BIOQUÍMICA AULA 03

BIOQUÍMICA DA ÁGUA

PROF. JOSE REGO1

ÁGUA(“Hidróxido de hidrogênio" ou "monóxido de

hidrogênio" ou ainda "protóxido de hidrogênio") é uma substância líquida que parece incolor a olho nu em pequenas quantidades, inodora e insípida, essencial a todas as formas de vida, composta por hidrogênio e oxigênio.

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Água: Estrutura e Propriedades Físico-químicas

Breves Comentários:Permeia todas as porções de todas as células; Importância em seres vivos: transporte de nutrientes e

reações metabólicas;Todos os aspectos de estrutura celular e suas funções são

adaptadas às propriedades físico-químicas da água;Taxas de água – varia de acordo com a espécie, idade e

ação metabólica.Vias de Eliminação: Pele, pulmões, rins e intestino;

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VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUAESPÉCIE

Água-viva - 98% de águaSementes - 10% de águaEspécie humana - 70% de água

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Corpo Humano 75% Água

Perdas diárias:

Respiração - 0,4 litros

Urina - 1,2 litros

Transpiração - 0,6 litros

Evacuação - 0,1 a 0,3 litros

TOTAL - 2,5 litros

Quanta água precisa repor por dia: Quanta água precisa repor por dia:

Beber água - 1,5 litros. Ingerir alimentos - 1,0 litro 5

VARIAÇÕES NA TAXA DE ÁGUAIDADE

Feto humano – 94% de águaRecém-nascido – 69% de águaAdulto – 60% de água

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METABOLISMOA quantidade de água é diretamente

proporcional à atividade metabólica da célula.

Neurônio – 80% de águaCélula óssea – 50% de água

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Meio onde ocorrem todasReações celulares

Composto mais importante das

células

Água

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1. ESTRUTURAÁtomo de Hidrogênio compartilha um par de

elétrons com o oxigênio – Geometria próxima do tetraedro (104,5°);

Pares de elétrons ñ compartilhados geram uma carga parcial (-).

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Pontes de Hidrogênio As pontes de hidrogênio são mais fracas que ligações covalentes;

Como o oxigênio é mais eletronegativo("força de atração dos elétrons") que o hidrogênio, este acaba deixando os elétrons

mais próximos dele, formando ao seu redor uma nuvem eletrônica negativa(uma carga aparente).

Assim, os hidrogênios ficam com nuvens positivas caracterizando pólos distintos; dessa maneira, chegamos a primeira característica dessa molécula: ela é um composto

Polar.

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Pontes de Hidrogênio

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Pontes de Hidrogênio comuns em sistemas

biológicos

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2. PROPRIEDADES DA ÁGUA

SOLVENTE UNIVERSAL??????????????

A água dissolve vários tipos de substâncias polares e iônicas (hidrofílicas), como vários sais e açúcar, e facilita sua interação química, que ajuda metabolismos complexos.

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HH22O DISSOLVE ESTRUTURAS O DISSOLVE ESTRUTURAS CRISTALINASCRISTALINAS

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Propriedades

Solubilidade A interação com solutos ocorre porque a água é um líquido polar A água pode dissolver:

Sais cristalinos: Interatua com íons que unem os átomos do

sal

Compostos orgânicos polares (açúcares, álcoois, aldeídos, cetonas, ácidos) –

formação de pontes de hidrogênio com os grupos hidroxila ou

carbonila15

Propriedades

Solubilidade Substâncias anfipáticas

(fosfolipídeos, proteínas, ácidos nucléicos) – A água forma micelas, interatuando com a porção hidrofílica e repelindo a porção hidrofóbica

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Propriedade

• Sistema biológico é importante a ligação de H+ mediada pela H2O;

• H2O funciona como ponte para conectar 2 partes separadas;

H2O altamente reativa

• Favorece interações hidrofóbicas;• Interfere estrutura e propriedades de

proteínas e ác. Nucléicos;

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Propriedades

Tensão Superficial

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Propriedades

PROPRIEDADES DA ÁGUAALTO CALOR ESPECÍFICO

Calor específico é definido como a quantidade de calor que um grama de uma substância precisa absorver para aumentar sua temperatura em 1°C sem que haja mudança de estado físico. Devido ao alto calor específico da água, seres vivos não sofrem variações bruscas de temperatura.

