LLIURAMENT 2: L'aigua i les sals minerals

1. Les biomolècules inorgàniques

Són les biomolècules que es poden trobar tant a la matèria viva com a la matèria inerta.

Són l'aigua i les sals minerals.

2. L'aigua

• És el medi on es va originar la vida
• És el component principal dels éssers vius i és imprescindible per la vida
• Mantenir l'equilibri de la quantitat d'aigua a l'organisme és molt important i cal equilibrar les entrades i les sortides:

• L'aigua es troba als organismes de tres maneres diferents.
  

2.1. La molècula d'aigua

Una molècula d'aigua consta d'un àtom d'oxigen i dos àtoms d'hidrogen units mitjançant enllaços covalents:

	1. L'àtom d'oxigen té 6 electrons a la capa més externa 2. Els àtoms d'hidrogen tenen 1 electró
	Els àtoms comparteixen electrons per tenir una configuració més estable. D'aquesta manera: L'àtom d'oxigen tindrà 8 electrons (6 propis i 2 compartits, un amb cada H) Els àtoms d'hidrogen tindran 2 electrons (1 propi i 1 compartit amb l'O)
	Però les electrons no es comparteixen per igual. L'àtom d'oxigen és més electronegatiu i els electrons estan més temps al voltant de l'oxigen ("exerceix més força"): Sobre l'àtom d'oxigen hi ha una càrrega parcial negativa (-) En canvi els electrons estan menys temps sobre l'àtom d'hidrogen: Sobre els àtoms d'hidrogen hi ha una càrrega parcial positiva (+) Per tot això diem que la molècula d'aigua és polar o és un dipol: és neutra però té unes zones carregades elèctricament.
	Les molècules d'aigua s'uneixen entre elles mitjançant enllaços de tipus pont d'hidrogen o enllaç d'hidrogen (2-de color gris). Es formen: entre la zona negativa (-) de l'àtom d'oxigen i la zona positiva (+) de l'àtom d'hidrogen Aquests enllaços: són molt més dèbils que els enllaços covalents (1- de color negre, els que es formen "dins" la molècula d'aigua) es fan i desfan contínuament Ara torneu a mirar la icona d'aquest segon lliurament, veieu els ponts d'hidrogen? Mireu el recurs: ANIMACIÓ: Construcció de la molècula d'aigua

2.2. Propietats i importància biològica

Propietats

• Té una elevada calor específica:
• és a dir, es necessita molta calor per pujar la temperatura: és un bon estabilitzador tèrmic
• Té una elevada calor de vaporització:
• és a dir, es necessita molta energia per evaporar l'aigua: és un bon refrigerant en la transpiració
• És una molècula polar:
•  és a dir, la càrrega elèctrica és zero, però és un dipol perquè una zona és positiva i l'altra és negativa per una distribució desigual dels electrons: es dissolen bé les sals i les substàncies polars (hidròfiles)
• Té una elevada tensió superficial:
• la superfície és com una làmina→alguns insectes poden caminar pel damunt

• El gel sura sobre l'aigua líquida perquè és menys densa:
• Això és molt important per la vida als ecosistemes aquàtics. El gel fa una capa superior en alguns llacs, però la vida pot continuar per sota.
  
• Però... per què passa? Ho teniu molt ben explicat en aquest VÍDEO: Per què floten els glaçons de gel? (00:03:55). També us anirà bé per acabar de consolidar conceptes com ara l'enllaç covalent i l'enllaç d'hidrogen.
• Si el voleu veure amb subtítols seguiu aquestes instruccions.

Funcions

• Dissol moltes substàncies -> és important perquè llavors les substàncies reaccionen millor
  
• Transporta substàncies dins l'organisme
• Dona volum i forma a moltes cèl·lules (funció estructural)
  
• Regula la temperatura: quan s'evapora l'aigua (suant o transpirant) es perd calor i baixa la temperatura del cos
• Participa en moltes reaccions químiques (funció metabòlica)
  

3. Osmosi

L'osmosi és un tipus especial de transport de molècules d'aigua a través de la membrana de les cèl·lules que no requereix despesa d'energia.

