Propiedades Fisicoquímicas del Agua Flashcards
Porcentaje de agua que contienen la mayoría de los seres vivos
60%
Porcentaje del planeta dominado por agua
70%
Estructura molecular de agua (5)
Carácter tetraédrico Una hibridación sp3 Angulo entre los H: 104.5 Distancia entre H y O: 0.096 nm Molécula polar (O: -0.66e; H: +0.33)
Debido a esto la molécula de agua puede formar puentes de H
En la ultima capa, el O tiene dos electrones sin compartir
Debido a la electronegatividad del O con respecto al H, se logra una distribución asimétrica de la carga electrónica (una mayor densidad electrónica sobre el O y un déficit electrónico sobre los H), lo cual ocasiona que la molécula de agua se vuelva en un:
Un dipolo eléctrico sin carga neta
Cada molécula de agua puede interactuar con otras…moléculas de agua (puentes de H)
4
Máxima densidad del agua
4°C
Eliminación de kcal diarias a través del sudor
620 kcal
- Propiedad del agua referente a la densidad max a:
0°C (sólido)
4°C (líquido)
100°C (gas)
- 0.9150
- 1.0000
- 0.0006
- Propiedad del agua referente al calor
Elevado calor especifico
1 cal/g x °C (calor necesario para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1°C, de 15° a 16°)
- Propiedad del agua referente a la ebullición
Elevada temperatura de ebullición
100°C a 1 atm
- Propiedad del agua referente a la vaporización
Elevado calor de vaporización
Calor necesario para vaporizar un g de agua: 536 cal/g
- Propiedad del agua referente a la conductividad calórica
Elevada conductividad calórica
- Propiedad del agua referente a la disolución
Disolvente de compuestos polares de naturaleza iónica
Establece puentes de H con grupos polares de otras moléculas no iónicas
Puede disolver compuestos como alcoholes, ácidos, aminas y glúcidos
- Propiedad del agua referente a la constante dieléctrica
Elevada constante dieléctrica
80 a 20°C
Implica que el H2O sea buen disolvente de compuestos orgánicos y sales cristalizadas
Las moléculas de agua se oponen a la atracción electrostática entre los iones positivos y negativos (debilitando dicha fuerza de atracción)
- Propiedad del agua referente a moléculas antipáticas
Disolvente de moléculas antipáticas
Compuestos antipáticos: presentan en su estructura grupos polares y apolares simultáneamente
Se forman micelas, con los grupos apolares o hidrófobos en su interior y los grupos polares o hidrófilos orientados hacia el exterior
- Propiedad del agua referente a la tensión superficial
Elevada tensión superficial
Elevada cohesión entre las moléculas
- Propiedad del agua referente al color
Transparencia
Importante para el proceso de fotosíntesis en la masa oceánica y fondos marinos
- Propiedad del agua referente a ser electrolito
Electrolito débil
Es un anfolito o sustancia anfótera, puede actuar como acido o base
Libera el mismo catión que los ácidos (H+, ion hidronio) y el mismo anión que las bases (OH-, ion hidroxilo)
Capilaridad del agua
Adhesión del agua, las moléculas de agua se adhieren a algún material
La atracción de las cargas parcialmente positivas de los H a las cargas parcialmente negativas de los O propicia la fuerza necesaria
Cohesión del agua
Las moléculas de agua atraen a más moléculas de agua
La atracción de las cargas parcialmente positivas de los H a las cargas parcialmente negativas de los O propicia la fuerza necesaria
Funciones bioquímicas del agua (5)
- Actúa como componente estructural de macromoléculas (proteínas, polisacáridos, etc.), ya que estabiliza su estructura, principalmente a través de la formación de puentes de H
- Disolvente universal de sustancias iónicas, antipáticas y polares no iónicas, en su seno se producen casi todas las reacciones, excelente medio de transporte
- Sustrato o producto de diversas reacciones enzimáticas, cosustrato en reacciones catalizadas por hidrolasas e hidratasas o producto de reacciones catalizadas por oxidasas
- Reactante o producto en múltiples vías metabólicas
- Consigue el equilibrio de temperatura, disipación de cantidades elevadas de calor metabólico, etc.
