| CATEGORII DOCUMENTE |
| Astronomie | Biofizica | Biologie | Botanica | Carti | Chimie | Copii |
| Educatie civica | Fabule ghicitori | Fizica | Gramatica | Joc | Literatura romana | Logica |
| Matematica | Poezii | Psihologie psihiatrie | Sociologie |
Apa - metabolit universal
Apa este cea mai abundenta biomolecula din celule, din organisme in intregul lor si de pe Pamant. Este, de asemenea, cel mai important component al lumii vii, drept consecinta a proprietatilor sale speciale. Apa este un metabolit cu rol fundamental in functionarea organismelor vii, deoarece intra in alcatuirea celulelor si constituie mediul de desfasurare al reactiilor biochimice implicate in desfasurarea normala a proceselor metabolice.
In organismele vii, apa poate fi de provenienta exogena (din alimente, in cazul animalelor, si din sol, in cazul plantelor) sau endogena (din oxidarea compusilor care contin hidrogen - glucide, lipide, proteine). Aceasta biomolecula este repartizata in organismele vii intracelular si extracelular, compartimente separate prin membrane celulare cu permeabilitate selectiva.
Apa este unica, prin aceea ca este singura substanta naturala care se afla in cele trei stari de agregare, lichida (apa din precipitatii, oceane, mari, lacuri, fluvii etc.), solida (gheata, zapada) si gazoasa (vapori).
Importanta apei pentru organismele vii este corelata cu particularitatile structurale ale moleculei sale, care ii confera proprietati unice in raport cu alti solventi. Molecula de apa este un dipol electric (figura 6.1.). Datorita caracterului electronegativ al oxigenului si electropozitiv al hidrogenului, in legatura covalenta dintre aceste doua elemente, electronii sunt atrasi de oxigen, determinand o distribuire inegala a lor.
+
|
Fig. nr. 6.1. Schema de reprezentare a moleculei de apa cu planurile de simetrie si axa de rotatie
Prezenta a doua perechi de electroni neparticipanti la atomul de oxigen confera apei capacitatea de a se uni prin legaturi de hidrogen. Fiecare molecula de apa este capabila sa se asocieze prin legaturi de hidrogen cu alte patru molecule de apa vecine fapt ce explica marea coeziune a apei lichide.
Proprietatea de dipol ii confera moleculei de apa posibilitatea de a functiona ca un excelent solvent atat fata de compusii ionici, cat si fata de compusii covalenti cu masa moleculara mica, compusi care disociaza in apa.
Capacitatea apei de a dizolva mai multe substante dacat oricare alt solvent, proprietate care i-a conferit si numele de solvent universal, este de foarte mare importanta biologica. Toate substantele cu rol biologic, esentiale pentru functionarea normala a organismelor vii, sunt transportate in stare de solutii. Preluarea substantelor minerale din sol de catre plante, prin perii absorbanti ai radacinilor, are loc prin intermediul solutiilor in apa ale acestor nutrienti. Este de mentionat ca toate fluidele de transport din organismele animale (citoplasma, sange, plasma etc.) sunt pe baza de apa. Anumite molecule mari, cu forte intramoleculare puternice, nu se dizolva in apa. Unele dintre acestea, si anume cele care au zone incarcate electric, manifesta forte de atractie asupra moleculelor de apa, conducind la formarea unui strat de apa pe suprafata lor, care le determina sa fie dispersate, adica sa existe in stare de suspensie coloidala. Aceasta comportare este importanta din punct de vedere biologic, deoarece determina un efect osmotic care conduce la transportul acestor molecule, cum ar fi proteinele spre exemplu, sub forma coloidala.
De asemenea, reactiile chimice implicate in procesele metabolice se desfasoara in solutii apoase, deoarece proprietatile speciale ale apei fac din aceasta un mediu ideal.
Apa are o constanta dielectrica mare, proprietate care favorizeaza disocierea in ioni.
