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EL AGUA
CARACTERSTICAS Y PROPIEDADES CON RELACIN A LA CLULA
El agua es indispensable para el mantenimiento de la organizacin
y de las funciones celulares
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
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MOLCULA DE AGUA
3.5
2.1
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LA MOLCULA DE AGUA ES DIPOLAR
Andrea PerdomoTexto escrito a mquinaDistribucin asimtrica de sus
electrones, convirtiendola en molcula polar.NUcleos de hidrgeno
desprovistos de elctrones
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EL ENLACE DE HIDRGENO
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CARACTERSTICAS DEL ENLACE DE HIDRGENO
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INTERACCIN ENTRE MOLCULAS DE AGUA
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ESTRUCTURA DEL HIELO
Andrea PerdomoTexto escrito a mquinaEstructura cristalina del
hielo. consiste en una red tetradrica de molculas de H2O unidas
entre si por enlaces de hidrogeno. En un cristal de hielo cada tomo
de oxgeno (representado por el color azul oscuro), est situado en
el centro de un tetraedro donde forma cuatro enlaces dirigidos
hacia los vrtices. Dos de los enlaces con dos tomos de hidrgeno son
covalentes, los dos restantes son puentes de hidrgeno, en los que
el oxgeno acta como aceptor. El hielo por consiguiente es una red
rgida de molculas de agua. Aunque estable a temperatura ambiente,
el puente de hidrgeno es frgil comparado con el enlace covalente;
de ah, su importancia en las reacciones bioqumicas, donde las
energas son pequeas.
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
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LOS CAMBIOS DE ESTADOS FSICOS DEL AGUA ESTN
RELACIONADOS CON LA DENSIDAD DE LOS ENLACES DE HIDRGENO
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EL AGUA TIENE TEMPERATURAS DE FUSIN Y DE EBULLICIN MUCHO MAYORES
QUE HIDRUROS SIMILARES
Hidruros del grupo 16 Temperatura de fusin (C) Temperatura de
ebullicin (C)
H2O 0 100 H2S -83 -60
H2Se -64 -42 H2Te -54 -1,8
Se considera que esto es consecuencia de las fuerzas
intermoleculares en el agua, ausentes en los dems hidruros
listados.
Andrea PerdomoTexto escrito a mquinaseleniuro de hidrgeno
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
Andrea PerdomoTexto escrito a mquinatelururo de hidrgeno Gases
altamente venenosos
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
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PROPIEDADES DEL AGUA
BIOLGICASIndispensable para el mantenimiento de la
organizacinIndispensable para el mantenimiento de las funciones
FISICOQUMICASLiquidezCalor especficoCalor latente de
vaporizacinTensin superficialCapacidad de solvatacinIonizacin
Las propiedades fisicoqumicas del agua de alguna manera influyen
en sus propiedades biolgicas
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EL AGUA LQUIDA CONSERVA UNA ALTA PROPORCIN DE LOS ENLACES DE
HIDRGENO PRESENTES EN EL HIELO
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LOS ENLACES O PUENTES DE HIDRGENO DETERMINAN LAS PROPIEDADES DEL
AGUA
MAYORMENTE BASADAS EN LA COHESIN MOLECULAR
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TENSIN SUPERFICIAL DEL AGUA
Consecuencia de la cohesin molecular por los enlaces de hidrgeno
del agua
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EL AGUA TIENE UN ALTO VALOR DE TENSIN SUPERFICIAL EN COMPARACIN
CON OTRAS SUSTANCIAS
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EL AGUA TIENE ALTOS VALORES DE CALOR ESPECFICO Y CAPACIDAD
CALORFICA MOLAR
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CALORES ESPECFICOS DE SUSTANCIAS COMUNES
Compuesto Calor especfico(cal/g.C)
Agua 1.00
Alcohol etlico 0.581
Cobre 0.0949
Plata 0.0557
Aluminio 0.217
Oro 0.0298
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EL AGUA TIENE ALTOS VALORES DE CALOR DE FUSIN Y DE
VAPORIZACIN
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CALORES DE VAPORIZACIN DE DIVERSOS COMPUESTOS
Compuesto Calor de Vaporizacin(cal/g)
Agua 540
Alcohol isoproplico 159
ter dietlico 84
Cloruro de etilo 93
Cloroformo 59
Alcohol etlico 204
Andrea PerdomoTexto escrito a mquinaLa entalpa de vaporizacin o
calor de vaporizacin es la cantidad de energa necesaria para que la
unidad de masa (kilogramo, mol, etc.) de una sustancia que se
encuentre en equilibrio con su propio vapor a una presin de una
