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Tema 1.- El Agua La vida está íntimamente asociada al agua, muy especialmente en su estado líquido y su importancia para los seres vivos es consecuencia.

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1 Tema 1.- El Agua La vida está íntimamente asociada al agua, muy especialmente en su estado líquido y su importancia para los seres vivos es consecuencia de sus propiedades físicas y químicas exclusivas La vida está íntimamente asociada al agua, muy especialmente en su estado líquido y su importancia para los seres vivos es consecuencia de sus propiedades físicas y químicas exclusivas

2 Propiedades Estructura Físico-Química FUNCIONES Determinan explican ¿Por qué debemos conocer las características y propiedades de la molécula del agua?

3 Estructura del Agua Los átomos de hidrógeno están unidos covalentemente al átomo de oxígeno formando un ángulo de 104,5º. Esta disposición espacial de los tres átomos le confiere polaridad a la molécula.

4 Como el oxígeno es más electronegativo atrae más a los electrones compartidos Como el oxígeno es más electronegativo atrae más a los electrones compartidos Forma puentes de hidrógeno entre moléculas de agua adyacentes o entre moléculas de agua y otras moléculas polares: Medio excepcional de reacción Forma puentes de hidrógeno entre moléculas de agua adyacentes o entre moléculas de agua y otras moléculas polares: Medio excepcional de reacción Estructura del Agua

5 Propiedades del Agua

6 Propiedades Estructura Físico-Química FUNCIONES Determinan explican

7 Alto calor especifico Alto calor especifico Número de calorías necesarias para elevar en 1ºC la temperatura de un gramo de agua Número de calorías necesarias para elevar en 1ºC la temperatura de un gramo de agua Ce= Q/m.T Ce= Q/m.T Buen acumulador térmico. Buen acumulador térmico. La disposición de las moléculas en estado líquido y los puentes de hidrogeno entre ellas, permiten que los átomos vibren libremente adsorbiendo grandes cantidades de energía (externa y/o interna) sin calentarse La disposición de las moléculas en estado líquido y los puentes de hidrogeno entre ellas, permiten que los átomos vibren libremente adsorbiendo grandes cantidades de energía (externa y/o interna) sin calentarse Propiedades de la molécula de agua

8 Alto calor de vaporación Alto calor de vaporación Número de calorías necesarias para transformar un gramo de agua líquida en vapor de agua ( cal) Número de calorías necesarias para transformar un gramo de agua líquida en vapor de agua ( cal) Cv= Q/m Cv= Q/m La vaporación tiene lugar en el punto de ebullición: 100 ºC (373 ºK). La vaporación tiene lugar en el punto de ebullición: 100 ºC (373 ºK). Es debido a los puentes de hidrogeno: se requiere energía para romperlos y que las moléculas pasen a forma de gas. Es debido a los puentes de hidrogeno: se requiere energía para romperlos y que las moléculas pasen a forma de gas. Propiedades de la molécula de agua

9 Elevado punto de evaporación Elevado punto de evaporación Ocurre a temperaturas por debajo del punto de ebullición a la cual algunas moléculas pasan a fase de vapor. Ocurre a temperaturas por debajo del punto de ebullición a la cual algunas moléculas pasan a fase de vapor. Consume calor: con una pequeña pérdida de líquido se pasa al ambiente gran cantidad de calor. Consume calor: con una pequeña pérdida de líquido se pasa al ambiente gran cantidad de calor. Contribuye a la distribución del calor que incide sobre la tierra. Contribuye a la distribución del calor que incide sobre la tierra. Propiedades de la molécula de agua

10 Elevada fuerza de Cohesión y AdhesiónElevada fuerza de Cohesión y Adhesión Fuerza de atracción entre dos moléculas de agua debida a los puentes de hidrogeno. La interacción entre las moléculas de agua y una superficie (pared celular, por ejemplo) se denomina adhesión. Se ponen de manifiesto en los fenómenos de capilaridad e interacción con superficies sólidas. Le confiere al agua una alta resistencia a la tensión. Propiedades de la molécula de agua

11 Elevada Fuerza de cohesión Elevada Fuerza de adhesión Propiedades de la molécula de agua

12 Baja viscosidad Baja viscosidad Resistencia a fluir o grado de dificultad con que una molécula se desliza sobre otra: muy fluida. Resistencia a fluir o grado de dificultad con que una molécula se desliza sobre otra: muy fluida. Se mantiene fluida aun a bajas temperaturas. Se mantiene fluida aun a bajas temperaturas. Propiedades de la molécula de agua

