El documento describe la molécula de agua como la biomolécula más abundante en el cuerpo humano, constituyendo entre un 65-70% del peso corporal. Explica que la molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno unidos a un átomo de oxígeno, lo que le confiere una estructura polar que le permite interactuar mediante puentes de hidrógeno y comportarse como un dipolo. Estas interacciones son fundamentales para la estabilidad de la estructura del agua y de otras biomoléculas en el organismo

1. El AguaEl Agua

2. El agua (H2O)El agua (H2O)
Es la biomolécula mas abundante en el serEs la biomolécula mas abundante en el ser
humanohumano
Constituye un 65-70 % del peso del cuerpo,Constituye un 65-70 % del peso del cuerpo,
debiéndose mantener esta proporción alrededordebiéndose mantener esta proporción alrededor
de estos valores.de estos valores.
La importancia del estudio de esta biomoléculaLa importancia del estudio de esta biomolécula
estriba en que casi todas las reaccionesestriba en que casi todas las reacciones
bioquímicas del organismo tienen lugar en mediosbioquímicas del organismo tienen lugar en medios
acuosos.acuosos.

3. Estructura del aguaEstructura del agua
La molécula de agua está formada por dosLa molécula de agua está formada por dos
átomos de H unidos a un átomo de O porátomos de H unidos a un átomo de O por
medio de dosmedio de dos enlaces covalentesenlaces covalentes. La. La
disposición tetraédrica de los orbitalesdisposición tetraédrica de los orbitales sp3sp3
del oxígeno determina un ángulo entre losdel oxígeno determina un ángulo entre los
enlacesenlaces
H-O-HH-O-H
aproximadamente de 104'5:, además elaproximadamente de 104'5:, además el
oxígeno es másoxígeno es más electronegativoelectronegativo que elque el
hidrógeno y atrae con más fuerza a loshidrógeno y atrae con más fuerza a los
electrones de cada enlace.electrones de cada enlace.

4. Estructura tetraédrica del aguaEstructura tetraédrica del agua

5. El resultado es que la molécula de agua
aunque tiene una carga total neutra (igual
número de protones que de electrones ),
presenta una distribución asimétrica de
sus electrones, lo que la convierte en
una molécula polar,

6. alrededor del oxígeno se concentra una
densidad de carga negativa , mientras que
los núcleos de hidrógeno quedan desnudos,
desprovistos parcialmente de sus
electrones y manifiestan, por tanto, una
densidad de carga positiva.

7. Por eso en la práctica la molécula dePor eso en la práctica la molécula de
agua se comporta como unagua se comporta como un dipolodipolo

8. Así se establecen interaccionesAsí se establecen interacciones
dipolo-dipolodipolo-dipolo entreentre las propiaslas propias
moléculas de agua, formándosemoléculas de agua, formándose
enlaces oenlaces o puentes de hidrógenopuentes de hidrógeno,,

9. Puentes de HidrógenoPuentes de Hidrógeno
La carga parcial negativa delLa carga parcial negativa del
oxígeno de una molécula deoxígeno de una molécula de
agua, ejerce una atracciónagua, ejerce una atracción
electrostática sobre las cargaselectrostática sobre las cargas
parciales positivas de losparciales positivas de los
átomos de hidrógeno de otrasátomos de hidrógeno de otras
moléculas adyacentes.moléculas adyacentes.

10. Puentes de HidrógenoPuentes de Hidrógeno

11. Puentes de HidrógenoPuentes de Hidrógeno

12. Puentes de HidrógenoPuentes de Hidrógeno

13. Puente de HidrogenoPuente de Hidrogeno
• Se produce unSe produce un enlace de hidrógenoenlace de hidrógeno oo puente depuente de
hidrógeno:hidrógeno: cuando un átomo de hidrógeno secuando un átomo de hidrógeno se
encuentra entre dos átomos más electronegativos,encuentra entre dos átomos más electronegativos,
estableciendo un vínculo entre ellos. El átomo deestableciendo un vínculo entre ellos. El átomo de
hidrógeno tiene una carga parcial positiva, por lo quehidrógeno tiene una carga parcial positiva, por lo que
atrae a la densidad electrónica de un átomo cercano enatrae a la densidad electrónica de un átomo cercano en
el espacio.el espacio.
• El enlaceEl enlace puente de hidrógenopuente de hidrógeno es una atracción quees una atracción que
existe entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) conexiste entre un átomo de hidrógeno (carga positiva) con
un átomo de O , N o X (halógeno) que posee un par deun átomo de O , N o X (halógeno) que posee un par de
electrones libres (carga negativa).electrones libres (carga negativa).

