EL AGUA
Curso: Biología
Código: 122103
Medicina Veterinaria y Zootecnia
Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales
Universidad de los Llanos
Docente: Bióloga Yirley Angelica Rincon
Julio- 2020
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El Agua: Componente Vital para la Vida - Biología 122103, Apuntes de Química
Estos apuntes de biología exploran la importancia del agua como componente esencial para la vida, desde su estructura molecular hasta su papel en los procesos celulares y la homeostasis. Se analizan las propiedades químicas y físicas del agua, su relación con los procesos biológicos, y se explica el concepto de ph y la acción de los amortiguadores en los organismos vivos.
Tipo: Apuntes
2023/2024
1 / 17
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EL AGUA
Curso: Biología
Código: 122103
Medicina Veterinaria y Zootecnia
Facultad de Ciencias Agropecuarias y Recursos Naturales
Universidad de los Llanos
Docente: Bióloga Yirley Angelica Rincon
Julio- 2020
EL AGUA
- Componente vital para el desarrollo y mantenimiento de la vida
- El agua es la molécula inorgánica esencial para la vida. Está f ormada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno ; sin embargo, éstos no son todos los elementos químicos indispensables para la vida.
- En la biosfera esta presente en ambientes terrestre (subterránea) y en los ambientes acuáticos, el agua salada presente en los océanos y mares cubren alrededor de 71% de la superficie terrestre, mientras que el agua dulce representa apenas 2.5% del agua total del planeta, considerando incluso la porción que se encuentra congelada.
- Se considera que la materia viva contiene en promedio 75% de agua.
PROPIEDADES QUÍMICAS DEL AGUA
PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUA
- El agua es inodora, insípida e incolora, y se puede hallar en tres estados de agregación:
PROPIEDADES DEL AGUA
- Capilaridad El agua tiende a moverse a través de un tubo estrecho en contra de la fuerza de gravedad. Esta propiedad la aprovechan las plantas y los arboles para alimentarse de minerales y otras sustancias que se encuentran en el suelo.
- Cohesión , las moléculas de agua tienden a mantenerse juntas. La cohesión entre las moléculas de agua en la superficie del líquido produce tensión superficial , que es la tendencia de la superficie del agua a resistir sin romperse.
- Adhesión, es su tendencia a pegarse a superficies polares con cargas pequeñas que atraen a las moléculas polares del agua. La adhesión ayuda al agua a moverse dentro de espacios pequeños.
- Tensión superficial elevada La fuerza de cohesion (fuerza de Van der Waals) entre las moléculas del agua es muy alta, lo permite que algunos insectos puedan desplazarse sobre ella sin hundirse.
- Calor específico elevado Mediante la evaporación del agua, los animales sudan y pierden calor, debido a la energía adicional que se necesita para romper los puentes de hidrogeno de las moléculas de H2O.
- Actividad térmica elevada Transporta rápidamente el calor; el agua desprendida por las plantas afecta la humedad ambiental, lo que influye en el clima.
- Densidad. A los 0 °C, el agua se congela y es menos densa, característica que le permite flotar sobre el agua en estado líquido
¿POR QUÉ ES TAN IMPORTANTE EL AGUA?
- El agua interviene en muchas de las reacciones químicas que ocurren en las células vivas.
- El oxígeno que las plantas verdes liberan al aire se extrae del agua durante la fotosíntesis.
- El agua es un excelente disolvente, es decir, puede disolver una amplia gama de sustancias, como proteínas,
sales y azúcares. La moléculas que se disuelven en agua se conocen como hidrofílicas ( que “aman el agua”).
- Las moléculas que no se disuelven en agua; en consecuencia, se conocen como hidrofóbicas (“que temen al
agua”).
- Termorreguladora : La pérdida de agua por evaporación puede ayudarte a ti y algunos otros mamíferos a
enfriarse a través de la sudoración cuando el cuerpo eleva su temperatura. El sudor, que se compone
aproximadamente en 99 % de agua, enfría la piel a medida que se evapora.
- La estabilidad de la temperatura es un componente importante de la homeostasis , debido a que la mayoría de
las moléculas de la vida funcionan de forma adecuada sólo dentro de un cierto intervalo de temperatura el
agua en los organismos proporciona esa estabilidad gracias a los puentes de hidrogeno.
Tomado de Audesirk (2008). Biología: Ciencia y Naturaleza
EN LAS CÉLULAS…. En general, el agua se encuentra en relación directa con el funcionamiento de las células y los organismos, porque:
- Es el vehículo de entrada de nutrimentos y sustancias necesarias para la supervivencia celular.
