el agua y las sales minerales Flashcards
agua
estructura del agua
Las propiedades y funciones del agua dependen de su estructura:
* Formada por un átomo de O unido a dos átomos de H, el ángulo entre los dos enlaces es de 104, 5o. Los enlaces son covalentes: el O comparte 1 par de e- con cada átomo de H.
El O al ser más electronegativo que el H atrae hacia sí los 2 e- de cada enlace, así el O presenta una densidad de carga - (-) y los H una densidad de carga + (+), por ello la molécula de H2O es una molécula dipolar neutra.
* Por otro lado, el agua, debido a su bajo peso molecular debería ser gaseosa a Ta ambiente como SO2, NO2, etc.
Pero ocurre que la - del O ejerce atracción electrostática sobre las + de los H de otras moléculas de H2O, estableciéndose entre ellas puentes de H que unen 3, 4 y hasta 8 o 9 moléculas, esto aumenta el peso molecular y hace que el agua sea líquida.
Estas agrupaciones coexisten con moléculas aisladas y se forman y destruyen con mucha facilidad, ya que los puentes de H son débiles, por lo que el agua presenta propiedades de fluido.
agua
propiedades y funciones
alta capacidad disolvente
el agua, al ser dipolar, forma puentes de H con sustancias que se disuelven al interaccionar con sus moléculas polares.
Las sustancias que se pueden disolver:
* Las sales minerales cristalizadas se disuelven porque los dipolos del agua atraen a los iones de estas e impiden su unión (solvatación).
* Los compuestos orgánicos neutras con grupos funcionales polares (hidroxilo, carbonilo), como los glúcidos, se disuelven porque el agua establece puentes de H con ellos.
* Las sustancias anfipáticas no son disueltas, sino dispersadas por el agua, p. ej. los ácidos grasos forman micelas.
agua
propiedades y funciones
alta capacidad disolvente: función
— Transporte de sustancias entre el interior y el exterior celular.
—Medio donde se dan la mayoría de las reacciones químicas (para reaccionar las sustancias deben estar disueltas en el mismo medio).
agua
propiedades y funciones
elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas
debido a los puentes de H, por lo que no se puede comprimir.
agua
propiedades y funciones
elevada fuerza de cohesión entre sus moléculas: función
— Función estructural: esqueleto hidrostático en algunos invertebrados y turgencia en las plantas.
— Función mecánica amortiguadora: en articulaciones de vertebrados, constituye el líquido sinovial que evita el contacto entre huesos.
— Elevada tensión superficial que permite el desplazamiento de algunos organismos sobre ella, o que floten materiales más densos que el agua.
agua
propiedades y funciones
alta fuerza de adhesión
fuerza que mantiene unidas las moléculas de sustancias distintas) por los puentes de H que pueden establecer.
agua
propiedades y funciones
alta fuerza de adhesión: función
Cohesión + Adhesión son responsables de la capilaridad que permite el ascenso de la savia bruta por el xilema.
agua
propiedades y funciones
elevado calor específico
calorías que hay que suministrar a 1 g de sustancia para elevar la Ta 1oC) porque hay muchos puentes de H y utiliza ese calor en romperlos.
agua
propiedades y funciones
elevado calor específico: función
Esto permite que el agua amortigüe los cambios bruscos de Ta.
agua
propiedades y funciones
elevado calor latente de vaporización
absorbe mucho calor al evaporarse.
agua
propiedades y funciones
elevado calor latente de vaporización: función
Esta propiedad y el elevado calor específico permiten que el agua tenga una función termorreguladora.
agua
propiedades y funciones
menor densidad en estado sólido
retículo menos denso
agua
propiedades y funciones
menor densidad en estado sólido
Permite que se forme una capa de hielo que aísla la parte inferior de una masa de agua, permitiendo la vida en climas fríos.
sales minerales
formas en las que te las puedes encontrar
precipitadas(insolubles)
Forman estructuras esqueléticas:
* SiO2: diatomeas, gramíneas, radiolarios.
* CaCO3: conchas de moluscos, otolitos (equilibrio).
* (Ca)3 (PO4)2: huesos.
* Magnetita: en palomas mensajeras y delfines para orientarse.
sales minerales
formas en las que te las puedes encontrar
disueltas(solubles)
Dan lugar a aniones y cationes:
* Cl-, HCO3-, HPO42-, H2PO4-, SO42- y NO3-
* Na+, K+, Ca2+y Mg2+
sales minerales
formas en las que te las puedes encontrar
asociadas a moléculas orgánicas
- Fosfoproteínas
- Fosfolípidos
- Agar-agar (asociadas a glúcidos)
sales minerales
funciones de las sales en disolución
mantener el grado de salinidad del medio interno
se mantiene constante, dentro de ciertos límites, en los diferentes organismos, aunque puede variar de unos compartimentos a otros; por ejemplo, en el interior celular, la proporción de sales en disolución es distinta a la del plasma sanguíneo.
sales minerales
funciones de las sales en disolución
regulación del equilibrio osmótico
- Ósmosis: desplazamiento del agua, a través de una membrana semipermeable de un medio con mayor concentración de sales a otro con menor concentración de sales.
- Medios (hiper, hipo e isotónicos): Los medios con alta concentración salina son hipertónicos con respecto a los que tienen una concentración menor, hipotónico en caso contrario e isotónicos con respecto a los que tienen igual concentración salina.
- Presión osmótica: aquella que sería necesaria para detener el flujo de agua a través de la membrana semipermeable.
