2 AULA AGUA FIP

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PROFª Cris Belchior, M. D
BIOF[ÍSICA DA ÁGUA
Profa. Denise Esteves Moritz - UNISUL
ÁGUA
(“Hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio. 
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Água: Estrutura e Propriedades Físico-químicas
Breves Comentários:
Permeia todas as porções de todas as células;
Importância em seres vivos: transporte de nutrientes e reações metabólicas;
Todos os aspectos de estrutura celular e suas funções são adaptadas às propriedades físico-químicas da água;
Taxas de água – varia de acordo com a espécie, idade e ação metabólica.
Vias de Eliminação: Pele, pulmões, rins e intestino;
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VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA
ESPÉCIE
Água-viva - 98% de água
Sementes - 10% de água
Espécie humana - 70% de água 
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Corpo Humano 75% Água 
 
Perdas diárias: 
Respiração - 0,4 litros 
Urina – 1,7 litros 
Transpiração - 0,6 litros 
Evacuação - 0,1 a 0,3 litros 
TOTAL – 3,0 litros 
Quanta água precisa repor por dia: 
Beber água – 2,0 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro 
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VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUA
IDADE
Feto humano – 94% de água
Recém-nascido – 79% de água
Adulto – 69% de água
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DISTRIBUIÇÃO DA ÁGUA CORPORAL
SÓLIDOS 40%
Água intracelular- 40%
INTERST.
15%
P
L
A
S
M
A
5%
l.E.C.
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METABOLISMO
A quantidade de água é diretamente proporcional à atividade metabólica da célula.
Neurônio – 80% de água
Célula óssea – 50% de água
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Meio onde ocorrem todas
Reações celulares
Composto mais importante das células
Água
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1. ESTRUTURA
Átomo de Hidrogênio compartilha um par de elétrons com o oxigênio – Geometria próxima do tetraedro (104,5°);
Pares de elétrons não compartilhados geram uma carga parcial (-).
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Pontes de Hidrogênio
As pontes de hidrogênio são mais fracas que ligações covalentes;
Como o oxigênio é mais eletronegativo("força de atração dos elétrons") que o hidrogênio, este acaba deixando os elétrons mais próximos dele, formando ao seu redor uma nuvem eletrônica negativa(uma carga aparente). 
Assim, os hidrogênios ficam com nuvens positivas caracterizando pólos distintos; dessa maneira, chegamos a primeira característica dessa molécula: ela é um composto Polar.
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Pontes de Hidrogênio
Atração eletrostática resultante entre o átomo de oxigênio de uma molécula de água e o átomo de hidrogênio de outra molécula de água;
As pontes de hidrogênio são mais fracas que ligações covalentes;
Cada molécula de água se une mediante pontes de Hidrogênio a 3 ou 4 moléculas .
A fluidez da água se deve a meia-vida curta das ligações:10-9seg.
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Pontes de Hidrogênio
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Pontes de Hidrogênio
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Pontes de Hidrogênio
Observações Importantes:
Pontes de hidrogênio não são restritas à água. Podem ser formadas entre um átomo eletronegativo (F, O, N) e um átomo de hidrogênio ligado a um outro átomo eletronegativo;
Átomos de hidrogênio ligados à carbonos não formam pontes de hidrogênio. Exs.: Butanol (P.F: 117°C); Butano (P.F: -0,5°C).
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Pontes de Hidrogênio comuns em sistemas biológicos
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Tensão Superficial
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Propriedades
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2. PROPRIEDADES DA ÁGUA
SOLVENTE UNIVERSAL??????????????
A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas (hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos.
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PROPRIEDADES SOLVENTES DA ÁGUA
A água por sua natureza dipolar, dissolve ou dispersa muitas substâncias; é um solvente muito melhor que a maior parte dos líquidos correntes.
 Sais cristalizados e outros componentes iônicos: dissolvem-se com facilidade na água, mas são quase insolúveis nos líquidos apolares.
 Compostos não-iônicos, mas com caráter polar, como os açúcares, álcoois simples, aldeídos e cetonas: dissolvem-se com facilidade na água por estabelecer ligações de hidrogênio.
