EL AGUA

EL AGUA
Profa. María Moreno
Biología 1º Bach.
PARA PENSAR…
¿POR QUÉ EL AGUA ES UN COMPUESTO
ESENCIAL PARA LA VIDA?
¿POR QUÉ ES TAN IMPORTANTE?
 Origen de la vida  Sopa primitiva.
 Componente más abundante en los seres vivos
(término medio: 70% de agua/ser vivo).
 Medio donde tienen lugar muchos procesos
químicos imprescindibles para la vida (p.e.
Respiración celular).
 Medio ambiente de muchos seres vivos, tanto
unicelulares como pluricelulares (acuáticos).
ESTRUCTURA QUÍMICA
CARÁCTER DIPOLAR  PUENTES DE HIDRÓGENO
PROPIEDADES
http://www.lourdes-luengo.es/unidadesbio/biomoleculas/puente.swf
PROPIEDADES DERIVADAS DE LA ESTRUCTURA
QUÍMICA DEL AGUA (I)
1. Capilaridad: la elevada cohesión intermolecular +
carácter dipolar que favorece la adhesión a superficies
permite que el agua ascienda por conductos
estrechos. Ej. Ascenso de la savia bruta
(fundamentalmente agua y sales disueltas) por el
xilema de las plantas.
https://www.youtube.com/watch?v=oetVA2pu8D8
PROPIEDADES DERIVADAS DE LA ESTRUCTURA
QUÍMICA DEL AGUA (II)
2. Líquido prácticamente incompresible: la elevada
cohesión intermolecular hace que el volumen del agua
apenas varíe aunque se le apliquen presiones muy
altas  esqueleto hidrostático en las plantas.
PROPIEDADES DERIVADAS DE LA ESTRUCTURA
QUÍMICA DEL AGUA (III)
3. Elevada tensión superficial: fuerza neta dirigida hacia el
interior del líquido que permite que la superficie libre del agua se
comporte como una membrana elástica tensa  permite
deformaciones celulares y movimientos citoplasmáticos.
https://www.youtube.com/watch?v=wa0vsJDy58k
PROPIEDADES DERIVADAS DE LA ESTRUCTURA
QUÍMICA DEL AGUA (IV)
4. Estado líquido del agua a
temperatura ambiente: es debido a
sus elevados puntos de fusión y de
ebullición fruto de la elevada
cohesión entre sus moléculas. Esto
no ocurre con otras moléculas
químicamente similares (NH3), que
se encuentran en estado gaseoso a
temperatura ambiente.
PROPIEDADES DERIVADAS DE LA ESTRUCTURA
QUÍMICA DEL AGUA (V)
5. Elevado calor específico*: para una cantidad de
calor determinada la temperatura del agua asciende
lentamente, y desciende lentamente también al perder
calor; esto es así porque la energía calorífica se
emplea en romper los P. de H. y no en elevar la
temperatura  ESTABILIDAD TÉRMICA. Importante
para evitar la alteración de muchas biomoléculas,
como las proteínas.
PROPIEDADES DERIVADAS DE LA ESTRUCTURA
QUÍMICA DEL AGUA (VI)
6. Elevado calor de
vaporización:
para
evaporar el agua hay que
aportar E para romper los
P. de H. Esta E se toma
del entorno, lo que hace
que la temperatura de este
disminuya.
PROPIEDADES DERIVADAS DE LA ESTRUCTURA
QUÍMICA DEL AGUA (VII)
7. Menor densidad del hielo que del agua líquida:
cuando la temperatura del agua desciende por
debajo de 4ºC su volumen empieza a aumentar, por
lo que su densidad disminuye. Así, el hielo es menos
denso que el agua líquida, y flota en ella 
AISLANTE TÉRMICO.
PARA PENSAR…
¿QUÉ PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
SE PONEN DE MANIFIESTO EN EL EFECTO
TERMORREGULADOR DEL SUDOR?
