ÁGUA e COMPARTIMENTOS

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ÁGUA E A SOLUBILIDADE 
 
ÁGUA e SOLUBILIDADE 
 
O objetivo deste capítulo é estudar a água, a sua polaridade e entender por que 
ela é chamada de solvente universal. 
Mesmo animais terrestres como nós, que não vivem na água, possuem a água 
como o grande componente corporal. Nosso corpo tem 60 a 70% de água na sua 
composição. O ambiente intracelular é basicamente aquoso, contendo 2/3 da água 
corporal e as células são banhadas por um “mar interno”, o líquido extracelular. Assim, 
a água acaba sendo o meio onde ocorrem as reações químicas, o meio de transporte de 
solutos e o solvente universal. Além disso, a água participa de muitas reações químicas, 
como a hidrólise, por exemplo. 
 
Questão para pesquisar e pensar: 
Você acha que por ser chamada de solvente universal, a água dissolve todas as 
substâncias? Por que? 
 
 
As propriedades da água são dadas por sua estrutura química, que torna esta 
molécula muito especial. A água é uma molécula formada por um átomo de oxigênio 
unido por ligações covalentes com dois átomos de hidrogênio, tendo a fórmula H2O 
(Figura 1). Porém, não é isso que torna esta molécula tão polar e tão importante. 
 
A polaridade da molécula significa que a molécula é desigual, tem diferente 
distribuição dos elétrons, de modo que uma parte da molécula fica mais negativa que a 
outra, formando os polos positivo e negativo. 
 
 
 
 
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Figura 1. Molécula de água. Observe que o átomo de oxigênio tem dois pares de elétrons 
isolados (não ligantes) e duas ligações covalentes com o hidrogênio. (Fonte: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Mol%C3%A9cula_de_%C3%A1gua.png) 
 
Relembre: a ligação covalente é aquela onde dois átomos compartilham 
elétrons. Isso quer dizer que os elétrons passam a fazer parte dos dois átomos 
simultaneamente. O oxigênio tem número atômico de 8, sendo que 2 elétrons ficam na 
primeira camada e 6 na camada de valência (a camada mais externa). Segundo a regra 
do octeto, o átomo atinge estabilidade quando tem 8 elétrons na camada de valência, 
ou dois se for a primeira camada. Ou seja, o oxigênio tem “falta” de dois elétrons. O 
hidrogênio tem número atômico de 1, ficando um elétron na primeira camada que pode 
abrigar até dois elétrons. Então ele também tem “falta” de um elétron. Por isso, o 
oxigênio se liga de forma covalente com dois átomos de hidrogênio, ficando todos 
estáveis e deixando dois pares de elétrons do oxigênio isolados, de fora da ligação 
covalente. 
 
Dois fatores são responsáveis por essa polaridade da água. A alta 
eletronegatividade do átomo de oxigênio e a assimetria da molécula de água. Mas, o 
que significa eletronegatividade? A eletronegatividade indica a força de atração que um 
átomo exerce sobre os elétrons em uma ligação com outro átomo. Quem atrai mais os 
elétrons fica mais negativo. O oxigênio tem alta eletronegatividade e atrai os elétrons 
da ligação covalente com mais força do que os átomos de hidrogênio. Desse modo, a 
molécula se torna mais negativa próximo ao átomo de oxigênio e mais positiva na região 
 
 
 
 
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dos átomos de hidrogênio (Figura 2). Isso configura um dipolo elétrico e a água é polar 
por apresentar esses dois polos. 
 
Figura 2. Polaridade da molécula da água. Observe que a molécula se torna parcialmente 
positiva perto dos átomos de hidrogênio e parcialmente negativa próximo do oxigênio (Fonte: 
Pré-Fisiologia, UFRGS). 
 
Os elétrons são normalmente atraídos pelo núcleo dos átomos e repelidos 
pelos elétrons. Então, aqueles elementos que possuem mais prótons no núcleo (maior 
número atômico) atrairão com mais intensidade os elétrons (da esquerda para a direita 
na tabela periódica) e aqueles em que os elétrons estão mais próximos do núcleo 
também (de baixo para cima na tabela periódica). Por isso, os elementos mais 
eletronegativos são aqueles que se situam no quadrante superior direito da tabela (F, O, 
N...) 
 
A presença dos dois pares de elétrons do oxigênio que não participam das 
ligações covalentes com o hidrogênio também contribui para a assimetria da molécula 
de água, pois repelem os demais elétrons da camada de valência. Moléculas que têm 
ligações com eletronegatividade diferente, mas que são simétricas, ou seja, há átomos 
puxando igualmente para os dois lados da molécula, não se tornam polares. 
(Ex. CO2, O = C = 0 ). 
Essa polaridade faz com que a água atraia outras substâncias com carga elétrica, 
polares, inclusive outras moléculas de água. Daí vem a sua caracterização como solvente 
universal. 
 
