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Água
Profa. Aparecida Cristina Mauro
Universidade Estácio de Sá – UNESA
• Substância mais abundante nos seres vivos
• ~ 70% do peso da maioria dos organismos.
• As moléculas celulares se organizam de acordo com a estrutura da água
• A maioria das reações nos seres vivos é aquoso
• A água participa ativamente das reações
• A água não é inerte!!!
A geometria da molécula da água
A geometria e propriedades da água como solvente são cruciais para as 
propriedades dos seres vivos
• Dois H ligados a um O H2O
🡺Estrutura tetraédrica 🡺Molécula Polar
Ângulos
no Tetraedro 
Perfeito
= 109,5º
A água possui dois pares 
de elétrons não 
compartilhados
= Polaridade
δ = -0,66e
δ = +0,33e
Moléculas Apolares
μ = 0
Não basta as ligações serem 
polarizadas!!!
Moléculas Polares
μ # 0
Influência de pares de elétrons não-
ligantes
Ligações de Hidrogênio
• Possuem natureza eletrostática:
• ∆H= 23 KJ/mol
• São energeticamente consideráveis: devido número alto de ligações
Ligações de Hidrogênio
• A água é capaz de formar até 4 ligações de H
2 como doador de prótons e 2 como aceptor de prótons
A água como solvente: “Solvente universal”
• Formação de ligações de H com os solutos diversos
• Efeito de solvatação ou hidratação:
• Formação de interações eletrostáticas com íons através das cargas parciais da água que se orienta 
em camadas concêntricas
Ligações de H comum em 
sistemas Biológicos
Figura 1: Ligações de hidrogênio em grupos funcionais. A água forma ligações 
de hidrogênio com grupos (a) hidroxila, (b) grupos cetona, (c) íons carboxilato 
e (d) íons amônio. 
A água como solvente: “Solvente universal”
🡺A Dissolução de um cristal salino é termodinamicamente favorável pelo aumento da entropia do 
sistema 🡺∆S > 0
🡺Hidrofílico: Gosta da água (Grego) 🡺Hidrofóbico: Tem medo da água
Semelhante dissolve semelhante.
Figura 3: A água como solvente do sal, cloreto de sódio, dissolve seus
íons, hidratando-os.
Fonte: Mundo educação, 2016.
Solvente Aquoso:
“O efeito ou colapso hidrófobo”
• A introdução de um composto hidrofóbico perturba a rede de água;
• A água tende em minimizar seu contato com as moléculas hidrofóbicas;
• Gorduras, óleos e ceras são biomoléculas não polares.
Porque moléculas apolares não são “dissolvidas em água”?
“O efeito hidrofóbico”
• Formação de Micelas e da Bicamada através de moléculas anfifílicas
• Tendência da água é “excluir” os grupos hidrofóbicos
Água: propriedades físicas
• As propriedades coligativas da água são modificadas pela presença de solutos que alteram a 
estrutura da água
Ex. Ponto de fusão e ebulição
• Presença de determinados solutos também alteram outros solutos
“Salting in”
Baixa [Sal] que ajuda a solubilizar proteínas 🡺
efeitos de íons
“Salting out”
Alta [Sal] precipita proteínas 🡺 efeito na estrutura da água
• A água também apresenta elevada tensão Superficial;
• Baixíssima Viscosidade:
• Poder de dissolução da água, que atua como solvente para muitas biomoléculas.
Água: propriedades físicas
Osmose
 Sistema separado por uma membrana semi-permeável
 Movimento do solvente de uma região de baixa concentração para uma região de alta concentração 
de soluto
 Movimento ocorre até igualar a concentração em ambos os locais, equilíbrio químico
 Pressão osmótica 🡺pressão necessária para manter o volume constante
Água puraSoluto
Equilíbrio osmótico
• O Equilíbrio osmótico é muito importante para a manutenção da integridade celular.
• - A parede celular ajuda a regular a pressão osmótica e assim manter a integridade e rigidez da 
célula vegetal ou bactéria.
• - A Osmolaridade depende do número de moléculas e não do tamanho.
П: Pressão osmótica
i: fator van’t Hoff: número de espécies do soluto 
ionizável
C: concentração
Π = icRT
Difusão
• Sistema separado por uma membrana semi-permeável
• Movimento do soluto de uma região de alta concentração para uma região de baixa concentração
• Movimento ocorre até igualar a concentração de soluto permeável em ambos os sistemas
• Atinge-se o Equilíbrio Químico no sistema
Propriedades químicas da Água
 É uma molécula neutra que ioniza-se levemente
 Funciona como um sistema Ácido-Base fraco
 Efeito da doação de prótons na água
 Maior mobilidade e íons
2
3
−14O+ ][OH − ] = 1x10 MKw = [ H
K
eq
[H 2O]
−16[H3O + ][OH − ] = 1,8 x10 M=
[ H 2O] = 55,5M
H3O
+ = Íon hidrônio OH– = Íon hidroxila
Reagente Produto
Propriedades químicas da Água
Em concentrações iguais de íons hidrônio e hidroxila 
Neutralidade
3
+
pH = − log[H O]
Quanto maior o pH menor a [H3O
+]
Quanto menor o pH maior a [H3O
+]
Calcule os valores que faltam, indicando se a solução é ácida ou básica. Observação: Não é preciso
apresentar os cálculos, basta obter o resultado diretamente na calculadora e informa-los na tabela.
[H+] [OH−] pH pOH Ácido ou básico
7,5 × 10−3 M
3,6 × 10−10 M
8,25
5,70
Química ácido-base
Ácidos Fortes: sofrem ionização completa em solução aquosa
Ácidos Fracos: sofrem ionização parcial em solução aquosa dependente do pH
Química ácido-base
Os íons Hidrônio e Hidroxila participam de reações bioquímicas 
Ácido Doador de prótons ou aceptor de elétrons
Base Aceptor de prótons ou doador de elétrons
HA +
Ácido
H2O H3O
+ +
Base Ácido
conjugado
A—
Base 
conjugada
3
[ HA]
[ H O + ][ A− ]
K A =3
[ H 2O ][ HA]
K
eq
[ HO + ][ A− ]= Se a [H2O] é constante
= 55,5 mol/L
3
[HA]
[ H O + ][ A− ]
pK A = − log K A = − log
Química ácido-base
• É possível prever o pH de uma solução a partir das concentrações relativas de Ácidos e Bases
• Equação de Henderson-Hasselbalch
A força de um ácido pode ser avaliada a partir de sua constante de dissociação e pKa
Ácido Forte KA >> 1 e pKA < 1 
Ácido Fraco KA < 1 e pKA > 1
Se o Ácido é forte 
Se a Base é forte
o Ácido conjugado é fraco
a Base conjugada é fraca
[ A− ]
pH =pK A + log [ HA]
Se a [A—]/[HA] = 1
log 1 = 0 pH = pK A
Tampões
Uma solução tampão é uma solução de um ácido fraco (base fraca) na presença de concentrações
comparáveis de sais da sua base conjugada (ácido conjugado) cujo valor de pH não varia com a adição
de pequenas quantidades de ácido/base fortes!
Por que isso é importante? Exemplos:
- pH do sangue, 7,4, deve ser constante
Tampões
Tampões