RESUMEN CORTO QUIMICA SEGUNDA UNIDAD AGUA

CAPITULO III

AGUA: FUENTE DE VIDA

El agua (H2O) es un compuesto químico formado por dos átomos de hidrógeno y un átomo de oxígeno. Es la molécula más abundante en los organismos vivos. Es la molécula más común en toda la superficie de la tierra ya que cubre ¾  partes de la superficie de nuestro planeta y podemos afirmar que no existe vida sin ella. La biomolécula de agua es la más abundante en el ser humano constituye el 70 al 75% del peso del cuerpo del niño y el 55 al 60% del peso del adulto. Podemos decir que el cuerpo humano del adulto está conformado por el 60% de agua, 20% por lípidos, 15% por proteínas y el 5% por minerales.

En cada molécula de agua, cada átomo de H comparte un par de electrones con cada átomo de O, el ángulo de unión es de 104.5 grados. El núcleo del átomo de O atrae con más fuerza los electrones que el núcleo del átomo de H, de tal manera que los dos electrones compartidos entre el oxígeno y el hidrogeno esta en forma desigual. Los dos electrones compartidos están más cerca del oxígeno y más lejos del hidrogeno, esto crea una carga parcial negativa en el átomo de oxígeno y una carga parcial positiva en el átomo de hidrogeno, se le llama dipolo.

Las moléculas de agua se atraen entre si y forman puentes de hidrogeno. Un puente de hidrogeno se establece cuando un átomo de oxígeno de una molécula de agua se atrae se atrae electrostáticamente con un átomo de hidrógeno de otra molécula de agua vecina. Para romper este puente de hidrogeno se requiere una energía de 20kJ/mol (4.8Kcal/mol), en cambio para romper un enlace covalente se requiere 460kJ/mol (110Kcal/mol). Los puentes de hidrogeno son mas débiles que los enlaces covalentes.

• En el estado sólido (hielo): cada molécula de agua esta unida por puentes de hidrógeno a otras cuatro moléculas de agua.
• En el estado líquido: una molécula de agua esta unida a 3.4 moléculas de agua.

En el estado sólido las moléculas de agua forman espacios dentro de ellas, lo que explica la menor densidad, razón por la cual el hielo flota en el agua líquida.

PRINCIPIO DE QUÍMICA: todo lo semejante disuelve lo semejante. Podemos aplicarlo al agua, una molécula polar (un dipolo), todas las moléculas que sean polares se van a disolver en agua, como en el caso del cloruro de sodio ((al disolverla en el agua los iones se separan y los iones sodio son rodeados por moléculas de agua y los iones cloruro también; a esto se le conoce como solvatación o hidratación.

Las moléculas no polares como el CO2, O2 y N2 son gases muy poco solubles en el agua, de tal manera que su disolución en la sangre es bastante limitada. En el caso del oxígeno existe una proteína específica que se encarga de su transporte, esta proteína, esta proteína se llama hemoglobina y se localiza en el glóbulo rojo. Para que el oxígeno sea transportado por la hemoglobina es necesario que se una al hierro en estado ferroso (Fe++) de la hemoglobina y el CO2, para transportarse se convierte en H2CO3, que inmediatamente se rompe en ión bicarbonato y átomos de hidrógeno que también son amortiguados por la molécula de hemoglobina.

El nitrógeno también es poco soluble en el agua y cuando las personas bucen  grandes profundidades emergen muy rápidamente pueden tener problemas con este gas, debido a: la presión también influye sobre la solubilidad de tipo gas-líquido. La ley de Henry dice “la solubilidad de un gas en líquido es directamente proporcional a la presión del gas sobre la solución”.

SOLUBILIDAD DE ALGUNOS GASES:

IONIZACION DEL AGUA: El grado de ionización del agua es pequeño, a una temperatura de 25oC, solo una molécula de cada 10,000000 (107) de moléculas de agua esta ionizada. En este proceso de ionización del agua lo que en realidad ocurre es que una molécula de agua de cada 10 millones transfiere un patrón a otra molécula de agua para formar un ión hidronio y un ión hidroxido.

[pic 1][pic 2]

Se sabe por experimentación que la concentración de iones hidronilo en el agua pura es de 25oC es 0.00000010 o 1.0x10-7 M (molar).

En el agua pura, a 25oC, la concentración de iones hidronio es igual a la concentración de iones hidróxido. El producto de la concentración de estos dos iones a esta temperatura es: [pic 3]

El producto iónico del agua es entonces 1x10-14.

Si se utiliza el término ión hidronio utilizaremos solamente H+ (ión hidrógeno), entonces diremos que:

[H+] x [OH-] = 1x10-14  a 25oC que equivale a lo que actualmente llamamos pH neutro.

ESCALA DEL PH (poder del hidrógeno): Fue introducida por el químico danés S.P.L. Sonrense en 1909. Se define como el logaritmo negativo de la concentración de iones de hidrogeno. En una escala que va de 1 a 14, todo pH por debajo de 7 es ácido y todo pH por arriba de 7 es alcalino.[pic 4]

• pH neutro: son las soluciones que tienen un pH de 7 (tienen igual concentración de iones hidrogeno que de iones hidróxido), como el caso del agua 25oC.
• las soluciones que tiene un pH mayor de 7 son alcalinas (su concentración de iones hidrógeno es menor a la concentración de iones hidróxido).
• Las soluciones que tienen un pH menor de 7 son acidas (su concentración de iones de hidrógeno es mayor que la del hidróxido).

El pH en los líquidos corporales varía ampliamente. Ejemplo:

• El pH más ácido es más normal en el jugo gástrico del estómago (tiene un pH de 1-2).
• El intestino delgado es alcalino (tiene un pH de 7-8)
• En la orina es ligeramente ácido (5-6)
• En la saliva es neutro (7)
• En  nuestras células también es neutro y se llama pH fisiológico, que es el pH al que todas las enzimas intracelulares no se alteran estructuralmente y puedan llevar su función catalítica, en cambio en pH cambia en uno de sus extremos (alcalino o ácido), la proteína (enzima) se desnaturaliza y el sitio activo de la enzima se pierde, por lo tanto también se pierde su función catalítica y esto ocasiona diversos síntomas (alcalosis o acidosis) que pueden  ser causa de muerte.
• Nuestra sangre tiene un pH de 7.4 y puede extenderse en un rango normal de 7.35 a 7.45. Cuando el pH de una persona es menor de 7.35 se dice que tiene acidosis y si supera a 7.45 se dice que tiene alcalosis.

CALCULO DEL VOLUMEN DE AGUA TOTAL, INTRACELULAR Y EXTRACELULAR:

Para poder determinar el volumen total de agua que tiene un individuo se utiliza el isótopo “deuterio” (isótopo del hidrógeno) ya que se reparte uniformemente en todos los compartimientos acuosos. Si se desea medir solo el volumen extracelular se utiliza inulina y si se desea medir el volumen plasmático se puede utilizar albúmina marcada o colorante azul de Evans (T-1824). El volumen intracelular se calcula por diferencia entre el agua corporal total y el agua extracelular.

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