→ Las sales mantienen el equilibrio osmótico entre el interior y el exterior celular, si no fuera así surgirían los siguientes problemas:
solución isotónica- célula animal: normal célula vegetal: flácida
solución hipotónica- célula animal: hemólisis célula vegetal: turgencia
solución hipertónica- célula animal: retracción célula vegetal: plasmólisis
en la plasmólisis la membrana plasmática se desprende de la pared celular y se rompe la célula
sales minerales
funciones de las sales en disolución
regulación del pH
- En el organismo el pH ha de ser neutro para que las reacciones metabólicas se den con normalidad (las variaciones de pH afectan a los biocatalizadores), pero muchas de ellas desprenden H+ que cambian el pH y por eso deben existir sistemas amortiguadores o tampones que neutralicen.
- Las disoluciones amortiguadoras biológicas más importantes son:
→ Intracelular: SISTEMA TAMPÓN FOSFATO (mantiene pH: 7.2)
H2PO4- HPO4-2
→ Extracelular: SISTEMA TAMPÓN BICARBONATO, es el tampón de más importancia en el organismo, se debe al equilibrio de ácido carbónico (H2CO3) y bicarbonato (HCO3-), presente en el líquido intracelular y en la sangre.
Como producto del metabolismo se produce CO2 que al reaccionar con las moléculas de agua produce ácido carbónico, un compuesto inestable que se disocia parcialmente y pasa a ser bicarbonato según el siguiente equilibrio: CO2+H2O H2CO3 HCO3-+H-
Este sistema ofrece la ventaja de ser abierto al poder eliminar el exceso de CO2 por ventilación pulmonar y el exceso de HCO3- a través de los riñones.
sales minerales
funciones de las sales en disolución
regulación del pH
- En el organismo el pH ha de ser neutro para que las reacciones metabólicas se den con normalidad (las variaciones de pH afectan a los biocatalizadores), pero muchas de ellas desprenden H+ que cambian el pH y por eso deben existir sistemas amortiguadores o tampones que neutralicen.
- Las disoluciones amortiguadoras biológicas más importantes son:
→ Intracelular: SISTEMA TAMPÓN FOSFATO (mantiene pH: 7.2)
H2PO4- HPO4-2
→ Extracelular: SISTEMA TAMPÓN BICARBONATO, es el tampón de más importancia en el organismo, se debe al equilibrio de ácido carbónico (H2CO3) y bicarbonato (HCO3-), presente en el líquido intracelular y en la sangre.
Como producto del metabolismo se produce CO2 que al reaccionar con las moléculas de agua produce ácido carbónico, un compuesto inestable que se disocia parcialmente y pasa a ser bicarbonato según el siguiente equilibrio: CO2+H2O H2CO3 HCO3-+H-
Este sistema ofrece la ventaja de ser abierto al poder eliminar el exceso de CO2 por ventilación pulmonar y el exceso de HCO3- a través de los riñones.
sales minerales
funciones de las sales en disolución
acción específica de los cationes
→ Generar potenciales eléctricos (potenciales de membrana): los iones que se encuentran en el interior de las células no son los mismos que en el medio externo; por esto, a ambos lados de la membrana existe una diferencia de cargas eléctricas (potencial de membrana)
* Na+ y K+ (conducción nerviosa)
* Ca2+ (contracción muscular).
→ Transporte de electrones: Fe2+ Fe3+
→ Regular la actividad enzimática: Zn2+, Ca2+, Fe2+ o Mg2+ son cofactores enzimáticos.
disoluciones acuosas y su relación con los organismos
En la materia viva las biomoléculas (orgánicas y sales minerales) se encuentran en fluidos orgánicos, en los que el agua actúa como disolvente o fase dispersante y las diversas moléculas de soluto constituyen la fase dispersa.
Todos los procesos vitales tienen lugar en un medio acuoso (medio interno)
disoluciones acuosas y su relación con los organismos
dispersión
tamaño del soluto
- dispersiones coloidales: grandes moléculas
- dispersiones moleculares: pequeñas moléculas
- La mayor parte de los líquidos orgánicos son dispersiones coloidales al contener grandes moléculas como polisacáridos, proteínas, lípidos, ácidos nucleicos. No sedimentan, son transparentes y sus partículas pueden sedimentar por ultracentrifugación.
- Pueden presentarse en dos estados: se pasa de uno a otro según las variaciones de temperatura, pH, presión o concentración de solutos y disolvente.
— SOL de aspecto líquido por abundancia de dispersante.
— GEL de aspecto gelatinoso por escasez de fase dispersante. Las moléculas de agua están
atrapadas entre las de soluto que se entrelazan formando una red continua.
disoluciones acuosas y su relación con los organismos
dispersión
propiedades: difusión
Paso de una sustancia (disolvente o soluto) a través de una membrana semipermeable (como la membrana biológica).
disoluciones acuosas y su relación con los organismos
dispersión
propiedades: ósmosis
Proceso de difusión pasiva de agua que se realiza a través de una membrana semipermeable desde el medio más diluido al más concentrado.
disoluciones acuosas y su relación con los organismos
dispersión
propiedades: diálisis
Separación de las partículas de soluto que forman una dispersión coloidal según su tamaño a través de una membrana semipermeable que permite el paso de moléculas de pequeño tamaño (sales minerales, iones) y de agua, e impide el paso de moléculas mayores.
La membrana celular actúa como una membrana de diálisis que posibilita el intercambio de sustancias entre el interior y el exterior celular, y bloquea la salida de macromoléculas.
