L'acqua e la vita

Materie:Riassunto
Categoria:Biologia

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Testo

La chimica dell’acqua
Una molecola d’acqua è H2O e questa molecola ha una struttura tetraedrica. L’ossigeno è legato agli atomi d’idrogeno mediante legami covalenti polari. Gli elettroni condivisi passano più tempo vicino all’atomo di ossigeno rendendolo più negativo. La molecola dell’acqua è un dipolo cioè una molecola con un lato carico positivamente e l’altro carico negativamente. La dipolarità è alla base del legame a idrogeno che si stabilisce tra qualsiasi altra molecola che possegga cariche asimmetriche. Il legame a idrogeno permette alle molecole dipolari di attrarsi reciprocamente. Esso è un legame debole che ha una vita piccolissima. Il legame a idrogeno determina la formazione di catene di più molecole unite fra loro. Ciò conferisce all’acqua una notevole coesione reciproca. La natura del legame rallenta l’evaporazione permettendo che l’acqua si trovi allo stato liquido. L’acqua è una componente fondamentale per le cellule e consente anche il trasporto delle sostanze all’intero organismo.
L’importanza del legame a idrogeno
L’acqua ha numerose proprietà, la più importante è la forte coesione cioè l’attrazione reciproca delle molecole che ne determina altre caratteristiche. Un’altra proprietà dell’acqua è la tensione superficiale che è quel fenomeno per cui un qualcosa di molto leggero poggiato su una superficie acquosa riesce a galleggiare. Questo perché sull’acqua si forma una specie di pellicola che riesce a sorreggere piccoli corpi. Se s’interviene ad abbassare la tensione superficiale l’equilibrio si spezza e l’oggetto viene trasportato da un lato. I detersivi hanno la proprietà di abbassare la tensione superficiale. L’acqua si lega anche a tutte le superfici dotate di carica e quindi ha anche una elevata capacità di adesione che praticamente è la proprietà dell’acqua di bagnare. Adesione e coesione insieme producono un’altra proprietà dell’acqua: la capillarità. Essa consiste nel fatto che l’acqua riesce ad infiltrarsi in spazi piccolissimi senza alcun intervento esterno e andando anche contro la forza di gravità. La capillarità è importante nel mondo biologico perché permette anche la risalita della linfa nei vasi delle piante. L’acqua penetra in tutti i corpi porosi idrofili imbibendoli. Proprio grazie all’imbibizione i semi delle piante possono assorbire acqua dando inizio alla germinazione. L’acqua possiede anche una notevole stabilità termica vale a dire che per riscaldarsi o raffreddarsi ha bisogno di una notevole energia. L’acqua infatti ha un elevato calore specifico che è la quantità di energia che una sostanza deve usare per variare la sua temperatura di un grado. Ciò è possibile grazie al legame a idrogeno, infatti una parte del calore viene usato per rompere i legami a idrogeno e l’altra parte sarà utilizzata per aumentare la temperatura. Con l’aumentare dell’energia cinetica aumenta la temperatura. Anche il calore di evaporazione dell’acqua è molto elevato. Esso è la quantità di calore che occorre fornire perché una qualsiasi sostanza passi dallo stato liquido a quello gassoso. L’acqua richiede più energia sempre per il motivo dei legami a idrogeno. La quantità di calore che va aggiunta o sottratta per solidificare una sostanza è il calore di fusione. L’acqua allo stato solido presenta una minore densità rispetto a quello liquido e ciò è dovuto ai legami a idrogeno che solidificandosi non permettono un maggiore appressamento. Solidificandosi il ghiaccio si pone sulla superficie dell’acqua, permettendone la vita al di sotto di esso.

Le soluzioni acquose
L’acqua ha la capacità di sciogliere una gran quantità di sostanze. Una soluzione è una miscela omogenea di due o più sostanze in cui le proprietà fisiche sono costanti in tutti i punti. La sostanza presente in maggiore quantità si chiama solvente, l’altra soluto. La concentrazione è la quantità di molecole di soluto disciolte nel solvente. Le sostanze che si disciolgono in acqua si chiamano idrofiliche e sono sostanze polari, quelle che non si disciolgono si chiamano idrofobiche, sono apolari e si disciolgono soltanto in solventi apolari. In poche parole il simile scioglie il simile.
Acidi, basi e soluzioni tampone
Se in una sostanza aumentano gli ioni H+ questa sostanza è acida e il suo valore di pH si aggira tra uno e sei. Se invece aumentano gli ioni OH- questa sostanza diventa basica e il suo valore si aggira tra 8 e 14. Se il valore del pH si aggira tra sei e otto la sostanza si dice neutra.
Rilevanza del pH e soluzioni tampone

Le cellule sono molto sensibili anche a piccole variazioni di pH e modifiche ampie possono anche ucciderle. La stabilità e il funzionamento delle molecole risultano ottimali tra pH 6 e pH 8. E’ molto importante che le cellule si mantengano stabili tra tali valori. Affinché ciò avvenga esistono nella cellula delle sostanze tampone che sono in grado di mantenere stabile il pH. Queste soluzioni tampone sanno assorbire gli ioni H+ se essi sono in maggioranza rispetto a quelli OH- o liberare ioni H+ se essi sono in minoranza rispetto a quelli OH

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