15. Aunque son uniones débiles, el hecho de queAunque son uniones débiles, el hecho de que
alrededor de cada molécula de agua sealrededor de cada molécula de agua se
dispongan otras cuatro molécula unidas pordispongan otras cuatro molécula unidas por
puentes de hidrógeno permite que sepuentes de hidrógeno permite que se
forme en elforme en el aguaagua (líquida o sólida) una(líquida o sólida) una
estructura que esestructura que es responsable en granresponsable en gran
parte de su comportamiento anómalo y departe de su comportamiento anómalo y de
la peculiaridad de sus propiedadesla peculiaridad de sus propiedades
fisicoquímicasfisicoquímicas..

16. Otras biomoléculas que puedenOtras biomoléculas que pueden
formar puentes de hidrogenoformar puentes de hidrogeno
• CarbohidratosCarbohidratos
• ProteínasProteínas
• Ácidos nucleicosÁcidos nucleicos

17. Funciones Bioquímicas y Fisiológicas delFunciones Bioquímicas y Fisiológicas del
aguaagua
• Estas funciones están basadas en susEstas funciones están basadas en sus
propiedades físico-químicas:propiedades físico-químicas:
• El agua actúa como componente estructural deEl agua actúa como componente estructural de
macromoléculas, como proteínas, polisacáridos,macromoléculas, como proteínas, polisacáridos,
etc., ya que estabiliza su estructura,etc., ya que estabiliza su estructura,
fundamentalmente a través de la formación defundamentalmente a través de la formación de
puentes de H+puentes de H+
• El agua como disolvente universal deEl agua como disolvente universal de
sustancias, tanto iónicas como anfipaticas ysustancias, tanto iónicas como anfipaticas y
polares no iónicas, permite que en su seno sepolares no iónicas, permite que en su seno se
produzcan casi todas las reaccionesproduzcan casi todas las reacciones
bioquímicas y es además un excelente medio debioquímicas y es además un excelente medio de
transporte en el organismotransporte en el organismo

18. El agua es el producto o sustrato de diversasEl agua es el producto o sustrato de diversas
reacciones enzimáticos. Puede actuar comoreacciones enzimáticos. Puede actuar como
cosustrato en reacciones catalizadas porcosustrato en reacciones catalizadas por
hidrolasas e hidratasas o puede ser el productohidrolasas e hidratasas o puede ser el producto
de reacciones catalizadas por oxidasas.de reacciones catalizadas por oxidasas.
El carácter termorregulador del agua permiteEl carácter termorregulador del agua permite
conseguir un equilibrio de temperaturas en todoconseguir un equilibrio de temperaturas en todo
el cuerpo, la disipación de cantidades elevadasel cuerpo, la disipación de cantidades elevadas
de calor metabólico, entre otrasde calor metabólico, entre otras

19. INGRESO Y EXCRECIÓN DE AGUAINGRESO Y EXCRECIÓN DE AGUA
El contenido de agua en el cuerpo se mantieneEl contenido de agua en el cuerpo se mantiene
relativamente constante diariamente. relativamente constante diariamente.
• Ingreso - Fuentes de Agua para el Cuerpo:Ingreso - Fuentes de Agua para el Cuerpo:
• El agua en líquidos:El agua en líquidos: como la leche, las sopas y las bebidas.como la leche, las sopas y las bebidas.
• El agua misma:El agua misma: Esta debería compensar cualquier diferenciaEsta debería compensar cualquier diferencia
entre la absorción y la eliminación.entre la absorción y la eliminación.
• El agua en forma de alimentos sólidos:El agua en forma de alimentos sólidos: Hortalizas y fruta, porHortalizas y fruta, por
ejemplo, tienen un alto contenido de agua.ejemplo, tienen un alto contenido de agua.
• El agua producida durante el metabolismo:El agua producida durante el metabolismo: Al quemar uAl quemar u
oxidar en las células los hidratos de carbono, grasas y proteínas.oxidar en las células los hidratos de carbono, grasas y proteínas.

