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Água, pH e Tampão Água molécula mais abundante FUNÇÕES Solvente (nosso corpo é um conjunto de soluções aquosas, onde se tem água e diferentes solutos) Reagente (Água quebrando em reações de hidrólise por exemplo - quebra de macromoléculas dos alimentos para absorção dos compostos- Digestão); Eliminação de resíduos (urina, suor) Manutenção da temperatura corporal - exercício por exemplo Transporte de nutrientes - Principalmente em relação ao plasma sanguíneo onde existe uma movimentação de moléculas INFLUENCIA A ESTRUTURA DE VÁRIAS BIOMOLÉCULAS (ENZIMAS, PROTEÍNAS, LIPÍDIOS, ETC) CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES DA ÁGUA Permite a realização de suas funções Molecular H20 (2 Atomos de hidrogenio compartilhando elétrons com 1 átomo de oxigênio). Molécula Polar - Compartilhamento desigual pois Oxigênio é bastante eletronegativo POLAR A propriedade polar influência na capacidade da água de solubilizar outras moléculas polares - POLAR Várias moléculas de água de água juntas surgem forças atrativas → Moléculas de água interagem entre si através dessas atrações chamadas de PONTE DE HIDROGÊNIO ou seja FORÇAS ATRATIVAS ENTRE MOLÉCULAS PEQUENA TENDÊNCIA A IONIZAÇÃO - A cada um milhão de moléculas de água neste estado, uma está na forma ionizada. Em um béquer teremos uma quantidade igual de íons H+ e íons OH- devido essa pequena tendência de ionização da água INTERAÇÕES INTERMOLECULARES E INTRAMOLECULARES Como os compostos químicos podem interagir com a água Pontes de Hidrogênio - açúcar (Podem formar pontes de hidrogênio com outros compostos como os carboidratos - por isso dissolve) Interações eletrostática - íons Interações hidrofóbicas - Moléculas apolares (Não conseguem interagir com as moléculas de água então elas se unem dessa forma para se proteger. Ex: União de bolinhas de óleo, se unem para afastar as moléculas de água se chama interação hidrofóbica) Forças de Van der Waals - Respeitada distâncias entre os átomos AS PONTES DE HIDROGENIO NAO SAO ESPECIFICAS APENAS PARA MOLECULAS DE AGUA MAS SIM PARA COMPOSTOS POLARES. OS ÍONS TAMBÉM VÃO SER SOLÚVEIS CONTUDO COM OUTRO TIPO DE INTERAÇÃO ESSAS INTERAÇÕES OCORREM ATÉ MESMO ENTRE PARTES DE UMA MESMA MOLÉCULA. EXEMPLO - A DUPLA HÉLICE DO DNA - INTERAÇÕES INTRAMOLECULARES As biomoléculas sao classificadas de acordo com sua solubilidade em água em HIDROFÍLICAS, HIDROFÓBICAS e ANFIPÁTICAS PONTE DE HIDROGÊNIO - Usa o H como ponte entre dois átomos de alta eletronegatividade entre moléculas diferentes ou em partes de uma mesma molécula LIGAÇÃO ELETROSTÁTICA - Compostos iônicos do sal só solubilizam na água HIDRATADOS pois os mesmo são envolvidos em moléculas de água. Positivo ( envolvido com o por moleculas de agua com polo negativo voltado para o íon) Negativo o contrário. Íons carregados positivamente com sua parte negativa e os íons negativos envolvidos com uma capa de água LIGAÇÃO HIDROFÓBICA - Não interagem com a água. Compostos apolares se unem