Aula 4: água UNIVERSIDADE FEDERAL DE CAMPINA GRANDE CENTRO DE TECNOLOGIA AGROALIMENTAR CURSO DE GRADUAÇÃO EM AGRONOMIA DISCIPLINA: BIOQUÍMICA GERAL PROFESSOR: Adriana Silva Lima Água A água é a substância mais abundante dos sistemas vivos, cerca de 70% ou mais do peso da maioria dos organismos. A água está envolvida em praticamente todas as reações químicas da célula. Água é vida Água é vida A água é para o Homem, para os animais e para as plantas um elemento de primeira necessidade, É essencial à vida! É indispensável ao Homem, como bebida, como alimento, para sua higiene e como fonte de energia, matéria-prima de produção, via de transporte e suporte das atividades recreativas que a vida moderna exige cada vez mais. No nosso planeta podemos encontrar dois tipos de água: a doce e a salgada. A percentagem de água na Terra é de 97%. No entanto, os restantes 3% de água doce ( de 99%) apresenta-se congelada nas regiões polares dificultando por isso, a sua utilização. Apenas 0,3% da totalidade da água doce está à disposição do Homem, com vista à sua utilização. É da água doce que a vida do Homem e de outros seres vivos depende. Água é vida Cerca de 70% do corpo humano é constituído por água. O Homem pode sobreviver sem comer, cerca de 28 dias, mas sem beber água apenas 3-4 dias. No organismo, a água transporta os alimentos, os resíduos e os sais minerais, lubrifica os tecidos e as articulações, conduz a glicose e o oxigênio para o interior das células e regula a temperatura. PRESENÇA NO SOLO: 1,3. 10 18 kg 1
De onde vem a água? A água é um recurso esgotável e imprescindível para a continuação da vida na terra. É urgente combater o desperdício e garantir a preservação da água. A água que existe na superfície da terra é sempre a mesma. Ela circula há milhões de anos no nosso planeta. Na Natureza, a Água encontra-se em 3 estados físicos: líquido _ (mares, rios e lagos) sólido _ (glaciares) gasoso _ (vapor de água existente na atmosfera) >>TIPOS DE ÁGUA ÁGUA PURA ÁGUA DESMINERALIZADA ÁGUA DEIONIZADA ÁGUA PESADA ÁGUA POTÁVEL ÁGUA DURA ÁGUA MINERAL Quem foi o cientista? Repartida por três grandes reservatórios naturais - os oceanos, os continentes e a atmosfera - que mantêm entre si a circulação permanente da água, permitindo que esta mude de lugar e de estado físico vezes sem conta. A este fenómeno chama-se Ciclo da Água. A água está presente em muitos momentos da nossa vida : Na nossa higiene diária, quando tomamos banho, lavamos as mãos antes das refeições, escovamos os dentes, etc; Na nossa alimentação, quando comemos, cozinhamos os alimentos, lavamos frutas e verduras ou preparamos sumos; 2
Nas tarefas domésticas, como lavar louças e roupas, limpar o chão etc; Na hidratação do nosso corpo, quando bebemos água e outros líquidos. Nas nossa brincadeiras, quando nos refrescamos na praia ou brincamos com bolinhas de sabão; Dicas que ajudam a poupar água Fechar a torneira enquanto lava as mãos, os dentes ou se barbeia; Fechar a torneira, no duche, enquanto se ensaboa; Fechar a torneira enquanto ensaboa a loiça; Manter em bom estado a canalização de torneiras, autoclismo e máquinas; Reduza a quantidade de água por cada descarga do autoclismo. Para tal coloque no depósito uma garrafa de plástico cheia de água. Não deixe as torneiras a pingar, feche-as bem; Reduza o consumo de água na lavagem do carro; Se detectar uma fuga de água na via pública avise a Câmara Municipal; Em caso de cortes de fornecimento de água, armazene só a quantidade que vai necessitar; Poupa a água Uma gota poupada hoje é mais uma gota que podes utilizar amanhã... Ligações Químicas Forças que seguram os átomos Átomo de Oxigênio Ligação covalente Átomo de Oxigênio Ligação Iônica Covalente Características Um átomo perde um elétron, outro ganha um elétron Átomos compartilham elétrons Covalente Polar Átoms compartilham elétrons desigualmente Pontes de Hidrogênio Hidrogênio covalentemente ligado é atraído por outro átomo Molécula de Oxigênio (O 2 ) 3