20. Excreción -Excreción - Vías para Perder AguaVías para Perder Agua
NormalmenteNormalmente
Por la pielPor la piel: En forma de transpiración: En forma de transpiración
(sudoración) sensible (que se puede ver) y pérdida(sudoración) sensible (que se puede ver) y pérdida
insensible (o invisible).insensible (o invisible).
A través de los pulmones:A través de los pulmones: en forma de vapor en forma de vapor
de agua en el aire expirado.de agua en el aire expirado.
Por medio de los riñones:Por medio de los riñones: en forma de orina.en forma de orina.
Por los intestinos:Por los intestinos: en las heces fecales.en las heces fecales.

21. REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO HÍDRICO:REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO HÍDRICO:
Hay un equilibrio hídrico en el organismo, si se conservaHay un equilibrio hídrico en el organismo, si se conserva
un balance entre el ingreso y la excreción, siempre queun balance entre el ingreso y la excreción, siempre que
haya libre aporte de agua. Dicho balance lo controla lashaya libre aporte de agua. Dicho balance lo controla las
sensaciones de sed y los riñones.sensaciones de sed y los riñones.
Por ejemplo, cuando aumentan las pérdidas de agua porPor ejemplo, cuando aumentan las pérdidas de agua por
sudoración excesiva o diarreas, la saliva de la bocasudoración excesiva o diarreas, la saliva de la boca
absorbe agua, dejando una sensación de sequedad enabsorbe agua, dejando una sensación de sequedad en
la boca, lo cual estimula la ingestión de agua. Además,la boca, lo cual estimula la ingestión de agua. Además,
los riñones conservan el agua secretando menos orina;los riñones conservan el agua secretando menos orina;
este mecanismo renal es regulado por la hormonaeste mecanismo renal es regulado por la hormona
vasopresina o antidiurética (ADH) que estimula lavasopresina o antidiurética (ADH) que estimula la
resorción de agua en los túbulos renales.resorción de agua en los túbulos renales.

22. Disoluciones MolecularesDisoluciones Moleculares

23. Disoluciones IónicasDisoluciones Iónicas

24. Capa de SolvataciónCapa de Solvatación

25. DistribuciónDistribución del agua Corporaldel agua Corporal
• En el individuo adulto, el agua corporalEn el individuo adulto, el agua corporal
total (ACT) se estima en un 60 % del pesototal (ACT) se estima en un 60 % del peso
corporal magro, que equivaldrían a unoscorporal magro, que equivaldrían a unos
40 litros. Estos valores varían en función40 litros. Estos valores varían en función
de la edad, sexo y hábito corporal. Así,de la edad, sexo y hábito corporal. Así,
éste valor puede ser mucho menor en unéste valor puede ser mucho menor en un
individuo obeso, alrededor del 50% delindividuo obeso, alrededor del 50% del
peso corporal, ya que el tejido adiposopeso corporal, ya que el tejido adiposo
contiene poca aguacontiene poca agua

26. Compartimientos de Agua/Líquidos en el CuerpoCompartimientos de Agua/Líquidos en el Cuerpo
Intracelular: Intracelular:
El agua intracelular es aquella que se encuentra dentro El agua intracelular es aquella que se encuentra dentro
de la célula, y abarca un 62% del total de agua en elde la célula, y abarca un 62% del total de agua en el
cuerpo.cuerpo.
Extracelular:Extracelular:
Es el agua que se encuentra fuera de la membrana Es el agua que se encuentra fuera de la membrana
celular, y comprende aproximadamente un 38% de todo elcelular, y comprende aproximadamente un 38% de todo el
agua corporal. El líquido extracelular incluye el plasmaagua corporal. El líquido extracelular incluye el plasma
sanguíneo y la linfa, líquidos del ojo, líquidos secretadossanguíneo y la linfa, líquidos del ojo, líquidos secretados
por las glándulas e intestinos, líquidos que bañan lospor las glándulas e intestinos, líquidos que bañan los
nervios de la espina dorsal, y los líquidos excretadosnervios de la espina dorsal, y los líquidos excretados porpor
la piel y riñones.la piel y riñones.