 
 
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Com os sais e outras substâncias com carga em meio aquoso, as moléculas de 
água circundam as cargas, sendo que a parte com carga negativa parcial da água 
(oxigênio) se aproxima das cargas positivas da substância e a parte com carga positiva 
parcial da água (hidrogênio) se aproxima das cargas negativas da substância a ser 
dissolvida. Quando a atração exercida pela água sobre a substância for mais forte do 
que a coesão produzida por suas ligações internas, ela acaba se dissolvendo (Figura 3). 
Ou seja, a substância dissolvida rompe algumas de suas ligações internas e seus 
componentes se separam na presença da água. Por isso, esses solutos são chamados de 
hidrossolúveis. 
Com os compostos iônicos, os íons acabam sendo envolvidos pela água, o que se 
chama solvatação ou hidratação, e isso impede que eles voltem a se unir, de modo que 
a capa de água passa a fazer parte do íon, aumentando seu tamanho. 
 
 
 Figura 3. A água dissolve substâncias polares. Substâncias com carga são fortemente atraídas 
pela água, formando ligações eletrostáticas e se dissolvendo. Observe que os íons ficam 
envolvidos pela água, o que se chama de hidratação (Fonte: Pré-Fisiologia, UFRGS). 
 
Moléculas orgânicas que podem formar ligações de hidrogênio com a água são 
hidrossolúveis, especialmente quando possuem os grupos funcionais hidroxila, cetona, 
carboxila, amônia. Proteínas, aminoácidos, algumas vitaminas, carboidratos e ácidos 
nucleicos possuem esses grupos e são dissolvidos na água. 
 
 
 
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Questão para pesquisar e pensar: 
Você acha que a forte atração entre a água e os solutos polares pode influenciar o 
transporte da água? De que modo? 
 
As moléculas de água atrairão outras moléculas polares e também outras 
moléculas de água. Formam-se ligações de hidrogênio da água com outras moléculas de 
água, unindo o hidrogênio de uma molécula de água com o átomo de oxigênio de outra 
molécula de água (Figura 4). Essas ligações mantêm a água em estado líquido em 
temperaturas de 0 a 100°C, mas são extremamente breves. Se formam e se desfazem 
muito rapidamente, mantendo a coesão entre as moléculas de água, porém o líquido 
adquire uma viscosidade muito baixa, permitindo sua fluidez. 
 
 
Figura 4. Ligações de hidrogênio. As moléculas de água se unem a outras moléculas de água por 
meio de ligações de hidrogênio, representadas pelas linhas tracejadas, que ligam o átomo de 
hidrogênio de uma molécula com o oxigênio de outra molécula de água (Fonte: 
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Miri9.jpg). 
 
As ligações de hidrogênio também se dão com outras moléculas além da água, 
desde que essas moléculas tenham átomos com alta eletronegatividade, como 
Oxigênio, Nitrogênio e Flúor. O átomo que estiver ligado ao hidrogênio vai atrair os 
elétrons com mais força do que o próprio hidrogênio, formandodois polos. 
 
 
 
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Praticamente todas as moléculas e estruturas biológicas adotam suas 
conformações e, portanto, suas funções em resposta às propriedades físicas e químicas 
o meio aquoso circundante. Mas porque as moléculas apolares não se dissolvem na 
água? Porque essas moléculas não interagem com a água, e assim, tendem a se isolar. 
A água se dispõe ao redor das moléculas apolares, mas não interage com elas, que são 
“excluídas”. Este é o efeito hidrofóbico. Ou seja, a parte apolar da molécula se organiza 
de modo a se esconder da água. Por isso, os lipídios, que possuem afinidade por outras 
moléculas apolares, tendem a se juntar formando glóbulos maiores. Quando a molécula 
for anfipática, tendo uma porção hidrofílica e outra hidrofóbica, a porção hidrofóbica se 
une, “fugindo” da água e a hidrofílica se volta para a água (Figura 5). 
 
Figura 5. Fosfolipídios são anfipáticos. A caudas apolares ficam na parte interna, se escondendo 
da água, e a cabeça polar se expõe ao ambiente aquoso. À esquerda uma micela e à direita 
observa-se uma bicamada de fosfolipídios. 
(Fonte: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Lipid_bilayer_and_micelle.svg) 
 
 É o caso dos fosfolipídios das membranas celulares, que formam a bicamada 
deixando apenas a porção hidrofílica em contato com a superfície aquosa, dentro e fora 
da célula. A região dos grupos fosfato e glicerol possui caráter polar, enquanto as caudas 
de ácidos graxos são apolares. Então, as caudas apolares ficam “escondidas” no interior 
da bicamada e as cabeças polares interagem com as moléculas de água, de um lado e 
de outro da membrana (Figura 5). Os sais biliares também são moléculas com essa 
característica anfipática, que acabam escondendo sua parte apolar no centro da micela 
 
 
 
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em contato com lipídios, que são apolares, e os grupos polares se voltam para a parte 
externa, em contato com a água. 
Questão para pesquisar e pensar: 
O que você acha que deve acontecer com a disposição dos fosfolipídios se eles forem 
colocados em um ambiente apolar e não na água? 
 
Se pensarmos que o plasma é um meio aquoso, as substâncias polares serão 
solúveis e podem fluir livremente no plasma, enquanto as apolares precisarão de um 
carreador, uma proteína por exemplo, que é polar e solúvel no plasma. Já na membrana 
plasmática, que é essencialmente hidrofóbica, as moléculas apolares serão solúveis na 
membrana, e as hidrofílicas, que são polares, precisarão de alguma “ajuda” para 
atravessar a membrana. 
Veremos isso melhor em outro capítulo. 
Até a próxima!