Água e Sais

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Água e Sais 
 Os seres vivos são compostos pelos mesmos 
elementos da matéria bruta: os átomos 
 Atualmente já se conhecem 109 tipos de 
átomos ou elementos químicos. 
 Os átomos raramente se encontram isolados; 
quase sempre estão unidos por meio de ligações 
químicas, produzindo moléculas. 
A importância da bioquímica no 
metabolismo: 
 No interior das células ocorrem reações 
químicas fundamentais à vida, como a digestão, 
na qual a célula ingere o alimento e o “quebra” 
liberando energia. 
 As vezes esse alimento ingerido serve para 
produzir outras substâncias necessárias para o 
organismo. 
Composição química matéria viva: 
 Principais átomos: C, H, O, N, P, S 
 Principais moléculas; 
  70% a 80% água 
  10% a 15% proteínas 
  2% a 3% lipídios 
  1% glicídios 
  1% ácidos nucleicos 
  1% sais minerais 
Composição química da célula: 
 Os compostos celulares são baseados em 
compostos de carbono 
 C, H, N e O constituem 99% do peso celular 
 Água = 70% do peso da célula, logo a 
maioria das reações químicas da célula ocorrem 
em ambiente aquoso 
 
1) Inorgânicos 
 Água 
 Sais Minerais 
2) Orgânicos 
 Carboidratos 
 Proteínas 
 Lipídios 
 Vitaminas 
 Ácidos nucléicos 
 
Interações fracas em sistemas 
aquosos 
 As ligações de hidrogênio entre 
moléculas de água fornecem as forças 
coesivas que fazem a água um líquido a 
temperatura ambiente e um sólido 
cristalino (gelo) com arranjo altamente 
ordenado de moléculas em temperaturas 
frias. 
 
As ligações de hidrogênio são 
responsáveis pelas propriedades 
incomuns da água 
 
 Ligações de hidrogênio são 
relativamente fracas. 
 Em qualquer dado momento, a 
maioria das moléculas na água líquida é 
ligada por hidrogênios, mas o tempo de 
vida de cada ligação de hidrogênio é 
somente de 1 a 20 piscossegundos (1 ps 
= 10-12 s); quando uma ligação de 
hidrogênio quebra, outra ligação de 
hidrogênio forma, em o,1 os, com a 
mesma molécula ou com outra. 
 O arranjo aproximadamente 
tetraédrico dos orbitais ao redor do 
átomo de oxigênio permite que cada 
molécula de água forme ligações de 
hidrogênio com até quatro moléculas de 
água vizinhas. 
 No gelo, formam-se ligações de 
hidrogênio com quatro moléculas de 
água, formando uma estrutura de rede 
regular. 
 Durante a fusão ou a evaporação, a 
entropia do sistema aumenta, à medida 
que as disposições mais ordenadas das 
moléculas de água em forma de gelo 
passam a assumir disposições menos 
ordenadas no estado líquido ou 
completamente ou completamente 
desordenadas no estado gasoso. 
 
A água forma ligações de 
hidrogênio com solutos polares! 
 
 
 As ligações de hidrogênio são mais 
fortes quando as moléculas estão 
orientadas de forma a maximizar as 
interações eletrostáticas, o que ocorre 
quando o átomo de hidrogênio e os dois 
átomos que o compartilham estão em 
linha reta – isto é, quando o átomo 
aceptor está alinhado com a ligação 
covalente entre o átomo doador e o 
hidrogênio. 
 
 
A água interage 
eletrostaticamente com solutos 
carregados: 
 
 A água dissolve sais como o NaCl 
pela hidratação e estabilização dos íons 
Na+ e Cl- , enfraquecendo as interações 
eletrostática entre eles. 
 
 A água também dissolve 
prontamente biomoléculas carregadas, 
incluindo compostos com grupos 
funcionais como grupos carboxílicos 
ionizados (-COO- ), aminas protonadas 
(-NH3+ ) e ésteres de fosfato ou 
anidridos. 
 
 
 
 
 
 
 A entropia aumenta quando 
uma substância cristalina se 
dissolve 
 
 
 Gases apolares são 
fracamente solúveis em água 
A adição de moléculas da fase gasosa 
desordenada em uma solução aquosa 
restringe o movimento do gás e das 
moléculas de água e, portanto, 
representa um decréscimo de entropia. 
A combinação entre a natureza apolar 
desses gases e o decréscimo de entropia 
quando eles entram na solução os 
tornam muito pouco solúveis em água 
 
Compostos apolares forçam 
mudanças energicamente 
desfavoráveis na estrutura da 
água 
 
 Aprofundar na página 52. 
Obs.: A força das interações 
hidrofóbicas não é decorrente de 
nenhuma atração intrínseca entre as 
partes apolares. 
Micelas: Estrutura globular estável 
formada por um agregado de moléculas 
anfipáticas, ou seja, compostos que 
possuem características polares e 
apolares.