L'osmosi en els éssers vius és un mecanisme fonamental per a sobreviure quan canvien les condicions de salinitat. Amb l'osmosi -el pas de molècules d'aigua per la membrana en un o altre sentit- s'aconsegueix que hi hagi equilibri de les concentracions i que la cèl·lula pugui fer les seves funcions.

• és un recipient amb dos compartiments
• estan separats per una membrana semipermeable:
• seria similar a la membrana cel·lular
• deixa passar l'aigua, però no les molècules de solut (en aquest exemple són molècules de glucosa)
  

 Vegeu les següents animacions:

• Transport passiu osmosi
• Transport passiu osmosi interactiu
• ANIMACIÓ: Osmosi (compte!: els glòbuls vermells no tenen ulls!)
  

També teniu una activitat d'aprenentatge no avaluable, però imprescindible abans de fer el qüestionari avaluable:

4. Les sals minerals

Les podem trobar als éssers vius de tres formes.

(Reviseu el que s'ha treballat al primer lliurament)

Sals precipitades

Quan estan en estat sòlid, mantenen l'estructura dels éssers vius. Tenen funció estructural.
Poden formar:

• l'endoesquelet: carbonat de calci i fosfat de calci del ossos
• l'exoesquelet:
• diòxid de silici de les diatomees
• carbonat de calci i fosfat de calci de les closques dels mol·luscs i els equinoderms

Sals dissoltes

Quan estan en dissolució, es troben en forma d'ions que són necessaris per algunes reaccions:. Funció reguladora.

Sals que formen part de biomolècules

Exemples:

Mg ²⁺ de la clorofil·la 

Fe ²⁺ de l'hemoglobina

PO³⁺₄ als fosfolípids de la membrana

5. El pH

El pH és una mesura quantitativa de l'acidesa o basicitat d'una dissolució, que ve determinada per la quantitat de H⁺que hi ha a la dissolució.

• el nombre 7 determina el pH neutre
• els valors inferiors a 7 indiquen acidesa
•  valor més petit → més àcid
• exemples:
• suc de llimona, pH ≈ 2,3
• vinagre, 2,4 ≤ pH ≤ 3,4
• suc gàstric, 1,0 ≤ pH ≤ 3,0.
  
• els valors superiors a 7 indiquen basicitat (més bàsic com més gran és el nombre).
•  valor més gran → més bàsic
• exemples:
• sabons, 9,0 ≤ pH ≤ 11,5
• amoníac pH ≈ 11,5
• lleixiu; pH ≈ 12,5

6. Logaritmes

Com hem vist el pH indica la concentració de H⁺ que té una substància, però com són quantitats molt petites, utilitzem els logaritmes.

Així doncs el pH és el logaritme negatiu de la concentració molar d'ions hidrogen. És a dir:

• pH = – log [H⁺] 

Però mirem-ho amb exemples!

si hi ha una concentració de 0,000001:

• [H⁺] = 0,000001

posem la xifra com a potència de 10:

• [H⁺] = 10^-6

el logaritme de 10^-6 és:

• log 10^-6 = - 6

Com que el pH és el logaritme negatiu, llavors li canviem el signe:

• pH = 6

Proveu si hi heu entès calculant els pH d'aquest solucions:

• Quin és el pH d'un solució (A) que té una concentració [H⁺] = 0,001?
• Quin és el pH d'una solució (B) que té una concentració [H⁺] = 0,000000000001?
• Quina solució té una concentració més alta de [H⁺]?
• Digueu quina és àcida i quina és bàsica

COMPROVEU LA RESPOSTA

7. Així doncs, què cal saber?

Al final del lliurament hauríeu de ser capaços de: