I.P.C.H Nancy Arisbé Madrigal Soteno 216517 CUESTIONARIO TAREA TEMA: AGUA 1.- Mencione las propiedades específicas del agua: punto de fusión, punto de ebullición, calor específico y cohesión. Que es la constante dielectrica? Explique ampliamente. Incluya como influyen en las funciones celulares de plantas superiores.
Alto Calor Específico.- Es la cantidad de calor que se debe absorber o perder por 1gr de la sustancia para cambiar su temperatura 1°C. Alto Calor de Vaporización.Vaporización.- Es la cantidad de calor que un líquido debe absorber para que 1 gr de éste, pase de líquido a gas. Primero se tienen que romper los puentes de hidrógeno para que se realice la vaporización de las moléculas de agua. Cohesión.- Los puentes de Hidrógeno son los responsables, consiste en la compensación de fuerzas entre átomos de una misma característica. Esta propiedad es explotada por las plantas superiores para el transporte de nutrientes en disolución, desde las raíces hasta las hojas, durante el proceso de transpiración. Expansión al Congelamiento.- La molécula de agua está unida por los puentes de hidrógeno a 4 moléculas vecinas en un cristal tridimensional. Punto de ebullición.- Es la temperatura que el agua requiere para pasar del estado liquido a solido, que son 100° Punto de fusión.- Es la temperatura a la cual el agua pasa del estado sólido a liquida a los -4°C.
2.- Explique qué son los puentes de Hidrógeno (en la molécula del agua) y la manera en que éstas se reagrupan molecularmente. Un puente de hidrógeno existe cuando dos moléculas (de agua) se aproximan mucho y se establece una atracción electrostática entre la carga parcial negativa situada sobre el átomo de oxígeno de una molécula de agua y la carga parcial positiva situada sobre un átomo de hidrógeno de la molécula de agua adyacente; ello va acompañado por una redistribución de las cargas electrónicas en ambas moléculas. Cada molécula de agua es capaz de unirse mediante puentes de Hidrógeno a otras cuatro moléculas de agua vecinas, estos enlaces les dan la propiedad a las moléculas de ser flexibles. f lexibles. 3.- Describa como los solutos alteran las propiedades del agua en una disolución y cómo se denomina esta propiedad. La presencia de solutos disueltos provoca cambios en la estructura y en las propiedades del agua líquida. El efecto de un soluto sobre el disolvente se manifiesta en otro conjunto de propiedades (coligativas ( coligativas)) de las disoluciones, las cuales dependen del número de partículas del soluto por unidad de volumen del disolvente. Los solutos producen efectos característicos en el disolvente tales como el descenso del punto de congelación, la elevación del punto de ebullición y la disminución de la presión de vapor. Confieren también a la disolución la propiedad de la presión osmótica (presión que se debe aplicar a una solución para detener el flujo neto de disolvente a través de una membrana semipermeable).
I.P.C.H Nancy Arisbé Madrigal Soteno 216517 4.- Explique cómo ocurre la ionización del agua. Incluya la concentración molar del agua y la constante de equilibrio. No olvide escribir la fórmula. A pesar de que el agua es fundamentalmente una molécula neutra, tiene una ligera tendencia a ionizarse; en realidad, puede actuar como ácido muy débil y como base muy débil. De modo que el agua es el donador del protón y el aceptor del protón al mismo tiempo: H20+H20 H30++OH A efectos prácticos, casi siempre es suficiente describir el proceso de ionización de una forma mucho más sencilla, siempre que recordemos que un protón nunca se encuentra en una solución acuosa como un ion libre, sino que siempre está asociado a una o más moléculas de agua: H20H++OHLa concentración molar del agua es de 55.5 moles por litro. La constante de equilibrio del agua es la siguiente: Keq= CH+ COH- = 1.8 x 10-16 mol/L C H20
5.- Explique que es el pH, el pK y la Kw. Incluya la importancia que tienen estos valores en la Bioquímica. El pH es una forma de expresar la concentración de H+ por medio de una función logarítmica. Determina muchas características notables de la estructura y la actividad de las macromoléculas biológicas, al igual que el de las células y los organismos. Es el logaritmo negativo de la concentración de iones hidrógeno: pH = -log[H+] El pK es la capacidad que tienen las moléculas de disociarse. Es el logaritmo negativo de Ka (constante de disociación). Un valor numéricamente pequeño de pK corresponde a un ácido fuerte y un valor numéricamente grande corresponde a un ácido débil. Es el pH en que se tiene la misma concentración del compuesto que se comporta como ácido o base, es decir un 50% de cada uno. La formula es: pK = -log Ka Kw.- Es el producto ionico del agua, el cual es la base para la escala de pH, esto es para designar la concentración real de iones de H+ en cualquier disolución acuosa en el intervalo de acidez. 6.- Defina las reacciones ácido-básicas de Bronsted-Lowry. Indique las definiciones basadas en orbitales moleculares HOMO y LUMO Según Bronsted y Lowry, un ácido es un dador de protones y una base un aceptor de protones. Una reacción ácido-básica comprende siempre un par ácido-básico conjugado, constituido por un dador de protones y el correspondiente aceptor de protones. Por ejemplo, el ácido acético (CH3-COOH) y el anión acetato (CH3COOH-) forman un par conjugado ácido-básico. Los orbitales HOMO se refieren a la base y los LUMO al ácido.
I.P.C.H Nancy Arisbé Madrigal Soteno 216517 Lumo es el orbital más bajo desocupado energéticamente. Homo es el orbital más alto ocupado. 7.- Indique que son las soluciones buffer o tampón y cómo influyen éstas en las funciones celulares. Indique qué es la capacidad de tamponamiento y cómo aumenta o disminuye conforme varían los valores de pH. Una solución buffer o tampón impide el cambio de pH cuando se añaden iones de H+ o OH-. La capacidad de tamponiamiento es máxima, cuando la concentración del aceptor de protones es igual a la del dador de protones, en la cual se cumple que el pH=Pk´ La capacidad de tamponiamiento disminuye a medida que aumenta el pH o desciende, respecto a dicho punto, como consecuencia directa del cambio en la relación entre las especie aceptora y dadora de protones. Algunas reacciones no pueden llevarse a cabo si el pH se desvía de su valor optimo ya que las moléculas biológicas pierden su actividad. 8.- Indique las interacciones hidrofóbicas del agua. Explique cómo el agua disuelve moléculas polares y como disuelve moléculas no polares. Son compuestos anfipáticos formados por micelias, en las cuales una parte de la molécula es “polar” y la otra “no polar”. Se dispersa en ella con facilidad en forma de micelias en las que los grupos carboxilos negativos se hallan expuestos a la fase acuosa y los grupos no polares permanecen ocultos dentro de la estructura miceliar. Las moléculas polares se disuelven en agua por causa de la naturaleza dipolar de ésta última. A menudo las moléculas polares (como fenoles, ésteres, amidas) tienen momentos dipolares elevados y la interacción con el dipolo del agua favorece su solubilidad en la misma. Hablando de otros compuestos de carácter polar como los azúcares, los alcoholes sencillos, los aldehídos y las cetonas, la solubilidad de estos se debe a la tendencia de las moléculas de agua a establecer enlaces de hidrógeno con grupos funcionales polares, tales como los grupos hidroxilo de los azúcares y de los alcoholes y el átomo de oxígeno del grupo carbonilo de los aldehídos y de las cetonas. Acerca de moléculas no polares, el agua forma estructuras de clatrato, o “jaulas” alrededor de estas y así las disuelve. 9.- Explique por qué las moléculas de importancia biológica del agua pueden ser útiles, ayúdese con el término “hidrofílico” o hidrofóbico. El agua permite el transporte en el interior de los seres vivos, facilita el aporte de sustancias nutritivas y la eliminación de productos de desecho. Constituye casi la totalidad de las células y es el medio en el cual se realizan la mayoría de las reacciones bioquímicas. Además, las interacciones del agua con sustancias anfipáticas constituyen la base de las membranas bicapa biológicas que rodean las células y forman separaciones entre los compartimientos celulares. El agua interviene en todas las reacciones químicas de la célula. Los iones H y OHdeterminan la estructura y las propiedades biológicas de: Ac. Nucleicos, Proteínas, Membranas, Ribosomas, etc.
