AGUA Y MINERALES Prof. Jean F Ruiz Referencia: Ana C vallejo Galleguillos

Agua y minerales Importancia Estructura molecular Propiedades quimicas Tipos de agua

IMPORTANCIA DEL AGUA PARA LOS SERES VIVOS  El agua es el líquido más abundante de la corteza. El agua es el componente más abundante en los medios orgánicos, los seres vivos contienen por término medio un 70% de agua. Se encuentra tanto dentro de la célula como fuera de ella.

Contenido en agua de diferentes órganos Cerebro.................85% Sangre..................79% Músculo…..............75% Hígado..................70% Cartílago................55% Huesos..................22% Dientes..................10%

Propiedades del agua El agua no es un simple medio ni una mera fase inerte, es un líquido muy reaccionable. Interviene en muchas reacciones químicas, bien como reactivo o como producto de la reacción. Es esencial para las reacciones bioquímicas de los seres vivos, por ello no es posible la vida en ausencia de agua.

ALGUNAS PROPIEDADES DEL AGUA Masa molecular.....................18 amu Punto de fusión......................0ºC (a 1 atm) Punto de ebullición ................100ºC (a 1 atm) Densidad (a 4ºC)....................1 g/cm3 Densidad (a 0ºC).....................0.97 g/cm3

Estructura química del agua: -Formado por 2 átomos de hidrogeno (H) y uno de oxigeno (O) que estan unidos por un enlace covalente. -Los enlaces entre el O y los H forman un ángulo de 104.5°. -En el agua se pueden encontrar los iones H3O+ y OH- debido a la disociación de algunas moléculas.

El átomo de oxígeno atrae hacia sí los electrones del enlace covalente El átomo de oxígeno atrae hacia sí los electrones del enlace covalente. Esto hace que la molécula presente un exceso de carga negativa en las proximidades del átomo de oxígeno y un exceso de carga positiva en los átomos de hidrógeno. Por lo tanto, cada molécula de agua es un dipolo eléctrico. Los enlaces involucrados en la formación del agua son de tipo covalente y en la unión de moléculas entre si el enlace es de tipo puente de hidrogeno

Puente de hidrogeno

Propiedades macroscópicas del agua *Punto de ebullición elevado (100 °C): debido a que en estado líquido las moléculas de agua se unen entre sí por puentes de H, a causa de la alta electronegatividad del O. *Punto de fusión elevado (0 °C).

Propiedades macroscópicas del agua *Elevada tensión superficial. *Menor densidad del hielo que del agua líquida: en el hielo, cada átomo de O se rodea tetraédricamente de 4 de H.

Estructura de las moleculas de agua en hielo Cada átomo de oxigeno se rodea tetraédrica-mente de 4 de hidrógenos.

IONIZACIÓN y pH   Parte de las moléculas (10-7 moles por litro de agua) están disociadas en iones H+ e iones OH-. (hidroxilo)  En el agua pura (neutra) la concentración de protones (H+) es de 10-7 moles por litro lo que nos indica que su pH=7. Por lo tanto: es una sustancia neutral

Efecto de ácidos y bases sobre el agua

Algunas sustancias y su pH

Estados del agua

Funciones biológicas del agua

Disolvente. Se conoce al agua como el disolvente universal. En realidad es el disolvente más universal de las sustancias nutritivas, tanto orgánicas como inorgánicas. Actúa como vehículo para dichas sustancias. La naturaleza bipolar del agua hace de ella el disolvente ideal para los compuestos iónicos ,así como para las sustancias no iónicas pero con polaridad molecular (es el caso de azucares, alcoholes, aldehídos, etc). Las sustancias no solubles (algunas proteínas y polisacáridos, y las grasas) forman dispersiones coloidales con el agua.

Las moleculas grandes forman disoluciones coloidales Las moleculas grandes forman disoluciones coloidales. Pueden ser liquidas, gel o solidas.

Agregaciones Gel El estado sol son agregacionesaleatorias de las molecula, mientras que en la gel

*Reactivo Todas las reacciones metabólicas se realizan en presencia de agua. Pero además esta actúa como reactivo químico (como ácido o como base, como oxidante o como reductor). C3H8  +  5 O2  ===  3 CO2   +  4 H2O   + CALOR  NaOH  +  HCl  ===   NaCl  +  H2O     NH3   +   HCl  ===   NH4Cl  +   H2O  CO2 + H2O===  {CH2O} + O2

*Estructural Por su elevada tensión superficial provoca cambios en el citoplasma: deformaciones y movimientos protoplasmáticos que se dan en las células; y mantiene el volumen y la forma celular.

*Termorregulador El agua tiene un importante papel como agente regulador de la temperatura en los seres vivos por: -su elevado calor específico que la convierte en amortiguador de los bruscos cambios térmicos. -su gran conductividad térmica, por la que distribuye las temperaturas en los seres vivos. -su calor de vaporización elevado que frena la elevación de la temperatura corporal.

*Transporte El transporte de nutrientes y de otras sustancias en la materia viva se desarrolla a través del agua: Difusión: de gases y de moléculas sólidas por el citoplasma celular. Intercambio gaseoso: en aparatos respiratorios adaptados al agua (branquias) y en aparatos aéreos (pulmones y tráqueas) que deben permanecer húmedos para desarrollar su función. Circulación: por sistemas circulatorios, que transportan sustancias a distintas partes del organismo gracias al agua.

Sales minerales

Las sales minerales Dentro de los seres vivos se encuentran importantes cantidades de sales minerales Cloruros Fosfatos carbonatos bicarbonatos de sodio potasio, calcio y magnesio En las plantas y en algunos animales también son importantes los nitratos, sulfatos y silicatos.

a) Sustancias salinas insolubles y sus funciones Algunas sales son insolubles y precipitan. fosfato cálcico y del carbonato cálcico: Forman parte de órganos esqueléticos y dientes sílice forma esqueletos en animales inferiores y endurece hojas. cristales de oxalato se almacena en vacuolas vegetales

b) Sustancias salinas solubles y sus funciones Cuando las sales están disueltas, se encuentran disociadas en iones. Los principales aniones y cationes que se forman como consecuencia de esta ionización son: Aniones: Cl-, PO4H=, PO4H2-, CO3H-, CO3=, SO4= y NO3- Cationes: Na+, K+, Ca++, Mg++ y NH4+ Estos iones mantienen unas concentraciones constantes y un equilibrio entre ellos dentro de los organismos.

Los cationes intervienen en funciones específicas variadas: enzimáticas, transmisión del impulso nervioso y contracción muscular, transporte de electrones, etc. También hay sales minerales asociadas a moléculas orgánicas: los fosfatos forman parte de los adenosín-fosfatos (ADP, ATP, AMPc), ácidos nucléicos, fosfolípidos, etc.