Apa ca solvent
Apa este un solvent excelent pentru substanțele polar. Acestea includ compuși ionici, cum ar fi sărurile, în care particulele încărcate (ioni) dissotsiiiruyut în apă, în care se dizolvă substanța, precum și anumiți compuși neionici, cum ar fi zaharuri simple și alcooli, care sunt prezente în molecula de grupări încărcate (polare) (-OH) .
Hidratarea ionilor în apă
Rezultatele numeroaselor studii ale structurii soluțiilor electrolitice indică faptul că hidratarea ionilor în soluții apoase joacă un rol major de hidratare proximala - interacțiuni ale ionilor cu mai apropiați de acesta a moleculelor de apă. De mare interes este elucidării caracteristicile individuale lângă hidratarea diverși ioni ca gradul de legare a moleculelor de apă în membranele hidratate, precum și gradul de denaturare în aceste membrane structura tetraedrică gheața cum ar fi apa pura - bond in molecula sunt schimbate la partea unghi. Amplitudinea unghiului depinde de ion.
Ce se întâmplă cu substanțele dizolvate în apă?
Atunci când substanța se dizolvă, moleculele sau ionii săi se lasă să se deplaseze mai liber și, prin urmare, reactivitatea crește. Din acest motiv, majoritatea reacțiilor chimice din celulă au loc în soluții apoase. Substanțe non-polari, de exemplu lipide, sunt nemiscibile cu apa și, prin urmare, se pot împărți în soluții apoase kompartamenty separat, așa cum sunt ele separate printr-o membrană. porțiune molecule nepolare respingeau apă și prezența ei atrași unul de celălalt, așa cum se întâmplă, de exemplu, atunci când picăturile de ulei în picături mai mari coaguleze; cu alte cuvinte, moleculele nepolare sunt hidrofobe. Astfel de interacțiuni hidrofobe joacă un rol important în asigurarea stabilității membranelor, precum și multe molecule de proteine, acizi nucleici și alte structuri subcelulare.
Apă - Transport
Proprietățile inerente de apă ale solventului înseamnă, de asemenea, că apa servește ca mediu pentru transportul diferitelor substanțe. Acest rol se realizează în sânge, în sistemele limfatic și excretor, în tractul digestiv și în phloemul și xilemele plantelor.
Capacitatea de căldură a apei
Capacitate mare de căldură. Căldura specifică a apei este cantitatea de căldură în jouli, care este necesară pentru ridicarea temperaturii de 1 kg de apă cu 1 ° C. Apa are o capacitate mare de căldură (4,184 J / g). Aceasta înseamnă că o creștere semnificativă a energiei termice determină o creștere relativ mică a temperaturii. Acest fenomen se explică prin faptul că o parte semnificativă a acestei energii este cheltuită pentru ruperea legăturilor de hidrogen care limitează mobilitatea moleculelor de apă.
Capacitatea mare de căldură a apei minimizează schimbările de temperatură care apar în ea. Datorită acestor procese biochimice apar într-un interval de temperatură mai mic, cu o rată mai constantă, iar pericolul de rupere a acestor procese de la abateri bruște de temperatură nu le amenință atât de mult. Apa servește multor habitate pentru multe celule și organisme, care se caracterizează printr-o consistență destul de semnificativă a condițiilor.
Căldură de evaporare a apei
Mai mare căldură de evaporare. Căldura latentă de evaporare este o măsură a cantității de energie termică care este necesară pentru a comunica lichidele pentru trecerea lor în abur, adică pentru a depăși forțele de adeziune moleculară într-un lichid. Evaporarea apei necesită cantități semnificative de energie (2494 J / g). Acest lucru se explică prin existența legăturilor de hidrogen între moleculele de apă. Din acest motiv, punctul de fierbere al apei - substanțe cu astfel de molecule mici - este neobișnuit de ridicat.
Energia necesară pentru evaporarea moleculelor de apă este extrasă din mediul înconjurător. Astfel, evaporarea este însoțită de răcire. Acest fenomen este folosit la animale în timpul transpirației, cu dispnee termică la mamifere sau la unele reptile (de exemplu, în crocodili), care stau la soare cu gura deschisă; probabil joacă un rol important în răcirea frunzelor care se transpiră.
Încălzirea apei topite
Mai mare căldură de fuziune. Căldura latentă a topirii este o măsură a energiei termice necesare pentru a topi solidul (gheața). Apa pentru topire (topire) necesită o cantitate relativ mare de energie. Reversul este, de asemenea, adevărat: atunci când se congela, apa ar trebui să dea o cantitate mare de energie termică. Aceasta reduce probabilitatea de înghețare a conținutului celulelor și a lichidului din jur. Cristalele de gheață sunt deosebit de dăunătoare celor vii, când se formează în interiorul celulelor.
Densitatea apei
Densitatea și comportamentul apei în apropierea punctului de îngheț. Densitatea apei (maxim + 4 ° C) scade de la +4 la 0 ° C, astfel că gheața este mai ușoară decât apa și nu se scufunda în apă. Apa este singura substanță care are o densitate mai mare în stare lichidă decât una solidă, deoarece structura de gheață este mai friabilă decât structura apei lichide. Aceasta este una dintre proprietățile anormale ale apei.
Din moment ce gheața plutește în apă, se formează când îngheață mai întâi pe suprafața sa și numai la capătul straturilor inferioare. În cazul în care înghețarea iazurilor mergea în ordine inversă, de jos în sus, atunci în zonele cu o climă moderată sau rece, în rezervoarele de apă dulce nu ar fi putut exista deloc. Faptul că straturile de apă a căror temperatură a scăzut sub 4 ° C, se ridică în sus, determină amestecarea apei în rezervoarele mari. Cu apa, care circulă și nutrienții din ea, astfel încât corpurile de apă sunt populate de organisme vii la o adâncime mai mare.
După o serie de experimente, sa stabilit că apa legată la o temperatură sub punctul de îngheț nu se deplasează în rețeaua de gheață de cristal. Aceasta este dezavantajoasă din punct de vedere energetic, deoarece apa este suficient de strâns legată de regiunile hidrofile ale moleculelor dizolvate. Acesta este utilizat în criomedicină.
Tensiunea de suprafață a apei și coeziunea
Tensiune superficială de suprafață și coeziune. Coeziunea este coeziunea moleculelor unui corp fizic între ele sub acțiunea forțelor atractive. Pe suprafața lichidului există o tensiune superficială - rezultatul forțelor de coeziune care acționează între molecule, îndreptate spre interior. Datorită tensiunii superficiale, fluidul tinde să aibă o formă care minimizează suprafața suprafeței sale (în mod ideal, forma sferei). Dintre toate lichidele, cea mai mare tensiune superficială este aproape de apă (7,6 × 10-4 N / m). Caracteristica de coeziune O mare parte din moleculele de apă joacă un rol important în celulele vii, precum Apa curge prin vasele Xylem din plante. Multe organisme mici beneficiază de tensiunea superficială: le permite să rămână pe apă sau să alunece pe suprafața lor.
Apa ca reactiv
Semnificația biologică a apei este determinată și de faptul că este unul dintre metaboliții necesari, adică participă la reacții metabolice. Apa este folosită, de exemplu, ca sursă de hidrogen în procesul de fotosinteză și participă, de asemenea, la reacțiile de hidroliză.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: