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Le proprietà chimiche e biologiche dell'acqua, incluse le interazioni idrofobiche e idrofiliche, la struttura del ghiaccio, la solubilità di composti polari e ionici, e l'effetto idrofobico. Viene inoltre introdotto il concetto di pH e la scala logaritmica utilizzata per misurarlo.
Tipologia: Slide
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2
2
2
la nube elettronica costituita daglielettroni di legame è più "spostata”sull'atomo di O
(parzialmente negativo)
rispetto agli H (parzialmente positivi)
La
dell’ H
2
O non è lineare è un
tetraedro
:
E’ una molecola polare
δ
avendo 2 coppie di e
-^
non
condivisi È un DIPOLO:Notevole
differenza dei
valori di elettronegativitàtra gli atomi di H e di O(2,1 contro 3,5)
Le conseguenze :
Allentamento di legami preesistenti.
Formazione
dinamica
di agglomerati
di molecole di acqua
I legami intermolecolari aidrogeno sono dovuti alla interazione elettrostatica tra atomi di ossigeno eatomi di idrogeno dimolecole di acqua vicinetra loro
Formazione di
legami parziali
tra O e H di molecole diverse.
E’ come se si trattasse
non di singole
molecole, ma di un "polimero" con pesomolecolare molto più elevato di quello della
molecola H
2
alto punto diebollizione
Formazione di un max di 4 legami idrogeno con altre
4 molecole di H
2
Il legame idrogeno è debole (bassa energia), ma
è il gran numero di legami che si formano a conferire stabilità.
La
struttura del ghiaccio
è l’esempio della
forza cumulativa di molti legami idrogeno
La
fusione del ghiaccio
Collasso dello stretto orientamento tetraedrico
Solo il 15% dei legami idrogeno preesistenti
Allo
stato liquido
i legami idrogeno formati sono distorti
Formazione di
reticoli irregolari
che si rompono e
si riformano continuamente
( ogni 2 x 10
s )
2
0 è il SOLVENTE universale:
Elevata solubilità
= capacità di interagire con un soluto + fortemente
di quanto le particelle di soluto fra loro
Interagisce (scioglie) con tutti i composti polari o ionici ( idrofilici)
Uno ione immerso in H
2
O risulterà circondato da strati
concentrici di molecole di H
2
O orientate
ione solvatato o idratato
non
si
tratta
realmente
di
un
tipo
di
legame,
ma
di
una
interazione
fra
l’acqua e una molecola apolare, modulatada variazioni di entropia
Le molecole d’acquache circondanomolecole apolariformano unostretto reticolo dimolecole connesseda ponti H, in cui moti e orientazionisono fortementelimitati
Le molecole d’acqua sidispongono attorno allamolecola apolare,racchiudendola in una“gabbia”.
riduzione di entropia
Ordine molecolare
carboidrati
gruppi
polari
e
carichi
tendono
ad
affacciarsi
al
solvente,
quelli
apolari
lo
sfuggono e si rivolgono verso l’interno dellamacromolecola
La presenza di soluti concentrati modifica le
proprietà colligative
dell’ H
2
O, le proprietà
fisiche
dipendenti dalla
concentrazione
delle sostanze disciolte e
non dalle caratteristiche chimiche
Diminuzione del punto di congelamento
Acquisizione della disposizione tipica del ghiaccio
Aumento del punto di ebollizione
Passaggio da stato liquido a stato di vapore
Pressione osmotica
dipende dalla concentrazione del soluto.
I fluidi cellulari non sono acqua pura
ma sono ricchi di ioni inorganici o
molecole organiche circondate da un
mantello di molecole di H
2
relativamente immobile
H
2
O di Idratazione
La quantità di H
2
O realmente libera << H
2
O totale
solvente puro
soluzione
movimento del solvente
pressione osmotica
pressione necessaria per contrastarel’aumento del volume
membrana semipermeabile
le molecole del solvente tendono a spostarsi verso la
soluzione
dove
sono
meno
concentrate
(diffusione).
Il
volume
della
soluzione
aumenta (b) e diminuisce la concentrazione di soluto. La
pressione osmotica
è
quella
che
si
deve
applicare
per
impedire
l’aumento
del
volume
della
soluzione
.
a
b
c
Molecola del solutoMolecola delsolvente
