Propriedades e Funções da Água

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<p>Fundamentos da</p><p>Bioquímica</p><p>Prof. Drª. Isabel Christina Mignoni Homem</p><p>Á</p><p>G</p><p>U</p><p>A</p><p>• Trata-se de uma substância química inorgânica,</p><p>formada pela junção de 2 átomos de hidrogênio (H) e 1</p><p>átomo de oxigênio (O).</p><p>• Fórmula da água = H2O.</p><p>C</p><p>O</p><p>M</p><p>P</p><p>O</p><p>S</p><p>T</p><p>O</p><p>S</p><p>Q</p><p>U</p><p>ÍM</p><p>IC</p><p>A</p><p>S COMPOSTOS QUÍMICOS</p><p>água proteínas lipidios</p><p>carboidratos ácidos nucleicos outras substâncias</p><p>Água → 60 a 70%</p><p>• A molécula de água apresenta 2 pares de elétrons não</p><p>compartilhados no átomo de oxigênio, devido a isso apresenta</p><p>geometria do tipo angular (os átomos de hidrogênio formam</p><p>entre si um ângulo de 104,5°).</p><p>• Isso ocorre devido à repulsão eletrônica dos pares de elétrons</p><p>livres no oxigênio com os elétrons compartilhados que formam a</p><p>ligação química covalente O-H na molécula da água.</p><p>C</p><p>A</p><p>R</p><p>A</p><p>C</p><p>T</p><p>E</p><p>R</p><p>ÍS</p><p>T</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>Q</p><p>U</p><p>ÍM</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>• O oxigênio é muito mais eletronegativo</p><p>quando comparado ao hidrogênio →</p><p>atrai para si os elétrons que formam a</p><p>ligação covalente O-H.</p><p>✓ Carga parcial negativa (δ-) sobre o</p><p>oxigênio → rico em elétrons.</p><p>✓ Carga parcial positiva (δ+) sobre os</p><p>hidrogênios → deficientes em elétrons.</p><p>• Devido a formação de 2 polos bem</p><p>distintos, a molécula da água</p><p>apresenta característica POLAR.</p><p>C</p><p>A</p><p>R</p><p>A</p><p>C</p><p>T</p><p>E</p><p>R</p><p>ÍS</p><p>T</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>Q</p><p>U</p><p>ÍM</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>S</p><p>O</p><p>L</p><p>V</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>E</p><p>U</p><p>N</p><p>IV</p><p>E</p><p>R</p><p>S</p><p>A</p><p>L</p><p>• Por sua natureza polar, a molécula da água é genericamente conhecida como</p><p>solvente universal, devido a sua elevada capacidade de dissolver diversas</p><p>substâncias (solutos), como sais, gases, ácidos nucleicos, proteínas e açúcares.</p><p>• SUBSTÂNCIAS</p><p>POLARES =</p><p>HIDROFÍLICAS</p><p>(hidro = água;</p><p>philos = amigo).</p><p>✓ Dissolvem bem em</p><p>água.</p><p>✓ Apresentam</p><p>afinidade pela</p><p>água.</p><p>• SUBSTÂNCIAS APOLARES =</p><p>HIDROFÓBICAS (hidro = água;</p><p>phobia = aversão).</p><p>✓ Não apresentam carga ou polos</p><p>em sua estrutura química (óleos</p><p>e gorduras),</p><p>✓ Não se dissolvem na água,</p><p>formando uma camada separada</p><p>da água ou gotículas imiscíveis.</p><p>✓ Não apresentam afinidade pela</p><p>água.</p><p>S</p><p>O</p><p>L</p><p>V</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>E</p><p>U</p><p>N</p><p>IV</p><p>E</p><p>R</p><p>S</p><p>A</p><p>L • Além das moléculas hidrofílicas e hidrofóbicas,</p><p>existem as moléculas ANFIPÁTICAS.</p><p>• Biomoléculas anfipáticas → proteínas, pigmentos,</p><p>algumas vitaminas, esteróis e fosfolipídios de</p><p>membrana.