Apa in sistemele biologice

5x puncte

categorie: Fizica

nota: 9.92

nivel: Facultate

Modele de structură a gheții și apei lichide

Apa se găsește în natură în cele trei stări de agregare: solidă, lichidă și gazoasă. Fiecare din cele trei stări prezintă particularități de structurare datorită caracterului dipolar a moleculei de apă și a legăturilor de hidrogen pe care această moleculă le poate realiza.

Starea gazoasă

Cu ajutorul difrac[...]
DOWNLOAD REFERAT

Preview referat: Apa in sistemele biologice

Modele de structură a gheții și apei lichide

Apa se găsește în natură în cele trei stări de agregare: solidă, lichidă și gazoasă. Fiecare din cele trei stări prezintă particularități de structurare datorită caracterului dipolar a moleculei de apă și a legăturilor de hidrogen pe care această moleculă le poate realiza.

Starea gazoasă

Cu ajutorul difracției cu raze X pe cristale de gheață s-a demonstrat că moleculele de apă sunt dispuse în structură spațială tetraedrică.

Această structură este destul de goală, având o densitate calculată de aproximativ 0,9g/cm3. Un cristal de gheață este format din mai mulți tetraedri dispuși spațial care conferă stabilitate dar și o structură suficient de goală.

Prin topirea gheții forma tetraedrică se modifică, pentru modificarea configurației fiind necesară căldura latentă de topire. Distrugerea configurației de cristal se face ca unele spații din acest cristal să fie ocupate de alte molecule de apă ceea ce explică creșterea densității apei spre 4°C când densitatea este maximă de 1g/cm3. odată cu creșterea temperaturii peste 4°C apare o agitație termică suficient de mare ce determină micșorarea densității moleculelor de apă peste această temperatură.

Pentru ca o moleculă de apă să inghețe ea trebuie să cedeze mediului 1,44kcal știut fiindcă energia legăturilor de hidrogen pentru gheașă este de 10kcal/mol. Din acest bilanț energetic se poate deduce că aproximativ 15% din legăturile de hidrogen se rup atunci când gheața se topește. Concluzia dedusă de aici este că apa conține încă 85% legături de hidrogen după dezghețare deci configurație spațială de gheață.

Pauling propune o formă de „cușcă” caracteristică pentru apa pură. În această configurație o moleculă de apă liberă este înconjurată de 20 de molecule de apă legată prin legături de hidrogen. Această structură poartă numele de clatrat, fiind specifică pentru apa la 4°C.

În interiorul celulei avem:
- apă de hidratare pe macromolecule
- apă legată cu rol specific de structuralizare a macromoleculelor cât și de structuralizarea a apei de către aceste macromolecule în diversele lor configurații spațiale.

Apa legată are proprietăți specifice față de apa normală. Datorită forțelor electrostatice generate de legătura de hidrogen cât și de cuplareaa dintre moleculele de apă în apropierea unor macromolecule care își modifică structura prin modificarea funcției sale speciale.

Straturile macromoleculare pot fi în număr limitat datorită forțelor de interacțiune dintre ele. Primul strat față de macromoleculă este mai legat, cu o mobilitate scăzută iar stratul II și III fiind cu forțe de legătură mai scăzute. Nu trebuie confundată în totalitate apa legată de apa de hidratare.

Apa citoplasmatică:
- rezistă la hidratare;
- nu îngheață chiar la - 20° C;
- nu are proprietățile obișnuite de solvent la cristaloizi;
- nu este transferată prin membrane în schimbul osmotic dintre celule și mediul extern;

- formare de cristali hidrați – moleculele hidrofobe, în momentul dizolvării în apă, crează o cavitate, devenite molecule interstițiale în structura de clatrat (cazul gazelor hidrocarburice – metan – sau al unor anestezice);

- formare de rețele de apă în apropierea macromoleculelor prin structurarea apei pe aceste macromolecule (exemplu: colagenul cu molecule de apă în formă de rețea);
DOWNLOAD REFERAT
« mai multe referate din Fizica

CAUTA REFERAT

TRIMITE REFERAT CERE REFERAT
Referatele si lucrarile oferite de E-referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

E-referate.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat termenii si conditiile de utilizare pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Politica de Cookie
Am inteles