tema 1.- el agua la vida está íntimamente asociada al agua, muy especialmente en su estado...
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Tema 1.- El AguaTema 1.- El Agua
La vida está íntimamente asociada al La vida está íntimamente asociada al agua, muy especialmente en su estado agua, muy especialmente en su estado líquido y su importancia para los seres líquido y su importancia para los seres vivos es consecuencia de sus vivos es consecuencia de sus propiedades físicas y químicas propiedades físicas y químicas exclusivas exclusivas
PropiedadesEstructuraFísico-Química
FUNCIONES
Determinan
explican
¿Por qué debemos conocer las características y propiedades de la molécula del agua?
Estructura del AguaEstructura del Agua
Los átomos de hidrógeno están unidos covalentemente al átomo Los átomos de hidrógeno están unidos covalentemente al átomo de oxígeno formando un ángulo de 104,5º. Esta disposición de oxígeno formando un ángulo de 104,5º. Esta disposición espacial de los tres átomos le confiere polaridad a la espacial de los tres átomos le confiere polaridad a la molécula.molécula.
Como el oxígeno es más electronegativo atrae más a los Como el oxígeno es más electronegativo atrae más a los electrones compartidoselectrones compartidos
Forma puentes de hidrógeno entre moléculas de agua Forma puentes de hidrógeno entre moléculas de agua adyacentes o entre moléculas de agua y otras moléculas adyacentes o entre moléculas de agua y otras moléculas polares: Mpolares: Medio excepcional de reacciónedio excepcional de reacción
Estructura del AguaEstructura del Agua
Propiedades del AguaPropiedades del Agua
PropiedadesEstructuraFísico-Química
FUNCIONES
Determinan
explican
Alto calor especificoAlto calor especifico Número de calorías necesarias para elevar en Número de calorías necesarias para elevar en
1ºC la temperatura de un gramo de agua1ºC la temperatura de un gramo de agua Ce= Q/m.∆TCe= Q/m.∆T Buen acumulador térmico.Buen acumulador térmico.
La disposición de las moléculas en estado La disposición de las moléculas en estado líquido y los puentes de hidrogeno entre ellas, líquido y los puentes de hidrogeno entre ellas, permiten que los átomos vibren libremente permiten que los átomos vibren libremente adsorbiendo grandes cantidades de energía adsorbiendo grandes cantidades de energía (externa y/o interna) sin calentarse(externa y/o interna) sin calentarse
Propiedades de la molécula de agua
Alto calor de vaporaciónAlto calor de vaporación Número de calorías necesarias para Número de calorías necesarias para
transformar un gramo de agua líquida transformar un gramo de agua líquida en vapor de agua (540-580 cal)en vapor de agua (540-580 cal)
Cv= Q/mCv= Q/m
La vaporación tiene lugar en el La vaporación tiene lugar en el punto de ebullición: 100 ºC (373 ºK).punto de ebullición: 100 ºC (373 ºK).
Es debido a los puentes de hidrogeno: Es debido a los puentes de hidrogeno: se requiere energía para romperlos y se requiere energía para romperlos y que las moléculas pasen a forma de que las moléculas pasen a forma de gas.gas.
Propiedades de la molécula de agua
Elevado punto de evaporaciónElevado punto de evaporación
Ocurre a temperaturas por debajo del punto Ocurre a temperaturas por debajo del punto de ebullición a la cual algunas moléculas de ebullición a la cual algunas moléculas pasan a fase de vapor.pasan a fase de vapor.
Consume calor: con una pequeña pérdida de Consume calor: con una pequeña pérdida de líquido se pasa al ambiente gran cantidad de líquido se pasa al ambiente gran cantidad de calor. calor.
Contribuye a la distribución del calor que Contribuye a la distribución del calor que incide sobre la tierra.incide sobre la tierra.
Propiedades de la molécula de agua
• Elevada fuerza de Cohesión y Elevada fuerza de Cohesión y AdhesiónAdhesión
Fuerza de atracción entre dos moléculas de agua debida Fuerza de atracción entre dos moléculas de agua debida a los puentes de hidrogeno. a los puentes de hidrogeno.
La interacción entre las moléculas de agua y una La interacción entre las moléculas de agua y una superficie (pared celular, por ejemplo) se denomina superficie (pared celular, por ejemplo) se denomina adhesiónadhesión..
Se ponen de manifiesto en los fenómenos de capilaridad Se ponen de manifiesto en los fenómenos de capilaridad e interacción con superficies sólidas.e interacción con superficies sólidas.
Le confiere al agua una alta resistencia a la tensión.Le confiere al agua una alta resistencia a la tensión.
Propiedades de la molécula de agua
Elevada Fuerza de cohesión
Elevada Fuerza de adhesión
Propiedades de la molécula de agua
Baja viscosidadBaja viscosidad
Resistencia a fluir o grado de dificultad con que Resistencia a fluir o grado de dificultad con que una molécula se desliza sobre otra: muy fluida.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
Baja densidad en estado sólidoBaja densidad en estado sólido Presenta una variación anormal: a 4ºC la densidad es Presenta una variación anormal: a 4ºC la densidad es
máxima (mayor) y a medida que disminuye la temperatura máxima (mayor) y a medida que disminuye la temperatura es menos densa (a 0º, por ejemplo)es menos densa (a 0º, por ejemplo)
Se expande al congelarse (= menor densidad que el agua Se expande al congelarse (= menor densidad que el agua líquida, por eso el hielo flota). Puede producir daño celular líquida, por eso el hielo flota). Puede producir daño celular durante este proceso.durante este proceso.
