H1: De chemie van de levende dingen Flashcards
Het watermolecule is een polaire molecule omdat…
- H-atomen en O-atoom delen elektronen en die verdeling is oneven
- De elektronen hebben meer kans om dichter bij het O-atoom aangetrokken te worden (trekt elektronen harder aan)
- De oneven verdeling zorgt ervoor dat de zuurstofkant van het molecule gedeeltelijk positief is en de waterstofkant van het molecule gedeeltelijk negatief is
Watermolecule is in zijn geheel elektrisch neutraal
Door het principe dat tegengestelde elkaar aantrekken, zullen watermoleculen zich steeds zo ordenen dat de positieve kant van de ene molecule gericht is naar de negatieve kant van de andere molecule (verbonden door H-bruggen)
Uit welke elementen bestaat 99% van het lichaamsgewicht?
- Zuurstof
- Koolstof
- Waterstof
- Natrium
- Calcium
- Fosfor
Waarom zijn deze elementen zo belangrijk?
Ze zijn stabiel en vormen gemakkelijk ionen waardoor ze met andere elementen kunnen verbinden en de levensmoleculen vormen
Welke eigenschappen van water zijn belangrijk voor levende organismen?
- Water is een uitstekend oplosmiddel
- Water is een vloeistof bij kamertemperatuur
- Water kan warmte-energie absorberen en vasthouden
- Water verbruikt warmte-energie bij verdamping
- Water is een element in belangrijke chemische reacties
Oplosmiddel
Vloeistof waarin andere substanties oplossen
Opgeloste stof
Elke opgeloste substantie
Voorbeeld van een oplosreactie met NaCl (zoutkristallen)
Zout bestaat uit herhalende patronen van natrium en chloride ionen die worden samengehouden door ionische bindingen.
Als Nacl in water komt:
1. Na+ en Cl- ionen worden uit elkaar getrokken
2. De polaire watermoleculen gaan meteen rond de ionen zitten waardoor ze tegengehouden worden om opnieuw te binden
3. De watermoleculen gaan rond de ionen zitten volgens de regel dat tegengestelden aangetrokken worden
Hydrofiel
Polaire moleculen die aangetrokken zijn tot water en er makkelijk met interacteren (bv: NaCl)
Hydrofoob
Niet-polaire, neutrale moleculen die niet interacteren met water en niet oplossen (bv: olie)
Voorbeeld van hydrofobe molecule
Olie
Wanneer water en olie mixen vormen de waterstof moleculen waterstofbruggen met elkaar, hierdoor wordt de olie uitgesloten van de regio die wordt ingenomen door het water. Als gevolg worden het water en de olie gescheiden van elkaar.
Water
tussen 0-100°C is er voldoende warmte-energie om sommige H-bruggen te breken, er is thermische beweging
ijs
Onder 0°C is er niet meer voldoende warmte-energie en er worden stabiele, onveranderde lattice structuren gevormd
Waterdamp
Boven 100°C zijn alle H-bruggen gebroken en verdwijnen de watermoleculen in de lucht als gas
Water is een uitstekend middel om opgeloste stoffen doorheen ons lichaam te vervoeren en om lege ruimtes te vullen. Geef voorbeelden
- Bloed (90% water) heeft als primaire functie het transporteren van zuurstof en voedingsstoffen naar alle levende cellen en transporteren celafval weg van cellen
- Water vult onze cellen en het bezet de ruimtes tussen de cellen
Binnenkant van de cel
Intracellulaire ruimte
Ruimtes tussen de cellen
De intercellulaire ruimte
Waarom is de 4de eigenschap van water zo belangrijk?
Water kan een grote stijging van de lichaamstemperatuur vermijden wanneer er overtollige warmte wordt geproduceerd. Het houdt ook warmte goed bij wanneer er gevaar bestaat voor te veel warmte verlies.
Ons lichaam wekt warmte energie op tijdens stofwisseling. meestal wekken we meer warmte op dan we nodig hebben om een constante lichaamstemperatuur van 37°C te behouden, dus het vermogen om warmte te verliezen is belangrijk voor onze overleving. Te warm of te koud kan de dood tot gevolg hebben.
Wat gebeurd er wanneer de covalente bindingen tussen waterstof en zuurstof verbroken worden?
De elektron van één H-atoom wordt volledig verplaatst naar de O-atoom.
De watermolecule breekt in 2 ionen: een waterstofion (H+) en een waterstofoxide ion (OH-)
Een zuur
Bevat meer H+ ionen dan neutraal water (pH <7)
Een base
Bevat minder H+ ionen dan neutraal water (pH >7)
De pH-schaal
Een meting van de concentratie aan H+ ionen in een oplossing
Schaal van 0-14 met pH 7 voor neutraal water
Elke sprong van 1 eenheid in pH= 10-voudige sprong in waterstofconcentratie in de tegengestelde richting
Waarom is het belangrijk dat de pH waarde constant blijft.
(bv in bloed = pH 7.4)
Het is belangrijk om de zelfregulering van deze lage concentratie waterstofionen te behouden, omdat waterstofionen klein, mobiel, positief geladen en zeer reactief zijn. Ze zijn geneigd om andere positieve ionen in moleculen te verplaatsen. Als dit gebeurt, veranderen ze de moleculaire structuur en het vermogen van het molecuul om goed te functioneren. Veranderingen in de pH van lichaamsvloeistoffen kunnen beïnvloeden hoe de moleculen getransporteerd worden doorheen het membraan en hoe snel bepaalde chemische reacties plaatsvinden. Ze kunnen zelfs de vorm van de proteïnen veranderen, deze zijn structurele elementen van de cel
Buffer
Elke substantie die ervoor zorgt dat veranderingen in de pH, die normaal bij toevoegen van een zuur of een base zou optreden, tegengehouden worden.
Paren van verwante moleculen met tegengestelde effecten
Zuurvorm van een buffer
doneert H+ ionen wanneer een base toegevoegd wordt. Minimaliseert stijging pH
Basevorm van een buffer
accepteert H+ ionen wanneer een zuur toegevoegd wordt. Val van PH minimaliseren
Een voorbeeld van een buffer
Bicarbonaat en carbonzuur
Organische moleculen
Moleculen die koolstof en andere elementen bevatten, samengehouden door een covalente binding
Macromoleculen
Organische moleculen met onbeperkte grootte, bestaan uit duizend/miljoenen smallere moleculen
Dehydratie synthese
Kleinere moleculen (subeenheden) worden toegevoegd via covalente bindingen. Elke keer als een subeenheid toegevoegd wordt, wordt het equivalent van een watermolecule verwijdert.
De subeenheden zijn afkomstig van voedsel en biochemische reacties van het lichaam. Er is energie nodig voor het maken van macromoleculen
Hydrolyse
Afbreken van macromoleculen. Het equivalent van een watermolecule wordt toegevoed elke keer wanneer een covalente binding tussen twee enkele subeenheden uit de ketting verbroken wordt.
Energie wordt vrijgegeven bij het afbreken van macromoleculen (gestockeerd in de covalente bindingen tussen atomen)
Benoem de 4 klasse vn macromolecules
- koolhydraten
- lipiden
- proteïne
- Nucleinezuren