Á gua e suas propriedades, solubilidade e p h universidade federal do rio de janeiro centro de...

ÁGUA E SUAS PROPRIEDADES, SOLUBILIDADE E PH

Universidade Federal do Rio de Janeiro

Centro de Ciências da Saúde

Instituto de Bioquímica Médica

Curso: Enfermagem e Obstetrícia

Lista de Chamada!!!

ÁGUA: UM COMPONENTE E SOLVENTE UNIVERSAL

A ÁGUA É O SOLVENTE DA VIDA!

Compõe a célula

Transporta compostos no sangue

É um meio de transporte de moléculas para o meios intra e extracelular e entre os compartimentos celulares

Dissipa calor

Participa de reações químicas

Dissolve compostos

Controle da temperatura nos organismos homeotérmicos

PROPRIEDADES DA ÁGUA

Quando a água congela ela se retrai ou se expande? Quando esquecemos uma garrafa cheia no congelador, o que acontece?

O que acontece quando colocamos um cubo de gelo em um copo com água?

Durante o dia o que está mais quente: a água da piscina (ou do mar) ou o solo (a areia)? E quando anoitece?

Por que o suor refresca?

Por que alguns animais como insetos conseguem se manter pousados sobre a superfície da água?

Por que conseguimos encher um copo com água, até a superfície, sem que ela transborde?

ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE ÁGUA

A molécula de água possui dois átomos de hidrogênio ligados covalentemente ao átomo de oxigênio. Nesta ligação cada átomo de hidrogênio compartilha um par de elétrons com o átomo de oxigênio.

ESTRUTURA DA MOLÉCULA DE ÁGUA

A geometria da molécula da água é bastante parecida com a de um tetraedro, com dois átomos de hidrogênio em dois vértices do tetraedro e os elétrons nos outros dois vertices, e o oxigênio no centro.

INTERAÇÕES H2O-H2O

A natureza dipolar da molécula de água permite que ela forme ligações de hidrogênio com outras moléculas.Cada molécula de água é capaz de se ligar a até 4 outras moléculas de água ao mesmo tempo.

VIDEO H2O

A coesão entre as moléculas de água, ou seja a forte atração entre elas, ligadas por pontes de H, é o que leva à água ter todas as propriedades peculiares!

CALOR ESPECÍFICO DA ÁGUA

Calor específico é a quantidade de energia necessária para aumentar em 1oC a temperatura de 1 grama de uma determinada substância.

Uma substância que possui elevado calor específico precisa receber muito calor do ambiente para que sua temperatura aumente.

A quantidade de calor necessária para aumentar a temperatura de uma determinada quantidade de água em 1oC, eleva em 2oC a temperatura de uma mesma quantidade de álcool.

PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA

A água apresenta alto ponto de fusão, solidificação e ebulição.

A água apresenta também alto calor de vaporização.

TENSÃO SUPERFICIAL

A tensão superficial é um efeito que ocorre na camada superficial de um líquido que leva a sua superfície a se comportar como uma membrana elástica.

Água líquida (temperatura e pressão ambiente):Moléculas desorganizadas em contínuo movimento pontes de H com ~ 3,4 moléculas

Gelo (formação de uma rede):Moléculas fixasPontes de H com outras 4 moléculas

ÁGUA X GELO

ÁGUA X GELODensidade da água líquida X gelo

LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO ENTRE DIFERENTES

MOLÉCULAS

Álcool e H2O Cetona e H2O

Pontes de H não são restritas à água. Se formam facilmente entre átomos eletronegativos.Aceptor de H (O ou N) com um par de elétrons livresDoador de H (H ligado covalentemente a outro átomo eletronegativo).

H2O COMO SOLVENTE

QUAIS COMPOSTOS PODEM SER DISSOLVIDOS PELA H2O?

H2O dissolve apenas aquilo com que ela interage

SOLUTOS POLARES EM H2O

APOLAR POLAR

Soluto – Soluto Soluto – H2O

SOLUTOS CARREGADOS EM H2OSoluto – Soluto Soluto – H2O

VÍDEO DISSOLUÇÃO SAL EM H2O

Cera

Triacilglicerol

COMPOSTOS APOLARES EM H2O

COMPOSTOS APOLARES EM H2O

Compostos apolares não fazem ligações de hidrogênio com a água.