Na água, ligações covalentes polares ligam Oxigênio e Hidrogênio Estrutura da molécula de água Carga da molécula de água Carga da molécula de água 4
Ponte de Hidrogênio Ligações de hidrogênio ligam moléculas de água Moléculas de água têm leve separação de cargas Elétrons preferem O em relação ao H Ligações de Hidrogênio formam-se entre O de uma molécula de água e o H de outra H O H H O H Ligações de Hidrogênio 26 Devido às ligações de hidrogênio, a água apresenta: Tensão Superficial: concentração de ligações de hidrogênio na interface ar-água Coesão: moleculas de água se associam entre si Devido às ligações de hidrogênio, a água apresenta: Ação de Capilaridade: movimento da água através de tubos por coesão e adesão Adesão: moléculas de água se associam com outras moléculas ou superfícies Devido às ligações de hidrogênio, a água apresenta: Molhabilidade: movimento da água dentro de madeira ou gelatina por ação de capilaridade Devido às ligações de hidrogênio, a água resiste a mudanças de temperatura Água apresenta altos valores de: Calor específico: calor necessário para mudar a temperatura Calor de Vaporização: calor necessário para converter líquido em gas 5
Ponte de Hidrogênio gelo Devido às ligações de hidrogênio, a densidade diminui sob congelamento Gelo flutua! Ponte de Hidrogênio em sistemas biológicos Ponte de Hidrogênio em sistemas biológicos Direcionalidade da Ponte de Hidrogênio 6
Água como solvente Água como solvente Substâncias que se dissolvem em água = hidrofílicas Polares Iônicas Substâncias que são insolúveis em água = hidrofóbicas Não-polares Ligações Iônicas de NaCl têm cargas /- NaCl dissolve em Água Água tem cargas /- parciais O tende a juntar-se ao Na H tende a juntar- se ao Cl - 39 É possível uma molécula ter porções polares (hidrofílicas) e apolares (hidrofóbicas). As substância deste tipo são chamadas de anfípáticas Figura 1: composto anfipático em solução aquosa 7
Compostos anfipáticos em solução aquosa Dispersão de lípideos na água Agrupamentos ( clusters ) de moléculas de lípides Micelas 8
4 tipos de interações não covalentes ( fracas ) entre Biomoléculas in solvente aquoso Efeito de solutos nas propriedades coligativas da água Osmose e a medida da pressão osmótica Efeito da osmolaridade extracelular no movimento de água através da membrana plasmática 9
Água Dissociação íon hidroxido Íon hidrogênio Umas poucas moléculas de água naturalmente se dissociam em íons Íon hidróxido é negativo e básico íon hidrogênio é positivo e ácido 58 Ácidez do Estômago Suco de Lima Suco de Limão Ácidez Crescente ph > poh A escala de ph Cerveja Café Urina Café Sangue Água Água do mar 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 Neutro ph = poh Soda Barrilha Alvejante Amônia Limpa Forno Basicidade Crescente ph < poh 10 0 10-1 10-2 10-3 10-4 10-5 10-6 10-7 10-8 10-9 10-10 10-11 10-12 10-13 10-14 10-14 10-13 10-12 10-11 10-10 10-9 10-8 10-7 10-6 10-5 10-4 10-3 10-2 10-1 10 0 59 ph CONCENTRAÇÃO DE H Escala de ph ph 3 ph 6 ph 7 ph 8 [ph ]= log 1 [H ] = - log [H ] [H ] 10-3 = 0,001 10-6 = 0,000001 10-7 = 0,0000001 10-8 = 0,00000001 ph sangüíneo = 7,40 variação 10 x 1000 X [H ] = 10 -ph = 3,98. 10-8 Mols/L ou 39 nmols/l 10
Ka = log Ka = DISSOCIAÇÃO DE UM ÁCIDO FRACO Ácido fraco = Pouco dissociado H 2 CO 3 H HCO 3 - [H ] [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] log [H ] - log [H ] = - log Ka log Ka = log [H ] [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] log log [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] [HCO 3- ] [H 2 CO 3 ] EQUAÇÃO DE HENDERSON - HASSELBALCH [HCO ph = pk 3- ] log [H 2 CO 3 ] ph de alguns fluídos aquosos Curva de titulação do ácido acético Curva de titulação de três ácidos fracos 11
Sistema tampão acido acético-acetatoacetato ph ótimo de algumas enzimas 12