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* BIOFÍSICA ??? ESTRUTURA da água * * The three fundamental vibrations of the water molecule ν1,O-H symmetric stretching 3657 cm−1 (2.734 μm) ν2, H-O-H bending 1595 cm−1 (6.269 μm) ν3, O-H asymmetric stretching 3756 cm−1 (2.662 μm) Diferentes movimentos vibracionais da molécula de água * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * Element ppm Hydrogen 739,000 Helium 240,000 Oxygen 10,700 Carbon 4,600 Neon 1,340 Iron 1,090 Nitrogen 950 Silicon 650 Magnesium 580 Sulfur 440 Element ppm Hydrogen 739,000 Helium 240,000 Oxygen 10,700 Carbon 4,600 Neon 1,340 Iron 1,090 Nitrogen 950 Silicon 650 Magnesium 580 Sulfur 440 = H2O * 2H2 + O2 2H2O + ENERGIA * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * TODOS os elementos químicos presentes no seu corpo hoje formaram-se nas ESTRELAS !!! * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * A água tem um alto CALOR ESPECÍFICO (1 cal para aquecer 1 g de H2O em 1oC). Isso significa que muita ENERGIA é necessária para aumentar a temperatura de uma dada massa de água (ENERGIA NECESSÁRIA PARA SUPERAR A COESÃO DAS PONTES DE HIDROGÊNIO). Como a Terra é formada por 71% de água, a energia do Sol só consegue causar PEQUENAS VARIAÇÕES NA TEMPERATURA DO PLANETA = GRANDE ESTABILIDADE TÉRMICA. O calor é armazenado nos oceanos no VERÃO e liberado de volta para a atmosfera no INVERNO. * Q = m.c.(t - to) Onde: Q = quantidade de calor m = massa c = calor específico t = temperatura final to = temperatura inicial Dentro de um calorímetro, a quantidade de calor recebido pela água (quantidade positiva) somada à quantidade de calor cedido pelo ferro (quantidade negativa) deve ser zero, que é o que nos garante o princípio da conservação da quantidade de calor. Assim: Qágua + Qfe = 0 mágua . cágua . (t - toágua) + mfe . cfe . (t - tofe) = 0 * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * * 1,85 * Na água líquida: grandes graus de liberdade entre as moléculas cria uma dinâmica entre as Pontes de Hidrogênio * Organização no gelo * * * * A ESTRUTURA ESPECIAL DA ÁGUA CRIA SUAS PROPRIEDADES QUÍMICAS ESPECIAIS: 1. A ÁGUA EXISTE EM TODOS OS TRÊS ESTADOS FÍSICOS NAS TEMPERATURAS VIGENTES NO PLANETA; 2. ELA PODE DISSOLVER MAIS SUBSTÂNCIAS DO QUE QUALQUER OUTRO SOLVENTE. ENTÃO OS PRINCIPAIS CONSTITUINTES DA BIOSFERA ENCONTRAM-SE DISSOLVIDOS NELA. POR ISSO É CHAMADA DE “SOLVENTE UNIVERSAL”; 3. A ÁGUA EXPANDE SEU VOLUME QUANDO CONGELA; ASSIM, ELA PODE FRATURAR ROCHAS E FAZ UMA COBERTURA DE GELO QUE PROTEGE A ÁGUA EM MAIOR TEMPERATURA QUE ESTÁ EMBAIXO. * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * H2O + H2O H3O+ + OH- Na ÁGUA PURA, as concentrações de H3O+ e OH- SÃO IGUAIS [H+] 1 1 x 100 High H3O+ concentration Low OH- concentration 0.1 1 x 10-1 0.01 1 x 10-2 0.001 1 x 10-3 0.0001 1 x 10-4 0.00001 1 x 10-5 0.000001 1 x 10-6 0.0000001 1 x 10-7 Equal concentration of H3O+ and OH- 0.00000001 1 x 10-8 0.000000001 1 x 10-9 0.0000000001 1 x 10-10 0.00000000001 1 x 10-11 0.000000000001 1 x 10-12 0.0000000000001 1 x 10-13 0.00000000000001 1 x 10-14 Low H3O+ concentration High OH- concentration * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * * Solutos polares não-ionizáveis: Solutos ionizáveis: Solutos não-polares: * No caso do sal, podemos representar a hidratação do cátion e do ânion como sendo: Na+(g) + Cl-(g) + xH2O Na+(aq) + Cl-(aq) No caso do NaOH: NaOH + xH2O ↔ Na+ (aq) + OH- (aq) Quando os íons são hidratados, é liberada a ENERGIA DE HIDRATAÇÃO, que pode ser de natureza ENDOTÉRMICA ou EXOTÉRMICA * Mas a organização das cargas no meio líquido depende do trabalho necessário para que isso ocorra, ou seja, depende também da CONSTANTE DIELÉTRICA DO MEIO: F = (q1q2) D r2 * F (negativa) se q1 (+) e q2 (-) → ATRAÇÃO F (positiva) se q1 = q2 → REPULSÃO * Constantes dielétricas de líquidos selecionados (à 25 ºC) Meio D ar 1 acetona 20,7 etanol 24,30 benzeno 2,27 água 78,54 Ácido sulfúrico anidro 101 * Podemos definir a constante dielétrica do meio como sendo a razão entre o trabalho necessário para separar cargas opostas a uma determinada distância no vácuo pelo trabalho necessário para separar as mesmas cargas quando imersas no meio. Assim sendo, podemos fazer algumas comparações: como o trabalho para separar partículas carregadascom cargas diferentes é inversamente proporcional à constante dielétrica, o trabalho para separar duas tais partículas em água é 1/78,54 vezes aquela necessária para separa-las no ar * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * Forças DA água: CAPILARIDADE * Forças da água: O que ocorre com a CAPILARIDADE se aumentamos o calibre do tubo ??? * Forças da água: Uso prático da CAPILARIDADE: cromatografia (escrever com cores) * Forças da água: Uso prático da CAPILARIDADE: cromatografia (escrever com cores) * Resultante das Forças 0 Resultante das Forças = 0 TENSÃO SUPERFICIAL * Tabela 1: Tensão Superficial para Líquidos em Contato com o Ar Substância Temperatura/ °C γ (10- 2 N/m) Azeite 20 3,20 Glicerina 20 6,31 Água 60 6,62 Água 20 7,28 Água 0 7,56 Mercúrio 20 46,50 http://www.iq.unesp.br/flotacao/MODULO1/aula2/aula2.htm * Forças NA água: DISSOLUÇÃO DE SOLUTOS * OSMOSE: resultado final após a redistribuição água/soluto osmótico através de uma membrana semi-permeável tempo * Propriedades e papel da água Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química Líquido de maior estabilidade química Aproximadamente 75% da composição de qualquer ser vivo Alto calor específico As pontes de Hidrogênio Equilíbrio de dissociação: o pH Solvatação Forças da água e forças na água O mundo hidrofílico induzindo a organização química * * Obrigada ! * * * * *
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