</p><p>• ANFIPÁTICAS</p><p>✓ Substâncias que contêm</p><p>regiões polares e apolares na mesma estrutura.</p><p>✓ Quando na presença de água, sua região hidrofílica</p><p>(polar) interage com a água e tende a se dissolver.</p><p>✓ Já a região hidrofóbica (apolar) se agrega para não</p><p>ficar exposta ao contato com a água, formando</p><p>BICAMADAS ou MICELAS.</p><p>Micela</p><p>FOSFOLIPÍDEOS DE</p><p>MEMBRANA</p><p>• A água apresenta dipolos elétricos - um</p><p>negativo e o outro positivo.</p><p>• Como resultado disso, ocorre uma atração</p><p>eletrostática entre o átomo de oxigênio (δ-)</p><p>de uma molécula de água e o hidrogênio (δ+)</p><p>de outra molécula de água.</p><p>• Essa atração/interação entre 2 moléculas de</p><p>água recebe o nome de ligação de hidrogênio.</p><p>• É por meio das ligações de hidrogênio que as</p><p>moléculas de água interagem num copo</p><p>d’água, nos rios, nos oceanos e no nosso</p><p>corpo. IN</p><p>T</p><p>E</p><p>R</p><p>A</p><p>Ç</p><p>O</p><p>E</p><p>S</p><p>M</p><p>O</p><p>L</p><p>E</p><p>C</p><p>U</p><p>L</p><p>A</p><p>R</p><p>E</p><p>S</p><p>IN</p><p>T</p><p>E</p><p>R</p><p>A</p><p>Ç</p><p>O</p><p>E</p><p>S</p><p>M</p><p>O</p><p>L</p><p>E</p><p>C</p><p>U</p><p>L</p><p>A</p><p>R</p><p>E</p><p>S</p><p>Interação</p><p>molecular</p><p>Aminoácido +</p><p>água</p><p>Interação molecular com compostos</p><p>inorgânicos</p><p>Sal de cozinha (NaCl) + água</p><p>• Íons sódio (Na) carregados positivamente são</p><p>rodeados pelas cargas parciais negativas do</p><p>oxigênio na molécula da água.</p><p>• Íons cloretos carregados negativamente (Cl-)</p><p>são rodeados pelas cargas parciais positivas</p><p>dos hidrogênios da água → CAMADA DE</p><p>SOLVATAÇÃO</p><p>F</p><p>U</p><p>N</p><p>Ç</p><p>Õ</p><p>E</p><p>S</p><p>B</p><p>IO</p><p>L</p><p>Ó</p><p>G</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>• A água é fundamental para</p><p>todos os seres vivos e</p><p>desempenha importantes</p><p>funções nos sistemas</p><p>biológicos:</p><p>✓Transporte de substâncias;</p><p>✓Participação em reações</p><p>químicas;</p><p>✓Termorregulação;</p><p>✓Lubrificação;</p><p>✓Equilíbrio osmótico;</p><p>✓Equilíbrio ácido-base.</p><p>F</p><p>U</p><p>N</p><p>Ç</p><p>Õ</p><p>E</p><p>S</p><p>B</p><p>IO</p><p>L</p><p>Ó</p><p>G</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>• A água exerce papel primordial</p><p>no transporte de nutrientes,</p><p>oxigênio e sais minerais para</p><p>as células, isso porque é o</p><p>principal componente do</p><p>plasma sanguíneo.</p><p>F</p><p>U</p><p>N</p><p>Ç</p><p>Õ</p><p>E</p><p>S</p><p>B</p><p>IO</p><p>L</p><p>Ó</p><p>G</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>• Proporciona a eliminação de</p><p>diversas substâncias do nosso</p><p>organismo, uma vez que a urina</p><p>produzida pelo sistema renal é</p><p>basicamente constituída por água</p><p>• Participa de outros processos fisiológicos</p><p>importantes, como a digestão (na composição</p><p>do suco gástrico e da saliva).</p><p>• Proteção de estruturas, atuando como</p><p>lubrificante:</p><p>✓ Lágrima → evita ressecamento das córneas)</p><p>✓ Líquor → Presente entre as meninges, protege</p><p>o sistema nervoso de danos causados por</p><p>impactos;</p><p>✓ Líquido sinovial → Presente entre as</p><p>articulações ósseas;</p><p>✓ Líquido amniótico → Protege o embrião em</p><p>desenvolvimento.