27. IonizaciónIonización deldel aguaagua
• Dos moléculas polares de agua pueden ionizarse debido a lasDos moléculas polares de agua pueden ionizarse debido a las
fuerzas de atracción por puentes de hidrogeno que se establecenfuerzas de atracción por puentes de hidrogeno que se establecen
entre ellas.entre ellas.
• Un ion hidrogeno se disocia de su átomo de oxigeno de la moléculaUn ion hidrogeno se disocia de su átomo de oxigeno de la molécula
(unidos por enlace covalente), y pasa a unirse con el átomo de(unidos por enlace covalente), y pasa a unirse con el átomo de
oxígeno de la otra molécula, con el que ya mantenía relacionesoxígeno de la otra molécula, con el que ya mantenía relaciones
mediante el enlace de hidrógeno.mediante el enlace de hidrógeno.
• El agua no es un líquido químicamente puro, ya que se trata de unaEl agua no es un líquido químicamente puro, ya que se trata de una
solución iónica que siempre contiene algunos iones H3O+ y OH- .solución iónica que siempre contiene algunos iones H3O+ y OH- .
• (Se utiliza el símbolo H+, en lugar de H3O+).(Se utiliza el símbolo H+, en lugar de H3O+).

28. Ionización del aguaIonización del agua
El agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por lo que enEl agua pura tiene la capacidad de disociarse en iones, por lo que en
realidad se puede considerar una mezcla de:realidad se puede considerar una mezcla de:
agua molecular (H2O )agua molecular (H2O )
protones hidratados (H3O+ ) eprotones hidratados (H3O+ ) e
iones hidroxilo (OH-)iones hidroxilo (OH-)

29. En realidad esta disociación es muy débil en el agua pura,En realidad esta disociación es muy débil en el agua pura,
y así el producto iónico del agua a 25º es:y así el producto iónico del agua a 25º es:
Este producto iónico es constante. Como en el agua puraEste producto iónico es constante. Como en el agua pura
la concentración de hidrogeniones y de hidroxilos es lala concentración de hidrogeniones y de hidroxilos es la
misma, significa que la concentración de hidrogeniones esmisma, significa que la concentración de hidrogeniones es
de 1 x 10 -7. Para simplificar los cálculos Sörensen ideóde 1 x 10 -7. Para simplificar los cálculos Sörensen ideó
expresar dichas concentraciones utilizando logaritmos, yexpresar dichas concentraciones utilizando logaritmos, y
así definió el pH como el logaritmo decimal cambiado deasí definió el pH como el logaritmo decimal cambiado de
signo de la concentración de hidrogeniones.signo de la concentración de hidrogeniones.
Según esto:Según esto:
Disolución neutra pH = 7Disolución neutra pH = 7
Disolución ácida pH < 7Disolución ácida pH < 7
Disolución básica pH >7Disolución básica pH >7

30. El producto [H+] [OH-]=10-14, se denominaEl producto [H+] [OH-]=10-14, se denomina
producto iónico del agua, y constituye la base paraproducto iónico del agua, y constituye la base para
establecer la escala de pH, que mide la acidez oestablecer la escala de pH, que mide la acidez o
alcalinidad de una disolución acuosa , es decir, sualcalinidad de una disolución acuosa , es decir, su
concentración de iones [H+] o [OH-]concentración de iones [H+] o [OH-]
respectivamenterespectivamente..