- Es el medio que usan los organismos para eliminar los productos de desecho del metabolismo , como sucede con la orina y la transpiración animal.
- Favorece las reacciones químicas de los procesos metabólicos, por ser el mejor solvente.
- Forma parte de los sistemas coloidales , es decir, el estado físico en que se encuentra la materia viva, principalmente el citoplasma.
ACIDOS Y BASES Las soluciones en agua pueden ser ácidas, básicas y neutras
- Aunque el agua en general se considera un compuesto estable, una pequeña fracción de moléculas de agua se ioniza; es decir, se dividen en iones hidrógeno (H+) y en iones hidróxido (OH ¯ ).
- Un ion hidróxido tiene carga negativa porque ha ganado un electrón del átomo de hidrógeno. Al perder un electrón, el átomo de hidrógeno se convierte en un ion hidrógeno con carga positiva. El agua pura contiene concentraciones iguales de iones hidrógeno y de iones hidróxido.
- Sin embargo, en muchas soluciones las concentraciones de H+ y de OH ¯ no son iguales
- El grado de acidez se expresa en la escala de pH en la que el valor 7 se asigna a la neutralidad (cantidades iguales de H+ y OH ¯). El agua pura, con concentraciones iguales de H+ y OH ¯, tiene un pH de 7. Los ácidos tienen un pH menor que 7; y las bases, uno mayor que
- Tomado de Audesirk (2008). Biología: Ciencia y Naturaleza
ACIDEZ
- Si la concentración de H+ excede la concentración de OH¯, la solución es ácida. Un ácido es una sustancia que libera iones hidrógeno cuando se disuelve en agua.
- Muchas sustancias ácidas, como el jugo de limón y el vinagre, tienen un sabor amargo. Ello se debe a que los receptores de sabor amargo en la lengua se han especializado para responder al exceso de H+.
- Por ejemplo, si añadimos ácido clorhídrico (HCl) al agua pura, casi todas las moléculas de HCl se separarán para formar iones H+ y Cl ¯ Por lo tanto, la concentración de H+ excederá significativamente la concentración de OH ¯ y la solución resultante será ácida. Tomado de Audesirk (2008). Biología: Ciencia y Naturaleza
ALCALINIDAD
- Si la concentración de OH ¯ es mayor, la solución será básica. Una base es una sustancia que se combina con iones hidrógeno, con lo cual reduce su número.
- Por ejemplo, si agregamos hidróxido de sodio (NaOH) al agua, las moléculas de NaOH se dividirán en iones Na+ y OH¯. Los OH¯ se combinan con H+ y reducen su número; entonces la solución será básica.
- Si aumenta la concentración de H+, los amortiguadores se combinan con ellos; si disminuye la concentración
de H+, los amortiguadores liberan H+. De manera que la concentración de H+ vuelve a su nivel original.
- Entre los amortiguadores que suelen hallarse en los organismos vivos están el bicarbonato (HCO3) y el
fosfato (H2PO4¯ y HPO4¯²); ambos pueden aceptar o liberar H+, dependiendo de las circunstancias.
- Si la sangre se vuelve demasiado ácida, por ejemplo, el bicarbonato acepta H+ para formar ácido carbónico
- Si la sangre se vuelve demasiado básica, el ácido carbónico libera iones hidrógeno, los cuales se combinan
con los iones hidróxido en exceso para formar agua:
AMORTIGUADORES, TAMPONES O BUFFERS
ACIDOSIS y ALCALOSIS en ORGANISMOS
- La sangre es un tejido formado por plasma líquido (55 %), cuyo principal componente es agua, y células flotantes (45 %). En el plasma abundan proteínas disueltas, lípidos y carbohidratos.
- La linfa es muy parecida al plasma, pero menos concentrada.
- La sangre, la linfa y otros líquidos que bañan a los tejidos constituyen una quinta parte del peso total del cuerpo
- En los individuos sanos el pH de la sangre se mantiene dentro de los estrechos límites de 7.3 a 7.5. Los valores de menos de 7.3 producen acidosis, una condición que amenaza gravemente la vida. La inanición y la diabetes avanzada provocan a menudo este trastorno.
- Si el pH es superior a 7.5 sobreviene alcalosis. La pérdida excesiva de ácido estomacal debida a graves accesos de vómito puede producir esta condición, que también constituye una grave amenaza para la vida.
- El mantenimiento de un pH constante depende de la acción de sistemas amortiguadores presentes en el plasma y en los glóbulos rojos: el sistema ácido carbónico/ion bicarbonato, el sistema H2PO4¯ /HPO4¯² y diversas proteínas.