L’aigua I les sals minerals

Principis immediats o biomolèculesBiomolècules

SimplesOxigen molecular

Nitrogen molecular

Compostes

Inorgàniques OrgàniquesAigua Glúcids

Diòxid de carboni Lípids

Sals minerals Proteïnes

Àcids nucleics

Importància de l’aigua en els éssers vius• L’aigua és la substància química més abundant en la

matèria viva.• L’aigua és el medi de dissolució i on es dónen les

reaccions bioquímiques.• Intervé en nombroses reaccions (hidròlisi, fotosíntesi,

respiració cel·lular). És imprescindible per a estabilitzar moltes molècules (proteïnes).

• És el medi vital d’organismes aquàtics i unicel·lulars.• Va fer possible l’orígen dels ésser vius.

L’aigua es troba en la matèria viva en tres formes:Aigua circulant (8% pes en humans).Aigua intersticial (15 %).Aigua intracel·lular (40%).

H2O

. La

mol

ecul

a d’

aigu

a

Enllaços covalents

Geometria de la molècula d’H2O

Pon

ts d

’hid

roge

n Màxim 4 ponts d’hidrogen

Masa molecular: 18 daPunt de fusió: 0ºC (a 1 atm)Punt d’ebulició: 100ªC (a 1 atm)Densitat (a 4 ºC): 1g/cm3

Densitat a 0ºC: 0,97g/cm3

Propietats de l’H2O degudes als ponts d’hidrògen

Elevada força de cohesió.Elevada calor específica.Elevada calor de vaporització.Densitat més alta en estat líquid que en sòlid.Elevada constant dielèctrica.Baix grau d’ionització.

Coh

esiv

itat

Es deguda als ponts d’hidrogen.

Incompressible:

Elevada tensió superficial:

Capil·laritat:

Para ver esta película, debedisponer de QuickTime™ y de

un descompresor .

Elevada calor específica

Calor específica: Quantitat de calor que s’ha de donar a una substància química determinada per augmentar-ne la temperatura

L’aigua en estat líquid està formada per molècules que es desplacen continuament xocant entre si.

Les molècules d’aigua formen polímers, perquè estiguin lliures I agitades cal trencar molts enllaços

d’hidrogen

Formula Pes molecular

Estat a 20ºC

CO2 44 Gas

O2 32 Gas

CO 28 GasN2 28 Gas

H2O 18 Liquid

CH4 16 Gas

H2 2 Gas

L’aigua és líquida a temperatura ambient

gràcies als ponts d’hidrogen (cohesió).

Elevada calor de vaporització

Densitat més alta en estat líquid que en estat sòlid Gràcies als ponts

d’H el gel ocupa menys volum que l’aigua

Elevada constant dielèctrica

Pel fet de tenir molècules dipolars, l’aigua és un gran

dissovent de compostos iònics.Aquest fenòmen

s’anomena solvatació iònica

-+

Baix grau d’ionització

De cada 107 molècules d’aigua, només una es troba ionitzada

Funcions de l’aigua en els éssers viusFunció dissolvent i de transport de substàncies.

Funció bioquimica.

Funció estructural. Funció termoreguladora.

Funció mecànica amortidora

Les sals minerals• Sals minerals precipitades:

– Funció esquelètica• Sals minerals dissoltes:

– Funció homeostàtica:• Constància del grau de salinitat.• Constància del pH. Dissolucions tampó

o amortidores.

• Sals minerals associades a substàncies orgàniques.– Funció plàstica: fosfoproteïnes,

fosfolípids, agar.

Cations: Na+, K+, Ca+2 y Mg+2.Anions : Cl-, SO4

-2, PO4-3, CO3

-2, HCO3- y

NO3-

Les dissolucions i les dispersions col·loidals

• El dissolvent universal de les biomolècules és l’aigua.

• Soluts: – Cristal·loides (PM baix).– Col·loides

• Macromolècules.• Micel·les.

Els compostos polars com la

glucosa són molt solubles en

aigua.

La glucosa conté molts

grups alcohol

L’aigua en ser una molècula dipolar forma

ponts d’H amb ions o d’altres molècules que

presenten càrregues

elèctriques.

Cristal·loides o dissolucions veritables

Molècules hidrofòbiquesSón apolars, no presenten càrrega elèctrica i per això no poden formar ponts d’H amb l’aigua.Els àcids grasos són insolubles en aigua

Els fosfoglicèrids, lípids de les membranes cel·lulars tenen una part polar i una altra apolar

Exterior hidrofílic de la proteïna

Interior hidrofòbic d’una proteïna globular

Les propietats de dissolvent de l’aigua fant possible l’existència de

membranes cèl·lulars

Importància per a la vida

Propietats de les dissolucions

• Difusió: Repartició homogènia de les partícules d’un fluid en el si d’un altre en posar-los en contacte.

• Osmosi: Pas del dissolvent entre dues solucions de concentració diferent a través d’una membrana semipermeable.

• Estabilitat del pH:– Dissolucions tampó.

DifusióDifusió a través de membrana

Difusió

Difusió d’un solut

Difusió de dos soluts

Osmosi

Tipus de membranes:Permeables.

ImpermeablesSemipermeables

Permeable: hi passa tot Impermeable: no hi passa res Semipermeable: hi passa el dissolvent (aigua).

Tipus de dissolucions

OsmosiTenim dues dissolucions separades per una membrana semipermeble.Les molècules vermelles no poden travesar la membrana, les blaves si.

Quan s’iguala la concentració de molècules blaves a amdos costats la pressió osmòtica és més gran a l’esquerra.

OsmosiMedi hipertònic Medi hipotònic

OsmosiSolució hipertònica

Solució hipotònica

Membrana semipermeable

Osmosi

Medi hipertònic

Medi isotònicMedi hipotònic

Plasmòlisi Turgència

OsmosiMedi isotònic Medi hipertònicMedi hipotònic

Cèl·lula animal

Cèl·lula vegetal

-+

De cada 107 molècules d’aigua, només una es troba ionitzada

Estabilitat del grau d’acidesa o pH

Estabilitat del grau d’acidesa o pH

• Tots els éssers vius mantenen constant el pH del seu medi intern.

• Ho aconssegueixen gràcies a les sals minerals dissoltes, que constitueixen les dissolucions tampó.– Sistema tampó fosfat.– Sistema tampó bicarbonat.

Tampó fosfat

H2PO4- <===> H+ + HPO4 -2

Tampó bicarbonat

Aplicacions de les propietats osmòtiques: la diàlisi