31. ElectrolitosElectrolitos
Son compuestos químicos que disociados en agua se separan enSon compuestos químicos que disociados en agua se separan en
partículas hidratadas que portan cargas eléctricas, denominadaspartículas hidratadas que portan cargas eléctricas, denominadas
iones.iones.
En términos simples, el electrolito es un material que se disuelveEn términos simples, el electrolito es un material que se disuelve
completa o parcialmente en agua para producir una solución quecompleta o parcialmente en agua para producir una solución que
conduce una corriente eléctrica.conduce una corriente eléctrica.
Iones positivos (cationes): sodio , potasio, calcio , magnesioIones positivos (cationes): sodio , potasio, calcio , magnesio
Iones negativos (aniones): cloro, bicarbonato , fosfato, sulfato,Iones negativos (aniones): cloro, bicarbonato , fosfato, sulfato,
lactato, piruvato, acetoacetatolactato, piruvato, acetoacetato
Anfolitos (portan muchas cargas) proteínas, polielectrolitosAnfolitos (portan muchas cargas) proteínas, polielectrolitos

32. En Fisiologia, los iones primarios de los electrólitos
son (Na+), (K+), (Ca2+), (Mg2+), (Cl−), (HPO42−)
y (HCO3−).
Todas las formas de vida superiores requieren un sutil y
complejo balance de electrólitos entre el
medio intracelular y el extracelular. En particular, el
mantenimiento de un gradiente osmótico preciso de
electrólitos es importante. Tales gradientes afectan y
regulan la hidratación del cuerpo, pH de la sangre y son
críticos para las funciones de los nervios y los músculos, e
imprescindibles para llevar a cabo la respiración.
Existen varios mecanismos en las especies vivientes para
mantener las concentraciones de los diferentes electrólitos
bajo un control riguroso

33. Concepto de ácido y base
Ácido: Sustancia que en disolución acuosa libera iones de hidrógeno
Base: Sustancia que en disolución acuosa libera iones hidroxilo
Brönsted y Lowry (1923) definieron como:
Ácido: Toda especie capaz de ceder protones.
Base: Toda especie capaz de aceptar protones.
Reacción ácido-base, aquella que implica transferencia de protones.
Las sustancias que pueden actuar tanto como ácido como base, se
llaman anfolitos o anfóteros

34. Lewis (1938) propuso que no todas las reacciones
ácido-base implican transferencia de protones, pero sin
embargo forman siempre un enlace covalente dativo.
Ácido: Sustancia que puede aceptar un par de electrones.
Base: Sustancia que puede donar un par de electrones
libres.
El ácido debe tener su octeto de electrones incompleto y la
base debe tener algún par de electrones solitarios.
El Amoniaco es una base de Lewis típica y el trifluoruro de
boro un ácido de Lewis típico

35. pHpH
Es una medida de la acidez o basicidad de unaEs una medida de la acidez o basicidad de una
solución.solución.
El pH es la concentración de iones o cationesEl pH es la concentración de iones o cationes
hidrógeno [H+] presentes en determinadahidrógeno [H+] presentes en determinada
sustancia.sustancia.
La sigla significa "potencial de hidrógeno"La sigla significa "potencial de hidrógeno"
Este término fue acuñado por el químico danésEste término fue acuñado por el químico danés
Sørensen, quien lo definió como el logaritmoSørensen, quien lo definió como el logaritmo
negativo de base 10 de la actividad de los ionesnegativo de base 10 de la actividad de los iones
hidrógenohidrógeno

36. Escala de pH
• pH
1.0
2.0
3.0
4.0
5.0
6.0
7.0
7.4
8.0
9.0
• [H+] en Eq/l
0.1
0.01
0.001
0.0001
0.00001
0.000001
0.0000001
0.000000040
0.000000010
0.000000001

37. Amortiguadores De pHAmortiguadores De pH
• Un amortiguador es una soluciónUn amortiguador es una solución
que resiste los cambios de pHque resiste los cambios de pH
cuando se le agregan pequeñascuando se le agregan pequeñas
cantidades de ácidos o de base .cantidades de ácidos o de base .
• Las soluciones amortiguadorasLas soluciones amortiguadoras
están formadas por un ácido o unaestán formadas por un ácido o una
base débil y una de sus sales.base débil y una de sus sales.