Apa are proprietati termice unice, care se datoreaza legaturilor de hidrogen ce se stabilesc intre moleculele sale. Astfel, caldura specifica mare ii permite apei sa primeasca sau sa cedeze o cantitate mare de caldura, fara ca temperatura sa sa creasca sau sa scada foarte mult. Aceasta este o proprietate cruciala pentru organismele vii, deoarece le permite mentinerea unei temperaturi optime, particulara pentru fiecare organism in parte, pentru functionarea normala. Caldura eliberata in unele reactii implicate in caile metabolice ar denatura, in lipsa apei, unele macromolecule celulare (proteine, enzime sau acizi nucleici), ceea ce ar conduce la pierderea unor functii biologice. Se poate spune ca apa actioneaza in organismele vii ca un tampon de temperatura.
Caldura de vaporizare a apei este mare, din cauza incidentei mari a legaturilor de hidrogen. Aceasta proprietate termica reprezinta un mecanism foarte eficient de racire utilizat de organismele vii, deoarece atunci cand apa se evapora se elibereaza o cantitate mare de energie.
Apa pura conduce slab electricitatea din cauza tendintei reduse de a disocia in ioni:
2H2O 
H3O+ + HO-
In natura, apa nu se gaseste in stare pura, ci contine diferite cantitati de substante dizolvate. Apele care contin cantitati mici de saruri se numesc ape moi, iar cele care contin cantitati mari de saruri (in special saruri de calciu si magneziu) se numesc ape dure. Duritatea totala a unei ape este data de totalitatea bicarbonatilor de calciu si magneziu dizolvati, care formeaza duritatea temporara, la care se adauga totalitatea sarurilor calciului si magneziului cu unii acizi minerali (cloruri, sulfati), care formeaza duritatea permanenta.
Experimental, s-a demonstrat ca apa este o combinatie chimica foarte stabila. Ea poate fi descompusa la temperaturi de peste 10000C sau cu ajutorul curentului electric:
2H2O = 2H2 + O2
Molecula de apa prezinta caracter amfoter comportandu-se:
H2O + NH3 NH4+ + HO-
H2O +HCl H3O+ + Cl-
Din punct de
vedere chimic, apa este foarte reactiva si participa la multe
reactii chimice cu metalele, nemetalele, oxizii bazici, oxizii acizi,
unele saruri etc. Astfel, apa reactioneaza cu metalele in
conditii diferite, dependente de natura metalului.
Reactia cu metalele alcaline este puternic exoterma si se desfasoara la temperatura obisnuita:
2H2O + 2Na = 2NaOH + H2
Reactia cu metalele alcalino-pamintoase are loc la temperaturi in jur de 100oC:
2H2O
+ Mg = Mg(OH)2 + H2
Apa reactioneaza cu aluminiul dupa indepartarea stratului de oxid de de pe suprafata sa:
6H2O
+ 2Al = 2Al(OH)3 + 3H2
Apa in stare de vapori reactioneaza cu ferul incalzit puternic, conducand la obtinerea oxidului feroferic:
4H2O
+ 3Fe = Fe3O4 + 4H2
Plumbul, cuprul, mercurul, aurul, argintul nu reactioneaza cu apa. In prezenta apei, unele metale se corodeaza, dar procesul este accelerat de prezenta oxigenului si a dioxidului de carbon.
Apa reactioneaza cu unele nemetale, cum ar fi de exemplu clorul si carbonul (la temperaturi foarte ridicate), conducand la obtinerea apei de clor si, respectiv, a gazului de apa.
H2O + Cl2 = HCl + HClO
HClO → HCl + [O]
H2O + C = CO + H2
Apa reactioneaza cu oxizii multor metale, rezultand hidroxizi bazici:
H2O + CaO = Ca(OH)2
H2O + Na2O = 2NaOH
Din reactia apei cu oxizii nemetalelor rezulta oxoacizi:
H2O + SO2 = H2SO3
H2O + SO3 = H2SO4
|
Politica de confidentialitate | Termeni si conditii de utilizare |
Vizualizari: 2217
Importanta: 
Termeni si conditii de utilizare | Contact
© SCRIGROUP 2024 . All rights reserved