Interferem nas ligações de hidrogênio das moléculas de água entre si.

EFEITO HIDROFÓBICO(“OIL DROP”)

14 + 14 = 2828 X 2 = 56

21 + 21 = 42

SOLUBILIDADE EM ÁGUA – COMPOSTOS ANFIPÁTICOS

SUBSTÂNCIAS ANFIPÁTICAS EM H2O

Lágrima

CLATRATO As moléculas de H2O se organizam ao redor de compostos apolares ou de regiões apolares de moléculas como “gaiolas”, aprisionando estes compostos.

EFEITO HIDROFÓBICO X ESTRUTURA DE

PROTEÍNA AULA ENOVELAMENTO

SOLUBILIDADE DOS GASES EM ÁGUA

CO O

Alguns gases como gás carbônico, oxigênio e nitrogênio, são apolares. Os elétrons do O2 e N2 são distribuídos igualmente entre os dois átomos. Já o CO2 os dipolos formados na molécula se cancelam.

POLARIDADE DAS MOLÉCULAS

MOVIMENTO DA ÁGUA: OSMOSE

Movimento da H2O entre meios separados por uma membrana semipermeável

• Isotônicas: = osmolaridade• Hipertônica: ↑ [soluto]• Hipotônica: ↓ [soluto]

Hipotônico HipertônicoH2O

Soluções osmóticas:

CÉLULAS EM MEIO ISOTÔNICO, HIPERTÔNICO E HIPOTÔNICO

Meio isotônico

Meio hipertônico

Meio hipotônico

Ligações Químicas

LIGAÇÃO COVALENTE

Átomos compartilham elétrons

LIGAÇÃO IÔNICA

Um átomo rouba elétrons de outro

DIPOLO

C - H

C = O

H - O

C - N

H - N

LIGAÇÕES DE HIDROGÊNIO

INTERAÇÕES DE VAN DER WAALS

2 átomos não carregados próximos passam a influenciar um ao outro criando um dipolo elétrico INDUZIDO transiente de cargas opostas

FORÇA DAS LIGAÇÕES

Individualmente fracas“EFEITO CUMULATIVO”

INTERAÇÕES ENTRE MACROMOLÉCULAS

PHVídeo ionização da àgua

IONIZAÇÃO DA H2O

Keq = [produtos] = [H+] [OH-] [reagentes] [H2O]

Na água pura:•[H+] = [OH-] = 10-7 mol/L = 10-7 M•[H20] = 55,5 mol/L = 55,5 M•Keq = 1,8x10-16 M (íons na solução)

Keq = [H+] x [OH-] [H2O] 1,8x10-16 M = [H+] [OH-] 55,5 M

[H+] x [OH-] = 1,8x10-16 x 55,5 M = 10-14M2

Chamamos “[H+] x [OH-]” de “Produto iônico da água” (Kw)

[H+] = [OH-] = 10-7 M Soluções neutras

Soluções ácidas

Soluções básicas

[H+] > [OH-]

[H+] < [OH-]

A CONCENTRAÇÃO DE ÍONS H+ DETERMINA A ACIDEZ DE

UMA SOLUÇÃO

QUAL O PH DA ÁGUA PURA?O pH é uma unidade que determina as concentrações

de H+ e OH- em qualquer solução aquosa.

Na água pura sabemos que:•[H+] = [OH-] = 10-7 M•[H+] x [OH-] = 10-14M2, vamos aplica Log:Log [H+] + Log [OH-] = Log 10-14

Log [H+] + Log [OH-] = -14, vamos aplicar (-)-Log [H+] - Log [OH-] = +14, vamos chamar (-log [H+]) de pHpH - Log [OH-] = +14, Aplicar [OH-] = 10-7 MpH - Log 10-7 = +14pH – (-7) = 14pH + 7 = 14pH = 14-7pH = 7

pH neutro

[H+] = [OH-] = 10-7 M

Fim

PRÁTICA

AULA 3- TAMPÃO