estrutura da água;
Substâncias insolúveis são caracterizadas quando há perturbação na estrutura da
água.
3. Substâncias anfipáticas
● Anfipática: Anfi = duplo; patos = caráter;
● São substâncias que possuem parte da molécula polar e parte apolar;
● As moléculas são envolvidas pela água;
● As substâncias formam desde soluções até dispersões;
● A parte covalente dessas moléculas em um meio aquoso fica para dentro e a
parte polar para fora.
CLATRATOS, PAREDES E TÚNEIS
As moléculas de água ao interagir entre si podem formar clatratos, paredes e túneis.
● Clatratos são estruturas de cavidades internas de 0,5 nm formadas a partir de
associações de 20 moléculas de água a partir das pontes de hidrogênio;
● Paredes e túneis são estruturas formadas por pela ligação que hidrogênio que
acarreta em finas paredes que permanece estável por um longo tempo.
SOLUÇÕES
“Solução é a mistura unifásica de mais de um componente” (HENEINE,2008, P.107)
São as misturas decorrente da união de duas ou mais substâncias diferentes, que
apresentam uma única fase no seu aspecto visual.
Fonte: http://universoquiimico.blogspot.com/
As concentrações de solutos podem ser medidas:
● Quando a solução é exclusivamente realizada com substâncias em estado
sólido se utiliza (m/m),
● Quando a solução é realizada com substâncias sólidas e líquidas Se utiliza
(m/v)
● Quando a solução é feita com substâncias exclusivamente líquidas se utiliza
(v/v)
CONCEITO QUANTITATIVO DE SOLUÇÃO
O modo mais usual é usar relação soluto/solução forma a unidade chamada
concentração (C)
C = quantidade do soluto/quantidade da solução
● Percentual: Soluto em gramas por solução em mL (em %)
Concentração = Quantidade de solvente/ Quantidade de soluto
● Molar: Relação entre moles do soluto por solução em L ( M ou mol.l)
Q = P.M.V
Quantidade de soluto = massa molecular x molaridade x volume (L)
● Molal: É a relação entre moles soluto por de solvente em Kg (m)
Q = P.M.V
Quantidade de soluto = massa molecular x molaridade x volume (L)
CONCENTRAÇÃO E DILUIÇÃO
“ Diluir é diminuir a concentração
do soluto, concentração é
aumentar a concentração do
soluto” HENEINE,2008, P.107)
Fonte :https://slideplayer.com.br/
SUSPENÇÕES
São misturas heterogêneas de substâncias com
sistemas bifásicos, existe uma parte dispersa, que é a
fase mais interna e uma parte dispersora, que é a mais
externa. Inicialmente essas fases estão intensamente
misturadas parecendo uma uma mistura homogênea.
No entanto, com o passar do tempo as fases se
separam e ficam visíveis, A parte dispersa é mais
interna e parte dispersora a mais externa.
● Sólido em líquido: Dispersões
● Líquido em líquido: Emulsão
● Sólido em gás: Aerossol
● Gás em líquido: Espuma
AGENTES INTERFÁSICOS
São substâncias que agem nas interfaces das suspensões: Sólido líquido, gás líquido e
etc
● Umectantes: São substâncias hidrofílicas que agem retendo a água na
interface, como por exemplo, cremes, óleos;
● Surfactantes: Os surfactantes agem diminuindo a tensão superficial por
exemplo a molécula de água que interage entre si, formando uma camada de
molécula por meio da tensão superficial;
● O detergente: Um tipo de surfactante , têm propriedades antipáticas, podendo
interagir tanto com água como com a gordura, sendo capaz de diminuir o
tamanho da partícula de óleo, tornando mais fácil sua remoção.