13 Baja densidad en estado sólido Baja densidad en estado sólido Presenta una variación anormal: a 4ºC la densidad es máxima (mayor) y a medida que disminuye la temperatura es menos densa (a 0º, por ejemplo) Presenta una variación anormal: a 4ºC la densidad es máxima (mayor) y a medida que disminuye la temperatura es menos densa (a 0º, por ejemplo) Se expande al congelarse (= menor densidad que el agua líquida, por eso el hielo flota). Puede producir daño celular durante este proceso. Se expande al congelarse (= menor densidad que el agua líquida, por eso el hielo flota). Puede producir daño celular durante este proceso. El hielo flota en los grandes cuerpos de agua garantizando la vida en mares, ríos, océanos, etc El hielo flota en los grandes cuerpos de agua garantizando la vida en mares, ríos, océanos, etc Propiedades de la molécula de agua

14 Solvente Universal Solvente Universal Por ser una molécula polar tiene una constante dieléctrica muy elevada (medida de la capacidad de neutralizar la atracción entre cargas eléctricas) Por ser una molécula polar tiene una constante dieléctrica muy elevada (medida de la capacidad de neutralizar la atracción entre cargas eléctricas) Forma capas de hidratación sobre otras moléculas reduciendo la posibilidad que los iones se recombinen y formen cristales, aumentando la solubilidad Forma capas de hidratación sobre otras moléculas reduciendo la posibilidad que los iones se recombinen y formen cristales, aumentando la solubilidad Disolvente para muchas sustancias tales como sales inorgánicas, azúcares y aniones orgánicos Disolvente para muchas sustancias tales como sales inorgánicas, azúcares y aniones orgánicos Propiedades de la molécula de agua

15 Las moléculas de agua pueden ocasionalmente disociarse: Las moléculas de agua pueden ocasionalmente disociarse: H 2 O H + + OH - H 2 O H + + OH - La concentración de protones es muy importante para las reacciones bioquímicas: el pH. La concentración de protones es muy importante para las reacciones bioquímicas: el pH. El agua también puede provocar que otras moléculas se disocien, por ejemplo, al ácido acético: Se forman electrolitos. El agua también puede provocar que otras moléculas se disocien, por ejemplo, al ácido acético: Se forman electrolitos. Los electrolitos débiles tienen la propiedad de mantener el pH constante de una solución, efecto conocido como Tampón Los electrolitos débiles tienen la propiedad de mantener el pH constante de una solución, efecto conocido como Tampón Propiedades de la molécula de agua Capacidad de disociación

16 Propiedades Estructura Físico-Química FUNCIONES Determinan explican

17 Estudio de la Funciones del agua en las plantas Nivel de distribución especies y poblaciones: Ecología Nivel individual: Fisiología

18 CONSTITUYENTE DEL PROTOPLASMA - Constituye entre el 50 y 90% de la mayoría de los tejidos (semillas: 5-15%) MEDIO FISICO-QUIMICO - El agua es el medio y el disolvente de todas las reacciones bioquímicas: sin su presencia no se dan los procesos enzimáticos celulares. Funciones Generales del agua en las plantas

19 FACTOR DE CRECIMIENTO -Crecimiento y División celular depende del turgor. -Hidroesqueleto (agua en las vacuolas) -La hidratación celular es necesaria para los procesos fisiológicos (Ej: respiración, fotosíntesis, germinación, transpiración) -Permite el movimiento de ciertos órganos vegetales. Funciones Generales del agua en las plantas

20 MEDIO DE TRANSPORTE -En el contínuo suelo-planta-atmófera el agua permite la absorción y transporte de elementos minerales y otros solutos debido a su capacidad de solvente. -El agua en su forma líquida permite la difusión y flujo masivo para la movilización, trasporte y distribución de los solutos. FACTOR DE LA FOTOSÍNTESIS - Participa de manera directa, proporcionando el H + que reduce al CO 2, mientras el O 2 es liberado. - De manera indirecta: disponibilidad de agua mantiene abierto los estomas Funciones Generales del agua en las plantas

21 EFECTO REFRIGERANTE - La energía (en forma de calor) para que ocurra el cambio de estado físico de líquido a vapor, es tomada de las células de los tejidos vegetales: la evaporación mantiene una temperatura fisiológica adecuada en las células y tejidos vegetales -El agua de los tejidos vegetales tiene que almacenar una gran cantidad de energía para poder calentarse en un grado centígrado: amortiguador térmico. Funciones Generales del agua en las plantas


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