RESUMIENDO…
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/aguatotal.swf
PODER DISOLVENTE DEL AGUA (I)
Las moléculas
deben encontrarse
disueltas en un
medio líquido para
reaccionar
papel fundamental
del agua como
medio donde
tienen lugar las
reacciones
bioquímicas de la
actividad vital.
PODER DISOLVENTE DEL AGUA (II)
Disolución (compuesto iónico)
Disolución (molécula polar)
http://group.che
m.iastate.edu/Gr
eenbowe/sectio
ns/projectfolder/
flashfiles/thermo
chem/solutionSa
lt.html
http://www.deci
encias.net/proy
ectos/Tiger/pagi
nas/Dissolving_
Sugar_Nonelectrolyte_Pro
be.html
No disolución (molécula apolar)
PODER DISOLVENTE DEL AGUA (III)
Moléculas con parte polar y soluble en agua (HIDRÓFILA) + parte
apolar e insoluble en agua (HIDRÓFOBA): moléculas
ANFIPÁTICAS. Ejemplo: ácidos grasos y fosfolípidos.
Formación de MICELAS, LIPOSOMAS, MONOCAPAS Y
BICAPAS.
PODER DISOLVENTE DEL AGUA (IV)
Liposoma
Micela
Monocapa
Bicapa
PODER DISOLVENTE DEL AGUA (V):
COLOIDES
Compuestos de elevado Pm (proteínas, polisacáridos) pueden
formar DISOLUCIONES COLOIDALES en presencia de agua.
A diferencia de las disoluciones normales, en las disoluciones
coloidales el soluto (la sustancia que se disuelve) precipita al cabo
del tiempo.
Ejemplo: Mayonesa.
IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH (I)
Ionización del agua: ruptura de una molécula de agua
y formación de los iones H3O+ (hidronio) y OH(hidroxilo).
Misma concentración,
carga opuesta.
IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH (II)
Sustancia ácida + agua  liberación de H+ al medio que se
unen a las moléculas de H2O formando H3O+.
Sustancia básica + agua  liberación de OH- que se unen a
los H3O+ formando 2H2O  disminución de H3O+ del medio.
PH: MEDIDA DE LA CONCENTACIÓN DE H3O+ DEL
MEDIO  [H+] = [OH-] = 10-7 *
IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH (III)
Las variaciones del pH son de gran importancia en muchos
procesos biológicos de la célula, como en la activación de
las enzimas de los lisosomas. Sin embargo, las variaciones
bruscas de pH también pueden alterar la estructura y la
función de otras moléculas biológicas, como las proteínas.
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/acibas.swf
IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH (IV)
¿Solución?
IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH (V)
¡¡SISTEMAS TAMPÓN!!
 También llamados sistemas buffer o sistemas
amortiguadores de pH.
 Amortiguan el pH, evitando que sufra grandes
variaciones.
 Ácido débil + base conjugada.
 Captan o ceden H+ en función de las
características del medio  pH CONSTANTE.
IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH (VI)
 Sistemas amortiguadores más comunes:
1. Tampón Bicarbonato: H2CO3 + HCO3- Medio extracelular.
- Mantiene pH cercano a la neutralidad
(pH de la sangre: 7,37)
Se forma con pH < 7
Se forma con pH > 7
IONIZACIÓN DEL AGUA Y PH (VII)
 Sistemas amortiguadores más comunes:
2. Tampón Fosfato: H2PO4- + HPO42- Medio intracelular.
Se forma con pH < 7
Se forma con pH > 7
http://www.bionova.org.es/animbio/anim/buffer2.swf
REACTIVIDAD DEL AGUA (I)
El agua y sus productos de ionización participan en algunas
reacciones biológicas importantes:
 Hidrólisis: rotura enlace covalente por adición de H+ y OH-.
El proceso inverso se llama condensación, y libera moléculas
de H2O.
REACTIVIDAD DEL AGUA (II)
 Fotosíntesis: el agua
proporciona H+ y los
electrones (poder
reductor) necesarios
para realizar la síntesis
de moléculas orgánicas.