</p><p>F</p><p>U</p><p>N</p><p>Ç</p><p>Õ</p><p>E</p><p>S</p><p>B</p><p>IO</p><p>L</p><p>Ó</p><p>G</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>• Outra função que torna a água</p><p>essencial à manutenção da vida é a sua</p><p>capacidade de evitar variações bruscas</p><p>na temperatura dos organismos.</p><p>• Quando o corpo esquenta muito, as</p><p>glândulas sudoríparas eliminam suor, e</p><p>a água que compõe o suor evapora,</p><p>levando consigo tanto o calor da pele</p><p>como o calor do sangue localizado</p><p>abaixo da pele, impedido, assim, que a</p><p>temperatura do corpo se eleve muito. F</p><p>U</p><p>N</p><p>Ç</p><p>Õ</p><p>E</p><p>S</p><p>B</p><p>IO</p><p>L</p><p>Ó</p><p>G</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>E</p><p>D</p><p>A</p><p>D</p><p>E</p><p>S</p><p>F</p><p>ÍS</p><p>IC</p><p>O</p><p>-</p><p>Q</p><p>U</p><p>ÍM</p><p>IC</p><p>A</p><p>S</p><p>Solubilidade</p><p>Tensão Superficial</p><p>Densidade</p><p>Calor específico</p><p>Calor latente</p><p>• A água é um excelente solvente porque é capaz de dissolver</p><p>enorme quantidade de substâncias.</p><p>• As substâncias que se dissolvem são chamadas solutos e ao ser</p><p>misturada com o solvente forma uma solução.</p><p>S</p><p>O</p><p>L</p><p>U</p><p>B</p><p>IL</p><p>ID</p><p>A</p><p>D</p><p>E</p><p>• Essa propriedade é muito importante para</p><p>os seres vivos porque absorvem nutrientes</p><p>(como cálcio, magnésio...) dissolvidos na</p><p>água que bebem.</p><p>• Propriedade física que resulta da</p><p>força de atração entre as moléculas</p><p>internas e da superfície.</p><p>• Nas moléculas internas, como as</p><p>forças são em todas as direções elas</p><p>se anulam</p><p>• Na superfície as forças de coesão</p><p>puxam para os lados e para baixo,</p><p>desse modo, fazem com que a</p><p>superfície fique como uma película</p><p>elástica.</p><p>T</p><p>E</p><p>N</p><p>S</p><p>Ã</p><p>O</p><p>S</p><p>U</p><p>P</p><p>E</p><p>R</p><p>F</p><p>IC</p><p>IA</p><p>L</p><p>TENSÃO SUPERFICIAL</p><p>• Medida da concentração da massa em certo volume, ou seja, determina</p><p>o quanto a substância é compacta.</p><p>D</p><p>E</p><p>N</p><p>S</p><p>ID</p><p>A</p><p>D</p><p>E</p><p>• A densidade da água varia e diminui</p><p>em temperaturas menores. Isso</p><p>explica porque o gelo (menor</p><p>densidade) flutua na superfície da</p><p>água (maior densidade).</p><p>• Calor específico ou capacidade térmica da água é a quantidade de calor</p><p>que é preciso para elevar em 1°C a temperatura de 1g de uma substância.</p><p>• A água tem um elevado calor específico → Consegue aumentar ou</p><p>diminuir bastante sua temperatura sem mudar de estado físico, porém</p><p>demora mais a acontecer, se comparado com outras substâncias.</p><p>C</p><p>A</p><p>L</p><p>O</p><p>R</p><p>E</p><p>S</p><p>P</p><p>E</p><p>C</p><p>ÍF</p><p>IC</p><p>O</p><p>• Ex.: Como a água ocupa cerca de 70% da</p><p>superfície terrestre, essa propriedade ajuda a</p><p>controlar o aquecimento do planeta. Os</p><p>oceanos guardam o calor no tempo quente</p><p>que é liberado no tempo frio.