Κεφάλαιο 2 Νερο Flashcards
Τι ξέρεις για τις ασθενείς αλληλεπιδράσεις στα υδατικά συστήματα;
• Οι πολύ διαφορετικές ηλεκτραρνητικότητες του Η και του Ο καθιστούν το νερό ιδιαίτερα πολικό μόριο, ικανό να σχηματίζει δεσμούς Hυδρογόνου μεταξύ των μορίων του και των διαλυμένων ενώσεων.
Οι δεσμοί υδρογόνου είναι ήπιας ισχύος, κυρίως ηλεκτροστατικοί και ασθενέστεροι από τους ομοιοπολικούς δεσμούς.
Το νερό είναι καλός διαλύτης για πολικές (υδρόφιλες) ενώσεις, με τις οποίες σχηματίζει δεσμούς υδρογόνου, και για φορτισμένες ενώσεις με τις οποίες αλληλεπιδρά ηλεκτροστατικά.
Οι μη πολικές (υδρόφοβες) ενώσεις διαλύονται ασθενώς στο νερό, δε μπορούν να κάνουν υδρογονοδεσμικού τύπου συνδέσεις με τον διαλύτη και η παρουσία τους προκαλεί μια ενεργειακά μη ευνοϊκή οργάνωση των μορίων νερού στις υδρόφοβες επιφάνειές τους.
Για να ελαχιστοποιηθεί η επιφάνεια που εκτίθεται στο νερό, οι μη πολικές και αμφιπαθείς ενώσεις όπως τα λιπίδια, σχηματίζουν συσσωματώματα (μικκύλια) στα οποία οι υδρόφοβες περιοχές περιορίζονται στο εσωτερικό, λόγω του φαινομένου της υδρόφοβης επίδρασης και μόνον οι πιο πολικές περιοχές αλληλεπιδρούν με το νερό.
Πολυάριθμες, ασθενείς, μη ομοιοπολικού τύπου αλληλεπιδράσεις επηρεάζουν καθοριστικά την αναδίπλωση μακρομορίων, όπως οι πρωτεΐνες και τα νουκλεϊνικά οξέα. Οι πιο σταθερές διαμορφώσεις των μακρομορίων είναι εκείνες στις οποίες επιτυγχάνεται μεγιστοποίηση της υδρογονοδεσμικής σύνδεσης τόσο σε ολόκληρο το μόριο όσο και μεταξύ του μορίου και του διαλύτη καθώς επίσης και όταν οι υδρόφοβες περιοχές συγκεντρώνονται στο εσωτερικό του μορίου μακριά από τον υδατικό διαλύτη.
Οι φυσικές ιδιότητες των υδατικών διαλυμάτων επηρεάζονται πολύ από τις συγκεντρώσεις των διαλυμένων ουσιών. Όταν δύο υδατικά διαλύματα διαχωρίζονται από μια ημιδιαπερατή μεμβράνη (όπως η κυτταρική μεμβράνη, η οποία διαχωρίζει το κύτταρο από το περιβάλλον του) το νερό ρέει μέσω της μεμβράνης αυτής για να εξισορροπήσει την ωσμωμοριακότητα των δύο διαλυμάτων.
Αυτή η τάση του νερού να ρέει μέσω μιας ημιδιαπερατής μεμβράνης παράγει την ωσμωτική πίεση
Τι γνωρίζεις για τον ιοντισμό του νερού, των ασθενών οξέων και ασθενών βάσεων;
Το καθαρό νερό ιοντίζεται ελάχιστα, σχηματίζοντας ισάριθμα ιόντα υδρογόνου (ιόντα υδροξωνίου, Η3Ο) και υδροξυλίου.
Το ρΗ ενός υδατικού διαλύματος αντανακλά σε λογαριθμική κλίμακα τη συγκέντρωση των ιόντων υδρογόνου
Όσο μεγαλύτερη είναι η οξύτητα ενός διαλύματος, τόσο χαμηλότερο είναι το ρΗ του. Τα ασθενή οξέα διίστανται μερικώς απελευθερώνοντας ένα ιόν υδρογόνου, μειώνοντας επομένως το pΗ του υδατικού διαλύματος.
Οι ασθενείς βάσεις δέχονται ένα ιόν υδρογόνου αυξάνοντας το ρΗ. Η έκταση αυτών των διαδικασιών είναι χαρακτηριστική για κάθε ασθενές οξύ ή βάση κι εκφράζεται ως σταθερά διάστασης, Κ.
Όσο πιο ισχυρό είναι το οξύ, τόσο πιο μικρή είναι η τιμή του ρκα, ενώ όσο πιο ισχυρή είναι η βάση, τόσο μεγαλύτερη είναι η τιμή του ρΚα Το ρΚ, μπορεί να προσδιοριστεί πειραματικά: είναι το pΗ στο μέσον της καμπύλης ογκομέτρησης του οξέος ή της βάσης.
Τι γνωρίζεις για την ρύθμιση της μεταβολής του ph στα βιολογικά συστήματα;
Ένα μίγμα ασθενούς οξέος (ή βάσης) με το άλας του ανθίσταται στις μεταβολές του ρΗ που προκαλούνται από την προσθήκη Η ή ΟΗ. Επομένως, το μίγμα λειτουργεί ως ρυθμιστικό διάλυμα.
Το ρΗ ενός διαλύματος ασθενούς οξέος (ή βάσης) και του άλατός του (της) δίνεται από την εξίσωση Henderson-Hasselbalch: pH = pKa + log [A]/[HA]
Στα κύτταρα και τους ιστούς, τα ρυθμιστικά συστήματα των φωσφορι- κών και των διττανθρακικών διατηρούν τα ενδοκυττάρια κι εξωκυττάρια υγρά στο βέλτιστο (φυσιολογικό) ρΗ, που συνήθως είναι πλησίον στο ρΗ 7. Τα ένζυμα γενικά λειτουργούν βέλτιστα σε αυτό το ρΗ.
Ιατρικές παθήσεις που μειώνουν το ΡΗ του αίματος, προκαλώντας οξέωση, ή το αυξάνουν, προκαλώντας αλκάλωση, μπορεί να αποβούν απειλητικές για τη ζωή
Τι γνωρίζεις για το νερό ως ένα αντιδρών
Το νερό είναι ο διαλύτης στον οποίο πραγματοποιούνται οι μεταβολικές αντιδράσεις καθώς επίσης και αντιδρόν σε πολλές βιοσυνθετικές διεργασίες, μεταξύ των οποίων η υδρόλυση, η συμπύκνωση και οι οξειδοαναγωγικές αντιδράσεις.