El hielo flota en los grandes cuerpos de agua garantizando El hielo flota en los grandes cuerpos de agua garantizando la vida en mares, ríos, océanos, etcla vida en mares, ríos, océanos, etc
Propiedades de la molécula de agua
Solvente UniversalSolvente Universal
Por ser una molécula polar tiene una constante Por ser una molécula polar tiene una constante dieléctrica muy elevada (medida de la capacidad de dieléctrica muy elevada (medida de la capacidad de “neutralizar” la atracción entre cargas eléctricas)“neutralizar” la atracción entre cargas eléctricas)
Forma capas de hidratación sobre otras moléculas Forma capas de hidratación sobre otras moléculas reduciendo la posibilidad que los iones se reduciendo la posibilidad que los iones se recombinen y formen cristales, aumentando la recombinen y formen cristales, aumentando la solubilidadsolubilidad
Disolvente para muchas sustancias tales como Disolvente para muchas sustancias tales como sales inorgánicas, azúcares y aniones orgánicossales inorgánicas, azúcares y aniones orgánicos
Propiedades de la molécula de agua
Las moléculas de agua pueden Las moléculas de agua pueden ocasionalmenteocasionalmente disociarse: disociarse: HH22O HO H++ + OH + OH--
La concentración de protones es muy importante para las La concentración de protones es muy importante para las reacciones bioquímicas: el pH.reacciones bioquímicas: el pH.
El agua también puede provocar que otras moléculas se El agua también puede provocar que otras moléculas se disocien, por ejemplo, al ácido acético: Se forman electrolitos.disocien, por ejemplo, al ácido acético: Se forman electrolitos.
Los electrolitos débiles tienen la propiedad de mantener el pH Los electrolitos débiles tienen la propiedad de mantener el pH constanteconstante de una solución, efecto conocido como “Tampón” de una solución, efecto conocido como “Tampón”
Propiedades de la molécula de agua
Capacidad de disociación
PropiedadesEstructuraFísico-Química
FUNCIONES
Determinan
explican
Estudio de la Funciones del agua en las plantas
Nivel de distribución especies y poblaciones: Ecología
Nivel individual: Fisiología
CONSTITUYENTE DEL PROTOPLASMACONSTITUYENTE DEL PROTOPLASMA
--Constituye entre el 50 y 90% de la mayoría de los Constituye entre el 50 y 90% de la mayoría de los tejidos (semillas: 5-15%)tejidos (semillas: 5-15%)
MEDIO FISICO-QUIMICOMEDIO FISICO-QUIMICO
--El agua es el medio y el disolvente de todas las El agua es el medio y el disolvente de todas las reacciones bioquímicas: sin su presencia no se dan reacciones bioquímicas: sin su presencia no se dan los procesos enzimáticos celulares.los procesos enzimáticos celulares.
Funciones Generales del agua en las plantas
FACTOR DE CRECIMIENTOFACTOR DE CRECIMIENTO
--Crecimiento y División celular depende del turgor .Crecimiento y División celular depende del turgor .
-Hidroesqueleto (agua en las vacuolas)-Hidroesqueleto (agua en las vacuolas)
-La hidratación celular es necesaria para los procesos -La hidratación celular es necesaria para los procesos fisiológicos (Ej: respiración, fotosíntesis, germinación, fisiológicos (Ej: respiración, fotosíntesis, germinación, transpiración)transpiración)
-Permite el movimiento de ciertos órganos vegetales.-Permite el movimiento de ciertos órganos vegetales.
Funciones Generales del agua en las plantas
MEDIO DE TRANSPORTEMEDIO DE TRANSPORTE
-En el c-En el contínuo suelo-planta-atmófera el agua permite ontínuo suelo-planta-atmófera el agua permite la ala absorción y transporte de elementos minerales y bsorción y transporte de elementos minerales y otros solutos debido a su cotros solutos debido a su capacidad de solvente.apacidad de solvente.
-El agua en su forma líquida permite la difusión y flujo -El agua en su forma líquida permite la difusión y flujo masivo para la movilización, trasporte y distribución masivo para la movilización, trasporte y distribución de los solutos.de los solutos.
FACTOR DE LA FOTOSÍNTESISFACTOR DE LA FOTOSÍNTESIS
- Participa de manera directa, proporcionando el H- Participa de manera directa, proporcionando el H++ que que reduce al COreduce al CO22, mientras el O, mientras el O22 es liberado. es liberado.
- De manera indirecta: disponibilidad de agua mantiene - De manera indirecta: disponibilidad de agua mantiene abierto los estomasabierto los estomas
Funciones Generales del agua en las plantas
EFECTO REFRIGERANTEEFECTO REFRIGERANTE
--La energía (en forma de calor) para que La energía (en forma de calor) para que ocurra el cambio de estado físico de líquido a ocurra el cambio de estado físico de líquido a vapor, es tomada de las células de los tejidos vapor, es tomada de las células de los tejidos vegetales: la evaporación mantiene una vegetales: la evaporación mantiene una temperatura fisiológica adecuada en las temperatura fisiológica adecuada en las células y tejidos vegetalescélulas y tejidos vegetales
-El agua de los tejidos vegetales tiene que -El agua de los tejidos vegetales tiene que almacenar una gran cantidad de energía para almacenar una gran cantidad de energía para poder calentarse en un grado centígrado: poder calentarse en un grado centígrado: amortiguador térmico.amortiguador térmico.
Funciones Generales del agua en las plantas