por interação hidrofóbica para afastar ao máximo as moleculas de agua. Parte hidrofílica exposta, caso for maior forma BICAMADAS ÁCIDOS, BASES, pH e TAMPÕES A ÁGUA PURA - mesma concentração de H e OH-ela vai ter pH 7 ou seja SOLUÇÃO NEUTRA ÁCIDOS Substancia capaz de liberar prótons em meio aquoso. Se add na agua pura tira essa igualdade, aumenta concentração de H+ dessa forma a solução aquosa que tem maior concentração de H+ é denominada SOLUÇÃO ÁCIDA pH menor que 7 ÁCIDOS FORTES - Ionizam completamente em soluções aquosas liberando todo seu potencial. HCl ÁCIDOS FRACOS - Ionizam parcialmente em meio aquoso uma parte se ionizam outras nao ; HA ÁCIDOS FORTES ADICIONAM UMA MAIOR QUANTIDADE DE PRÓTONS A UMA SOLUÇAO QUANDO COMPARADOS AOS ÁCIDOS FRACOS BASES Qualquer substância capaz de receber prótons (H+) em meio aquoso São classificadas em bases fortes ou fracas, de acordo com o grau de ionização. Bases fortes são aquelas que ionizam completamente em meio aquoso contribuindo com outros íons OH- capazes de se ligar aos íons de H+ e formar H2O. pH MAIOR QUE 7 LIBERA OH CAPTURA H+ pH Toda substância aquosa tem Como na água as concentrações de H+ são iguais às concentrações de OH-. a água pura é NEUTRA SUBSTÂNCIAS NEUTRA - LIQUIDO INTRACELULAR MANTEM O pH EM 7 (LIC) pH é um valor numérico que indica a concentração de íons H+ em uma solução H+ = OH- É NEUTRA, pH IGUAL A 7 - LIC, PLASMA H+ > OH- ÁCIDA, pH MENOR QUE 7 - SUCO GÁSTRICO H + < OH- BÁSICA, pH MAIOR QUE 7 - SUCO PANCREÁTICO pH PODE VARIAR COMO A URINA (VARIA BASTANTE POR SER UM MEIO DE EXCREÇÃO) CONTUDO ALGUMAS NAO PODEM VARIAR MUITO POIS SE TIVEREM VARIAÇÃO MUITO GRANDE PODE OCORRER UM PROBLEMA - LIC E SANGUE ESSES DEVEM SER MANTIDOS CONSTANTES SOLUÇÃO TAMPÃO Mecanismo para evitar oscilação de pH Para evitar variação do LIC e do plasma Uma alteração no pH muda a eficiência de enzimas e outras proteínas e impede o bom funcionamento do organismo TAMPÕES SÃO ÁCIDOS FRACOS QUE EM SOLUÇÃO AQUOSA, IMPEDE GRANDES VARIAÇÕES DE pH Ao acrescentarmos um ácido hipotético (HA) em água podemos encontrar dissolvidos não só os íons provenientes de sua dissociação (H+ e A- base conjugada) mas também o ácido não dissociado (HA - ácido fraco) TAMPÃO FOSFATO - LIC ÁCIDO → FOSFATO + H+ - SE AUMENTAR CONCENTRAÇÃO DE H+ ESSES SERÃO CAPTURADOS PELA BASE CONJUGADA E FORMAR NOVAS MOLÉCULAS DE ÁCIDO FRACO IMPEDINDO O H+ DE FICAR LIVRE. MANTÉM O pH DO LIC TAMPÃO BICARBONATO - PLASMA DO SANGUE AS SOLUÇÕES TAMPÃO VÃO SEMPRE AGIR DA MESMA FORMA - QUANDO ADICIONA H+ A BASE CONJUGADA SE ASSOCIA FORMANDO HA - H+ NAO FICA LIVRE IMPEDINDO QUE O pH SE ALTERE NA ADIÇÃO DE OH- AO MEIO, HA SE DISSOCIA, LIBERANDO H+ REPONDO O QUE FOR CAPTURADO PELAS BASES (DEPOIS DA SETA) SE ADD H+ O MESMO É SEMPRE CAPTURADO PELA BASE CONJUGADA E SE FOR ADD OH- (CONSOME H+) ESSE H+ VAI SER REPOSTO PELA IONIZAÇÃO DO ÁCIDO FRACO (ANTES DA SETA) TAMPOES BIOLOGICOS SAO A PRIMEIRA LINHA PARA EVITAR VARIAÇÕES DE pH
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