El documento describe las propiedades del agua y su importancia biológica. El agua constituye el 75-80% del volumen celular y un 60% del cuerpo humano. Posee propiedades únicas como su constante dieléctrica elevada, calor específico y de vaporización, y su habilidad para disolver sales e iones. El agua también funciona como medio de reacciones, transporte de moléculas, y amortiguador a través del sistema de bicarbonato.

1. 06/01/2009
EL AGUA
El agua
Biomolécula abundante de la Tierra.
Representa el 75 – 80% del volumen celular y
un 60% del volumen del cuerpo humano.
Consiste de dos átomos de hidrógeno y uno
de oxígeno.
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2. 06/01/2009
Enlace de Hidrógeno
Cada molécula de agua es capaz de unirse a
4 más. Esta propiedad es la responsable de
la elevada cohesión interna del agua
líquida.
El agua y sus
Estados Físicos
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3. 06/01/2009
Propiedades bio-físico-químicas
bio-físico-
Constante dieléctrica elevada. Debilita
fuerzas electrostáticas entre iones. Disuelve.
Dipolar. Hidrata o solvata iones
Elevado Calor específico.
Elevado Calor de vaporización.
Elevada Tensión superficial.
Resistencia a la ruptura de la superficie libre.
Medio de reacciones químicas.
Propiedades bio-físico-químicas
bio-físico-
Lubricación. Relacionada con su alto calor
específico.
Termorregulación. Relacionada con su alto
calor específico y de vaporización.
Transporte.
Mantiene el volumen celular junto a las
sales.
Electrolito débil. H2O H+ + OH-
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4. 06/01/2009
Propiedades Coligativas
(en Disolución)
Propiedades que dependen únicamente de la
cantidad (concentración) de soluto añadida
(moles o moléculas de soluto), pero no de su
naturaleza (de qué soluto sea). Es decir el
soluto modifica propiedades del disolvente
Dependen del número de partículas disueltas
La temperatura de ebullición aumenta
Desciende temperatura de congelación.
Disminución de la presión de vapor.
Se eleva la presión osmótica.
PRODUCTO IÓNICO DEL
AGUA.-
AGUA.- Escala de pH
HIDROXILO HIDRONIO
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5. 06/01/2009
pH
La disolución iónica del agua es un proceso
de equilibrio. Su constante (keq) es:
[H + ] [OH − ]
k eq =
[H 2O ]
La concentración de H2O en agua pura es
elevada (1000/18=55,5M) y la concentración
de iones H+ y OH- es pequeña (1 x 10-7M a
25°C).
pH
La concentración molar del agua no cambia
por su ionización y Keq se expresa:
55,5 Keq = [H+] [OH-]
55,5 Keq se sustituye por Kw (producto iónico
del agua).
Kw (25°C) = 1,0 x 10-14
Base para la escala de pH (concentración de
iones H+)
[H+] = [OH-] = 1,0 x 10-7M
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6. 06/01/2009
pH.-
pH.- Escala
pH de algunos fluidos
Fluido pH
Agua de mar (diversas) 7,0 – 7,5
Plasma sanguíneo 7,4
Fluido intersticial 7,4
Fluidos intracelulares:
Músculo 6,1
Hígado 6,9
Jugo gástrico 1,2 – 3,0
Jugo pancreático 7,8 – 8,0
Saliva 6,35 – 6,85
Leche de vaca 6,6
Orina 5,8
Zumo de tomate 4,3
Zumo de pomelo (toronja) 3,2
Zumo de limón 2,3
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7. 06/01/2009
ÁCIDOS y BASES
Los compuestos que se disuelven en agua y se
ionizan formando una concentración de
hidronios mayores que 10-7M se conocen
como ÁCIDOS.
Los ácidos pueden donar uno o mas protones
(H+). El mayor grupo donador es el carboxilo
(COOH).
HCl + H2O H3O+ + Cl-
CH3COOH + H2O H3O+ + CH3COO-
ÁCIDOS y BASES
Una BASE es un compuesto capaz de aceptar
un ión hidrógeno.