Clasificaciones del agua celular
Intracelular y extracelular
Agua intermolecular
Existe en el interior de la célula, 70% del agua existente en el organismo
Se clasifica en agua libre (de la que puede disponer la célula de inmediato y fácilmente) y agua ligada o asociada (se encuentra unida a estructuras y entidades macromoleculares)
Agua extramolecular
30% del contenido total del agua en el organismo
Se clasifica en agua plasmática (agua del plasma y la linfa, un 7% del total) y agua intersticIal (agua en el líquido intersticial, líquido cefalorraquídeo, humor ocular, etc., un 23% del total)
pH neutro, ácido y básico
Neutro: 7
Ácido: >7
Básico: <7
El agua pura tiene un pH de 7
Arreglo de las moléculas de H2O según su estado físico
Sólido: más unidas, incrementa el volumen y disminuye la densidad
Líquido: separadas, tienen menor energía cinética
Gas: más separadas, tienen mayor energía cinética
Solo este tipo de solutos son hidrofílicos y por lo tanto se pueden disolver en agua
Solutos polares
Ley de Columbus
F=(kq1q2)/Dr^2
F: la fuerza entre las dos cargas eléctricas (q1 y q2), que están separadas por la distancia r
D: constante dieléctrica del medio entre las cargas (D grande=decrece F entre las cargas y se facilita la disolución del soluto)
k: constante de proporcionalidad (8.99 x 10^9 JmC^-2)
Esto permite que se solvaten (hidraten) las sales por moléculas de agua; las moléculas de H2O rodean a los iones positivos y negativos de las sales
La polaridad del agua
Entre estos átomos se dan los puente de hidrógeno en el agua
Entre los H de una molécula y los O de otras
Ionización del agua
Disociación de una molécula de agua en un ion hidronio (H3O+) y un ion hidróxido o hidroxilo (OH-)
Aprox. solo 1 molécula de agua en 500 millones es ionizada
Producto iónico del agua
La cantidad obtenida al multiplicar los moles de hidronio (3HO+) por los moles de iones de hidroxilo (OH-) contenidos en 1 litro de agua (moles/litro)
Esta cantidad es constante: 1 x 10^-14
Es necesario para mantener el equilibrio iónico del agua
El aumento de los iones hidronio (H+) provoca una disminución en los iones hidroxilo (H3O-) y viceversa
Esto es lo que mide el pH
La acidez (concentración de iones H+) o alcalinidad (base, concentraciones de iones OH-)
Significado de pH
Potencial de hidrógeno
El logaritmo negativo base 10 de la actividad de los iones hidrógeno
Ácido
Sustancia capaz de donar un protón al solvente formando el ion hidronio (H3O+)
Base
Sustancia capaz de aceptar un protón del solvente y formar el ion hidroxilo (OH-)
Acido fuerte + agua =?
Base fuerte + agua =?
- Dona iones H+, el pH decrece
2. Dona iones OH-, el pH aumenta
Ácidos y bases fuertes vs ácidos y bases débiles
Fuertes: se ionizan casi completamente en el agua, generan grandes concentraciones de iones H+ y OH- respectivamente
Débiles: se ionizan solo ligeramente, generan pequeñas concentraciones de iones H+ y OH- respectivamente
Buffers (soluciones tampón)
Mezclas de ácidos o bases débiles con sus sales, resisten cambios de H+ al añadir cantidades pequeñas de ácidos o bases fuertes
Electrolitos
Se forman cuando las sales se disuelven en agua o fluidos del cuerpo y son capaces de conducir electricidad
Tienen carga positiva (cationes) o negativa (aniones)
Electrolitos mas importantes en los humamos
Sodio (Na+) Potasio (K+) Calcio (Ca2+) Magnesio (Mg2+) Cloro (Cl-) Fosfato (HPO4, 2-) Bicarbonato (HCO3-) Sulfato (SO4-)
Principales funciones de los electrolitos
- Ayudan a controlar el balance de agua y su distribución en el cuerpo
- Crean un gradiente eléctrico a través de la membrana necesario para la transmisión del impulso nervioso y la contracción muscular
- Regulan la acidez de la sangre (pH)
- Ayudan a regular el nivel de oxígeno en la sangre
- Están involucrados en el movimiento de nutrientes dentro de la célula y de deshechos fuera de la célula
Causas de desbalance de los electrolitos
Deshidratación, ejercicio extenuante, ingesta limitada de fluidos, vomito y diarrea severa, quemaduras severas, falla en las hormonas, fallas en el riñón, anorexia o bulimia, ingesta excesiva de agua, drogas, suplementos de hierbas, quimioterapia, tumores cancerígenos, abuso de suplementos de electrolitos