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Propriedades

PROPRIEDADES DA ÁGUACALOR DE VAPORIZAÇÃO

É a quantidade de calor necessária para que uma substâncias passe de estado líquido para o estado de vapor. Devido ao elevado calor de vaporização da água, uma superfície se resfria quando perde água na forma de vapor

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Propriedades

PROPRIEDADES DA ÁGUA

CAPILARIDADE

Quando a extremidade de um tubo fino de paredes hidrófilas é mergulhada na água, as moléculas dessa substância literalmente “sobem pelas paredes” internas do tubo, graças a coesão e a adesão entre as moléculas de água.

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Propriedades

3. FUNÇÕES DA ÁGUATRANSPORTE DE SUBSTÂNCIASFACILITA REAÇÕES QUÍMICASTERMORREGULAÇÃOLUBRIFICANTEREAÇÕES DE HIDRÓLISEEQUILÍBRIO OSMÓTICOEQUILÍBRIO ÁCIDO BASE

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TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS

A presença de água permite a difusão nos seres mais primitivos.

Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios ( hemolinfa, sangue e seiva vegetal).

A urina é uma maneira de eliminar toxinas.As células apresentam-se em estado coloidal (rico

em água) o que facilita transporte de substâncias.

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Funções

TRANSPORTE DE SUBSTÂNCIAS

A presença de água permite a difusão nos seres mais primitivos.

Organismos mais evoluídos apresentam sistemas circulatórios ( hemolinfa, sangue e seiva vegetal).

A urina é uma maneira de eliminar toxinas.As células apresentam-se em estado coloidal (rico

em água) o que facilita transporte de substâncias.

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Funções

FACILITA REAÇÕES QUÍMICAS

Reações químicas ocorrem mais facilmente com os reagentes em estado de solução.

Em algumas reações químicas a união entre moléculas ocorre com formação de água como produto (síntese por desidratação).

Reações de quebra de moléculas em que a água participa como reagente são denominadas reações de hidrólise.

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Funções

TERMORREGULAÇÃOSeres vivos só podem existir em uma estreita faixa de temperatura.A água evita variações bruscas de temperatura dos organismos.A transpiração diminui a temperatura corporal de mamíferos.

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Funções

LUBRIFICANTENas articulações e entre os órgãos a água exerce

um papel lubrificante para diminuir o atrito entre essas regiões.

A lágrima diminui o atrito das pálpebras sobre o globo ocular.

A saliva facilita a deglutição dos alimentos.

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Funções

4. Propriedades Coligativas

Definição:Ponto de fusão, Ponto de ebulição, Pressão de vapor,

Pressão osmóticaRelação com solutos

Alteração das propriedades do solventeSolutos tendem a romper a estrutura normal da água

(pontes de hidrogênio) menor interação

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5.Ionização da ÁguaPropriedades dos Solventescaracterísticas da

molécula não carregada + Grau de Ionização [H+] e [OH-]

Moléculas de água: tendem a ionizar-se (reversível) H2O H+ + OH-

Ácidos ou bases dissolvidos na água produz H+ (ácidos) e OH- (bases).

Constante de Equilíbrio: A + B C + D =

pH: Concentração de íons hidrogênios Água pura: pH neutro

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Keq [H ][OH ]

[H2O]

pH log1

[H ] log[H ]

Cálculos: Água Pura: 1 em cada 107 moléculas de água está ionizada

em cada instante = então:

A concentração da água em 1 litro de água a 250C é de 55,5M = massa de água em gramas/massa molecular: 1000/18 = 55,5

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Keq [H ][OH ]

[H2O]

Keq [H ][OH ]

[55,5M]

Keq.55,5 [H ][OH ] Kw

KeqH2O1,8x10 16

1,8x10 16M .55,5M [H][OH] Kw

Kw 99,9x10 16M 2 [H][OH]

1x10 14M 2 [H][OH]

Ionização

Na água pura... A [H+]=[OH-], então:Kw= [H+]. [H+] ou Kw=[H+]2

[H+]= =[H+]=P é dito como: “logarítimo negativo de”

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Cálculos:

Kw

1x10 14M210 7

pH log1

[H ] log[H ]

pH log1

[1x10 7]log1 log 7 0 7,0 7,0

pH 7,0

Ionização

pH na Saúde e Doença

potencial hidrogeniônico

pH importante para:

Conformação de proteínas

Catálise enzimáticaTransporte de O2

Dissociação de moléculas

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FIM! “A maioria pensa com a sensibilidade, eu sinto

com o pensamento. Para o homem vulgar, sentir é viver e pensar é saber viver. Para mim, pensar é viver e sentir não é mais que o alimento de pensar".

Fernando Pessoa

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