</p><p>C</p><p>A</p><p>L</p><p>O</p><p>R</p><p>L</p><p>A</p><p>T</p><p>E</p><p>N</p><p>T</p><p>E</p><p>• Representa a quantidade</p><p>de calor necessária para</p><p>que a substância mude de</p><p>estado físico.</p><p>• Ex.: o elevado calor</p><p>latente de fusão da água</p><p>não permite que ela</p><p>congele rapidamente,</p><p>evitando assim que os</p><p>organismos de ambientes</p><p>frios congelem.</p><p>P</p><p>R</p><p>O</p><p>P</p><p>R</p><p>IE</p><p>D</p><p>A</p><p>D</p><p>E</p><p>S</p><p>D</p><p>A</p><p>Á</p><p>G</p><p>U</p><p>A</p><p>• É um processo natural que consiste na movimentação do solvente (água)</p><p>através de uma membrana semipermeável, que ocorre de um meio menos</p><p>concentrada para um meio mais concentrado.</p><p>• A membrana plasmática que delimita as células e separa o conteúdo</p><p>intracelular do meio externo é uma membrana semipermeável que permite</p><p>a passagem da água para igualar a osmolaridade nos dois compartimentos.</p><p>O</p><p>S</p><p>M</p><p>O</p><p>S</p><p>E</p><p>• Solução isotônica → Mesma concentração de soluto e pressão</p><p>osmótica. Quando uma célula é colocada em uma solução isotônica,</p><p>não ganha nem perde água, mantendo a sua forma.</p><p>• Solução hipertônica → Maior concentração de soluto</p><p>e maior pressão</p><p>osmótica. Quando uma célula animal é colocada em uma solução</p><p>hipertônica, perde água e murcha - crenação.</p><p>• Solução hipotônica → Menor concentração de soluto e menor pressão</p><p>osmótica. Quando uma célula animal é colocada em uma solução</p><p>hipotônica, ela ganha água e pode se romper — fenômeno conhecido</p><p>como lise osmótica.</p><p>O</p><p>S</p><p>M</p><p>O</p><p>S</p><p>E</p><p>• A hemodiálise é um tipo de</p><p>osmose, porém tanto o solvente</p><p>quanto as partículas do soluto</p><p>passam pela membrana</p><p>semipermeável utilizada.</p><p>• É o procedimento através do</p><p>qual uma máquina filtra e limpa</p><p>o sangue, fazendo parte do</p><p>trabalho que o rim doente não</p><p>pode fazer.</p><p>• O procedimento retira do corpo</p><p>os resíduos prejudiciais à saúde,</p><p>como o excesso de sal e de</p><p>líquidos.</p><p>O</p><p>S</p><p>M</p><p>O</p><p>S</p><p>E</p><p>O</p><p>S</p><p>M</p><p>O</p><p>S</p><p>E</p><p>• O processo da hemodiálise é o seguinte:</p><p>- O sangue é bombeado para um tubo, revestido de uma membrana</p><p>semipermeável (membrana dialisadora).</p><p>- Esse tubo fica imerso em uma solução com componentes do plasma</p><p>sanguíneo.</p><p>- Assim, ocorre a osmose:</p><p>as partículas dos resíduos</p><p>tóxicos presentes no</p><p>sangue da pessoa passam</p><p>através da membrana,</p><p>sendo eliminados. E o</p><p>sangue limpo volta para o</p><p>corpo da pessoa.</p><p>Slide 1: Fundamentos da Bioquímica</p><p>Slide 2: ÁGUA</p><p>Slide 3: COMPOSTOS QUÍMICAS</p><p>Slide 4</p><p>Slide 5</p><p>Slide 6</p><p>Slide 7: SOLVENTE UNIVERSAL</p><p>Slide 8: SOLVENTE UNIVERSAL</p><p>Slide 9</p><p>Slide 10</p><p>Slide 11</p><p>Slide 12</p><p>Slide 13</p><p>Slide 14</p><p>Slide 15</p><p>Slide 16</p><p>Slide 17</p><p>Slide 18</p><p>Slide 19</p><p>Slide 20</p><p>Slide 21</p><p>Slide 22</p><p>Slide 23</p><p>Slide 24</p><p>Slide 25</p><p>Slide 26</p><p>Slide 27</p><p>Slide 28</p><p>Slide 29</p><p>Slide 30</p>