atmsfera pase completamente del estado lquido al estado gaseoso
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EL ALTO VALOR DE CALOR DE VAPORIZACIN DEL AGUA ES EL RESULTADO
DE LA
INTERACCIN DE LAS MOLCULAS DE AGUA ENTRE S POR MEDIO DE LOS
PUENTES DE
HIDRGENO, LO QUE DIFICULTA SU CONVERSIN A GAS
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LAS PROPIEDADES BIOLGICAS DEL AGUA
ESTN RELACIONADAS CON SU PAPEL EN
LA ESTRUCTURA Y EL FUNCIONAMIENTO
DE LAS CLULAS
LA PRDIDA DE AGUA EN LAS CLULAS (DESHIDRATACIN) PUEDE
CONDUCIR
A LA PRDIDA DE LA ORGANIZACIN CELULAR Y LA MUERTE
(PLASMLISIS)
O A LA SUSPENSIN O PRDIDA DE SUS FUNCIONES METABLICAS
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CLULAS DE ELODEA EN MEDIO ISOTNICO
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CLULAS DE ELODEA EN MEDIO HIPERTNICO
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PLASMLISIS EN UNA CLULA VEGETAL (ELODEA)
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PLASMLISIS EN UNA CLULA ANIMAL
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LAS SEMILLAS SECAS SON ESTRUCTURAS MUY DESHIDRATADAS
NO MUESTRAN ACTIVIDAD METABLICA A MENOS DE QUE SEAN
REHIDRATADAS
Germinacin
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CAPACIDAD DE SOLVATACIN DEL AGUA
En la disolucin de un cristal de NaCl, el dipolo del agua asla
los iones de la sal
La naturaleza dipolar de las molculas de agua les confiere su
gran capacidad para disolver sustancias polares y cargadas
elctricamente
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LEY DE COULOMB
F: fuerza en newton (N).Q1 y Q2: cargas en culombios (C).r:
distancia que separa las cargas en metros (m).K: constante de
Coulomb. Depende del medio (en el vaco, K = 9 109 N m2/C2).
Andrea PerdomoTexto escrito a mquinaMagnitud de cada una de las
fuerza elctricascon que interactan dos cargas puntuales
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
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CONSTANTE DIELCTRICA (D)
22 1
DrQQF
La constante dielctrica es una razn entre la fuerza
elctrica en el vaco frente a la fuerza elctrica en
algn medio, por esta razn, este cociente siempre es
mayor que 1. Esta constante va a depender slo del
medio, ya que es la nica variable.
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
Andrea PerdomoTexto escrito a mquinaPara los sistemas biolgicos
es de sumaimportancia el gradiante inico ya que esla base energtica
y funcional de cadaproceso
Andrea PerdomoTexto escrito a mquina
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VALORES DE CONSTANTES DIELCTRICAS DE ALGUNOS
SOLVENTES COMUNES
El valor de la constantedielctrica est enrelacin con la
polaridadde los solventes
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EL AGUA SOLUBILIZA LAS MACROMOLCULAS, COMO PROTENAS,
CIDOS NUCLEICOS Y POLISACRIDOS
Esto facilita su movilidad y por lo tanto su interaccin con
otras molculas durante las reacciones metablicas celulares.
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EL AGUA SE IONIZA
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REACCIN DE IONIZACIN DEL AGUA
H
H
O. ...
+
+
- -+ ....
H
H O
+
H3O+ + OH-
ion hidronio ion hidroxilo
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PRODUCTO INICO DEL AGUA (Kw)
[H2O] . Keq = Kw = [H+] . [-OH] = 1 x 10-14 M2 (a 25C)
H 2 O H+ + O H-
(ion hidrgeno) (ion hidroxilo)
[ ].[ ][ ]
H OHH O
2
Keq = = 1.8 x 10-16 M
Molaridad del agua pura:
[H2O] = 1000g/L 18g/mol = 55.56 M
Kw = (55.56 M) (1.8 x 10-16 M) = 1 x 10-14 M2
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RELACIN ENTRE LAS CONCENTRACIONES DE IONES HIDRGENO E
HIDROXILO
El producto de las concentraciones de H+ y OH- debe ser 10-14
M2
En el agua pura, [H+] es igual a [OH-] y por lo tanto su
pH=7
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ACIDEZ, NEUTRALIDAD Y BASICIDAD
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CONCEPTO DE PH
pH es la expresin logartmica de laconcentracin de iones hidrgeno
de unasolucin.
pH = - log [H+] = log [H+]-1 = log 1/[H+]
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RELACIN ENTRE EL PH Y LAS CONCENTRACIONES DE H+ Y OH-
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PH DE ALGUNAS SUSTANCIAS COMUNES
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LMITES DEL PH DEL SANGUNEO HUMANO
MUERTE POR TTANOS
ALCALOSIS EN ENFERMEDAD
MUERTE POR COMA ACIDTICO
ACIDOSIS EN ENFERMEDAD
VARIACIONES NORMALES EN PERSONAS SANAS
8.2
7.8
7.4
7.0
6.6
pH [H+], pmol/L
6
16
40
100
250