Ácido: Sustancia que, en disolución acuosa, da H+
HCl → H+ + Cl−
Base: Sustancia que, en disolución acuosa, da OH−
NaOH→ Na+ + OH−
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8. 06/01/2009
Buffer, Tampón o Amortiguador
Una reacción ácido-básica comprende un par
ácido-básico conjugado formado por un dador
y un receptor de protones. Ej. Ácido acético y el
anión acetado (CH3COOH / CH3COO-).
Los pares ácido-básico conjugados actúan
como tampones o amortiguadores. Estos se
encuentran en los fluidos corporales. El más
importante: H2PO4- / HPO4-2 (Buffer fosfato).
Buffers
El principal tampón extracelular sanguíneo y
de fluidos intersticiales es el del bicarbonato.
Si se agrega 1 mL HCl 10N a 1 L de SSF el pH
desciende a 2, pero si se agrega lo mismo a la
sangre el pH desciende de 7,4 a 7,2.
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9. 06/01/2009
pH de los amortiguadores
Los buffers contienen en proporciones
análogas, las formas disociada y no disociada
de un ácido débil (A) por ejemplo:
AH A− + H + [ A − ] [H + ]
k=
[ AH ]
Despejando [H+]: [H + ] = k
[ AH ]
[ A− ]
Tomado logaritmos: log [H + ] = log k + log [ AH ]
−
[A ]
pH de los amortiguadores
Utilizando la nomenclatura de pH:
[sal ]
pH = pk + log
[ácido ]
Ejemplo: El ácido acético tiene pK = 4,75. Si
mezclamos un mol de este ácido y dos de
acetato sódico, la proporción sal/ácido será
2:1 y la ecuación dará:
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pH = 4,75 + log = 4,75 + 0,30 = 5,05
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10. 06/01/2009
Constantes de Disociación
Ka pKa
Ácido acético 1,82 x 10-5 4,74
Ión amonio 5,50 x 10-10 9,26
Glicina 4,47 x 10-3 2,35
Reglas de los amortiguadores
El pH de los buffers no depende de las
concentraciones absolutas de ácido (o base)
sino de la proporción entre formas disociada y
no disociada (sal/ácido o base/sal).
Los buffers mas concentrados tienen mayor
capacidad de amortiguación.
Cuando la diferencia pH y pK es mas de 2 la
amortiguación es nula.
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11. 06/01/2009
Reglas de los amortiguadores
Un ácido débil funcionará como tampón al
añadirle una base fuerte, siempre que al
reaccionar quede algún exceso de ácido.
Un base débil funcionará como tampón al
añadirle un ácido fuerte, siempre que al
reaccionar quede algún exceso de base.
Funcionamiento del Buffer
HCO3-/H2CO3
Si la sangre tiene pH ácido el bicarbonato
acepta los H+ y forma ácido carbónico
HCO3- + H+ H2CO3
Si tiene pH básico, el ácido carbónico libera
H+, estos se combinan con OH- y forman
agua:
H2CO3 + OH- HCO3- + H2O
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12. 06/01/2009
SALES MINERALES
En tres formas:
Precipitadas
Disueltas (iónicas)
Asociadas
Sales Precipitadas
Constituyen estructuras rígidas:
Carbonato de calcio [CaCO3] y fosfato de
calcio [ Ca3(PO4)2 ] en huesos.
Cuarzo [SiO2] en las diatomeas.
Carbonato de calcio [CaCO3] en las
conchas de moluscos.
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13. 06/01/2009
Sales Disueltas
Se encuentran en forma iónica:
Aniones: Cl-1, SO4-2, PO4-3, HCO3-1
Cationes: Na+1, K+1, Ca+2, Mg+2
Mantienen constante el pH
Interactúan en la turgencia celular:
El K+ favorece imbibición y el Ca+2 la
dificulta.
Su variación provoca permeabilidad,
excitabilidad y contractibilidad.
Sales Asociadas
Fundamentalmente iones que se unen
a moléculas orgánicas:
Proteínas: fosfoproteínas
Lípidos: fosfolípidos
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