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H2O DISSOLVE ESTRUTURAS 
CRISTALINAS
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Propriedades
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solubilização do NaCl em água
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Solubilidade
A interação com solutos ocorre porque a água é um líquido polar
A água pode dissolver:
Sais cristalinos: Interatua com íons que unem os átomos do sal
Compostos orgânicos polares (açúcares, álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos) – formação de pontes de hidrogênio com os grupos hidroxila ou carbonila
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Propriedades
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Solubilidade 
Substâncias anfipáticas (fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucléicos) – A água forma micelas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica
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Propriedade
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Sistema biológico é importante a ligação de H+ mediada pela H2O;
H2O funciona como ponte para conectar 2 partes separadas;
H2O altamente reativa
 Favorece interações hidrofóbicas;
 Interfere estrutura e propriedades de proteínas e ác. Nucléicos;
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Propriedades
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Água: Estrutura e Propriedades Físico-químicas
Propriedades Incomuns: PF (0°C), PE (100°C), CE e Calor de vaporização – maior que os líquidos comuns; Produto de ionização; solvente “universal” .
Interação entre as moléculas:
Forças de atração entre moléculas adjacentes -  COESÃO
Átomo de Hidrogênio compartilha um par de elétrons com o oxigênio – Geometria próxima do tetraedro (109,5°);
Pares de elétrons não compartilhados geram uma carga parcial (-)
A força de atração eletrônica do Oxigênio origina uma carga parcial (+) 
Caráter DIPOLAR / ELETRICAMENTE NEUTRO
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Propriedades Coligativas
Definição:
Ponto de fusão, Ponto de ebulição, Pressão de vapor, Pressão osmótica
Relação com solutos
Alteração das propriedades do solvente
Solutos tendem a romper a estrutura normal da água (pontes de hidrogênio)  menor interação
Obs.: Peixes que habitam águas com temperaturas abaixo do ponto de congelaçãoConcentração de solutos presentes no sangue diminui a temperatura de fusão da água Impede o congelamento
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PROPRIEDADES DA ÁGUA
ALTO CALOR ESPECÍFICO
Calor específico é definido como a quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1°C sem que haja mudança de estado físico. Devido ao alto calor específico da água, seres vivos não sofrem variações bruscas de temperatura.
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Propriedades
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PROPRIEDADES DA ÁGUA
CALOR DE VAPORIZAÇÃO
 É a quantidade de calor necessária para que uma substâncias passe de estado líquido para o estado de vapor. Devido ao elevado calor de vaporização da água, uma superfície se resfria quando perde água na forma de vapor
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Propriedades
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PROPRIEDADES DA ÁGUA
CAPILARIDADE
Quando a extremidade de um tubo fino de paredes hidrófilas
é mergulhada na água, as moléculas dessa substância literalmente “sobem pelas paredes” internas do tubo, graças a coesão e a adesão entre as moléculas de água. 
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Propriedades
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3. FUNÇÕES DA ÁGUA
TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS
FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS
TERMORREGULAÇÃO
LUBRIFICANTE
REAÇÕES DE HIDRÓLISE
EQUILÍBRIO OSMÓTICO
EQUILÍBRIO ÁCIDO BASE
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TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS
A presença de água permite a difusão nos seres mais primitivos.
Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios ( hemolinfa, sangue e seiva vegetal).
A urina é uma maneira de eliminar toxinas.
As células apresentam-se em estado coloidal (rico em água) o que facilita transporte de substâncias.
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Funções
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TERMORREGULAÇÃO
Seres vivos só podem existir em uma estreita faixa de temperatura.
A água evita variações bruscas de temperatura dos organismos.
A transpiração diminui a temperatura corporal de mamíferos.
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Funções
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LUBRIFICANTE
Nas articulações e entre os órgãos a água exerce um papel lubrificante para diminuir o atrito entre essas regiões.
A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular.
A saliva facilita a deglutição dos alimentos.
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Funções
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QUESTÕES PARA DISCUSSÃO 
1 – Qual a relação da água  com o metabolismo celular?
2 – Porque a água é considerada um sorvente universal?
3 – Explique a tensão superficial da água.
4 – Quais as princiapis  propriedades da água?
5 – Quais as principais funções da água?
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OBRIGADA PELA ATENÇÃO!
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