El Agua, pH y soluciones amortiguadoras

EL AGUA

El agua es la biomolécula más abundante, y
también la más importante. La vida, tal como
se conoce en el planeta Tierra, se desarrolla
siempre en medio acuoso. Incluso en los seres
no acuáticos el medio interno es
esencialmente hídrico. De hecho, la búsqueda
de vida en otros planetas está supeditada a la
presencia de agua.

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La estructura de las moléculas en las que se basa la vida(BIOMOLÉCULAS) son el resultado de interacciones con su entorno
acuoso. La combinación de las propiedades del disolvente, responsable
de las interacción de las asociaciones intramoleculares y intermoleculares
de estas sustancias es peculiar del agua, ningún otro disolvente, ni aun
los mas próximos se parecen al agua en este aspecto.

CARACTERÍSTICAS DEL AGUA

Covalente no polar: ∆EN< 0.4

Covalentepolar: 0.4< ∆EN< 1.7

Ionico: ∆EN> 1.7

El agua reúne una serie de características que la convierten en
un disolvente único e insustituible en la biosfera. Dichas
características las podemos clasificar en:
Propiedades físicas y Propiedades químicas.

PROPIEDADES FÍSICAS
En cuanto a las propiedades físicas del agua, hay que destacar:
a) El amplio intervalo de temperaturas en que permanece enestado líquido (entre 0-100º C)

b) La «rara» variación de la densidad con la temperatura.
La densidad máxima a 4º C determina que el hielo flote en el agua, actúe como aislante
térmico y en consecuencia, posibilite el mantenimiento de la gran masa de agua de los
océanos en fase líquida, a 4ºC.

c) Su elevada constante dieléctrica:
Permite la disociación de la mayoría de las sales inorgánicas en suseno y permite que
las disoluciones puedan conducir la electricidad

d) Su carácter dipolar.
Hace que las moléculas de agua se orienten en torno a las partículas polares o iónicas,
formando una envoltura de solvatación, lo que se traduce en una modificación de las
propiedades de estas partículas.

e) Su calor específico y calor de vaporización elevados.
Permiten que el calor liberado enreacciones bioquímicas exotérmicas sea
fácilmente absorbido y/o eliminado con pequeña variación de la temperatura del
agua.

PROPIEDADES QUÍMICAS
a) Su gran capacidad de formación de enlaces por puente de hidrógeno.

Dado que cada molécula de agua tiene: dos átomos de H susceptibles de ser cedidos y
dos dobletes electrónicos capaces de aceptar otros tantos átomos de H, cada molécula
de agua puedeformar 4 puentes de hidrógeno.
El agua líquida, al igual que el hielo pueden establecer enlaces en cualquier dirección
del espacio, formando una malla tridimensional, que determina, aparte de alguna de
las propiedades físicas (altos puntos de fusión y ebullición), la capacidad de
solubilización de moléculas con grupos polares y su participación en los mecanismos
de muchas reacciones hidrolíticas.Uniones por puente de hidrógeno
importantes en sistemas biológicos.

b) Su capacidad de disociación.
La capacidad de disociación y la rápida emigración de los iones resultantes (H + y OH-)
explican la importancia crítica del pH en muchos procesos biológicos.
El agua se comporta como ácido y como base, ya que generar tanto H+ como OH-. Se
trata por tanto de una sustancia anfótera o anfolito.TIPO DE DISOLUCIONES ACUOSAS
La inmensa mayoría de las reacciones bioquímicas se desarrollan en el seno del agua y
obedecen las leyes físicoquímicas de las disoluciones acuosas. Las disoluciones
constituyen un caso particular de las dispersiones. Se define una dispersión como la
interposición mecánica de las partículas de una sustancia en el seno de otra. En toda
dispersión se suele distinguiruna fase dispersante continua y, en general, la más
abundante una o varias fases dispersas, discontinuas y más escasas.

a) Tipos de disoluciones en función del tamaño del soluto.
Según el tamaño de las partículas dispersas, las dispersiones se dividen en:

El tamaño del soluto afecta directamente a otros tres parámetros:
La visibilidad (el soluto se puede observar a simple vista, con un...