Á GUA E SUAS PROPRIEDADES, SOLUBILIDADE E P H Universidade Federal do Rio de Janeiro Centro de...
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ÁGUA E SUAS PROPRIEDADES, SOLUBILIDADE E PH
Universidade Federal do Rio de Janeiro
Centro de Ciências da Saúde
Instituto de Bioquímica Médica
Curso: Enfermagem e Obstetrícia
Lista de Chamada!!!
ÁGUA: UM COMPONENTE E SOLVENTE UNIVERSAL
A ÁGUA É O SOLVENTE DA VIDA!
Compõe a célula
Transporta compostos no sangue
É um meio de transporte de moléculas para o meios intra e extracelular e entre os compartimentos celulares
Dissipa calor
Participa de reações químicas
Dissolve compostos
Controle da temperatura nos organismos homeotérmicos
PROPRIEDADES DA ÁGUA
Quando a água congela ela se retrai ou se expande? Quando esquecemos uma garrafa cheia no congelador, o que acontece?
O que acontece quando colocamos um cubo de gelo em um copo com água?
Durante o dia o que está mais quente: a água da piscina (ou do mar) ou o solo (a areia)? E quando anoitece?
Por que o suor refresca?
Por que alguns animais como insetos conseguem se manter pousados sobre a superfície da água?
Por que conseguimos encher um copo com água, até a superfície, sem que ela transborde?
ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE ÁGUA
A molécula de água possui dois átomos de hidrogênio ligados covalentemente ao átomo de oxigênio. Nesta ligação cada átomo de hidrogênio compartilha um par de elétrons com o átomo de oxigênio.
ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE ÁGUA
A geometria da molécula da água é bastante parecida com a de um tetraedro, com dois átomos de hidrogênio em dois vértices do tetraedro e os elétrons nos outros dois vertices, e o oxigênio no centro.
INTERAÇÕES H2O-H2O
A natureza dipolar da molécula de água permite que ela forme ligações de hidrogênio com outras moléculas.Cada molécula de água é capaz de se ligar a até 4 outras moléculas de água ao mesmo tempo.
VIDEO H2O
A coesão entre as moléculas de água, ou seja a forte atração entre elas, ligadas por pontes de H, é o que leva à água ter todas as propriedades peculiares!
CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA
Calor específico é a quantidade de energia necessária para aumentar em 1oC a temperatura de 1 grama de uma determinada substância.
Uma substância que possui elevado calor específico precisa receber muito calor do ambiente para que sua temperatura aumente.
A quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma determinada quantidade de água em 1oC, eleva em 2oC a temperatura de uma mesma quantidade de álcool.
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
A água apresenta alto ponto de fusão, solidificação e ebulição.
A água apresenta também alto calor de vaporização.
TENSÃO SUPERFICIAL
A tensão superficial é um efeito que ocorre na camada superficial de um líquido que leva a sua superfície a se comportar como uma membrana elástica.
Água líquida (temperatura e pressão ambiente):Moléculas desorganizadas em contínuo movimento pontes de H com ~ 3,4 moléculas
Gelo (formação de uma rede):Moléculas fixasPontes de H com outras 4 moléculas
ÁGUA X GELO
ÁGUA X GELODensidade da água líquida X gelo
LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO ENTRE DIFERENTES
MOLÉCULAS
Álcool e H2O Cetona e H2O
Pontes de H não são restritas à água. Se formam facilmente entre átomos eletronegativos.Aceptor de H (O ou N) com um par de elétrons livresDoador de H (H ligado covalentemente a outro átomo eletronegativo).
H2O COMO SOLVENTE
QUAIS COMPOSTOS PODEM SER DISSOLVIDOS PELA H2O?
H2O dissolve apenas aquilo com que ela interage
SOLUTOS POLARES EM H2O
APOLAR POLAR
Soluto – Soluto Soluto – H2O
SOLUTOS CARREGADOS EM H2OSoluto – Soluto Soluto – H2O
VÍDEO DISSOLUÇÃO SAL EM H2O
Cera
Triacilglicerol
COMPOSTOS APOLARES EM H2O
COMPOSTOS APOLARES EM H2O
Compostos apolares não fazem ligações de hidrogênio com a água.
Interferem nas ligações de hidrogênio das moléculas de água entre si.
EFEITO HIDROFÓBICO(“OIL DROP”)
14 + 14 = 2828 X 2 = 56
21 + 21 = 42
SOLUBILIDADE EM ÁGUA – COMPOSTOS ANFIPÁTICOS
SUBSTÂNCIAS ANFIPÁTICAS EM H2O
Lágrima
CLATRATO As moléculas de H2O se organizam ao redor de compostos apolares ou de regiões apolares de moléculas como “gaiolas”, aprisionando estes compostos.
EFEITO HIDROFÓBICO X ESTRUTURA DE
PROTEÍNA AULA ENOVELAMENTO
SOLUBILIDADE DOS GASES EM ÁGUA
CO O
Alguns gases como gás carbônico, oxigênio e nitrogênio, são apolares. Os elétrons do O2 e N2 são distribuídos igualmente entre os dois átomos. Já o CO2 os dipolos formados na molécula se cancelam.
POLARIDADE DAS MOLÉCULAS
MOVIMENTO DA ÁGUA: OSMOSE
Movimento da H2O entre meios separados por uma membrana semipermeável
• Isotônicas: = osmolaridade• Hipertônica: ↑ [soluto]• Hipotônica: ↓ [soluto]
Hipotônico HipertônicoH2O
Soluções osmóticas:
CÉLULAS EM MEIO ISOTÔNICO, HIPERTÔNICO E HIPOTÔNICO
Meio isotônico
Meio hipertônico
Meio hipotônico
Ligações Químicas
LIGAÇÃO COVALENTE
Átomos compartilham elétrons
LIGAÇÃO IÔNICA
Um átomo rouba elétrons de outro
DIPOLO
C - H
C = O
H - O
C - N
H - N
LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO
INTERAÇÕES DE VAN DER WAALS
2 átomos não carregados próximos passam a influenciar um ao outro criando um dipolo elétrico INDUZIDO transiente de cargas opostas
FORÇA DAS LIGAÇÕES
Individualmente fracas“EFEITO CUMULATIVO”
INTERAÇÕES ENTRE MACROMOLÉCULAS
PHVídeo ionização da àgua
IONIZAÇÃO DA H2O
Keq = [produtos] = [H+] [OH-] [reagentes] [H2O]
Na água pura:•[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L = 10-7 M•[H20] = 55,5 mol/L = 55,5 M•Keq = 1,8x10-16 M (íons na solução)
Keq = [H+] x [OH-] [H2O] 1,8x10-16 M = [H+] [OH-] 55,5 M
[H+] x [OH-] = 1,8x10-16 x 55,5 M = 10-14M2
Chamamos “[H+] x [OH-]” de “Produto iônico da água” (Kw)
[H+] = [OH-] = 10-7 M Soluções neutras
Soluções ácidas
Soluções básicas
[H+] > [OH-]
[H+] < [OH-]
A CONCENTRAÇÃO DE ÍONS H+ DETERMINA A ACIDEZ DE
UMA SOLUÇÃO
QUAL O PH DA ÁGUA PURA?O pH é uma unidade que determina as concentrações
de H+ e OH- em qualquer solução aquosa.
Na água pura sabemos que:•[H+] = [OH-] = 10-7 M•[H+] x [OH-] = 10-14M2, vamos aplica Log:Log [H+] + Log [OH-] = Log 10-14
Log [H+] + Log [OH-] = -14, vamos aplicar (-)-Log [H+] - Log [OH-] = +14, vamos chamar (-log [H+]) de pHpH - Log [OH-] = +14, Aplicar [OH-] = 10-7 MpH - Log 10-7 = +14pH – (-7) = 14pH + 7 = 14pH = 14-7pH = 7
pH neutro
[H+] = [OH-] = 10-7 M
Fim
PRÁTICA
AULA 3- TAMPÃO