Água – Resumo, composição, características, meio ambiente

Nesse artigo, realizaremos um estudo sobre a água, em um resumo completo.

Resumo: o que é a água?

A água é uma das substâncias mais presentes no planeta. 70% da superfície da terra é coberta por água, sendo que cerca de 97% é constituído por água salgada e os outros 3% de água doce.

A água é formada por um átomo de oxigênio e dois átomos de hidrogênio, os quais constituem o H20.

Composição da água

Na molécula de oxigénio, O2, os átomos estão presos por uma ligação covalente dupla, com os dois elétrons circulando em torno dos dois átomos. Todavia, na água, H2O, é diferente.

O átomo de O também tem duas ligações covalentes (com dois átomos de H), mas os elétrons compartilhados passam mais tempo em torno do O do que dos H. De fato, o O é mais eletronegativo, isto é, atrai o elétron com mais força do que o H.

A molécula tem, portanto, uma distribuição de cargas desigual, com um polo negativo, em que está o O, e outro positivo, onde estão os átomos de H. Portanto, a molécula de água, mantida por uma ligação covalente polar, pode ser chamada de um dipolo. As moléculas da água são polares porque suas cargas elétricas se distribuem assimetricamente.

Polaridade

Os polos de cargas opostas das moléculas de água se atraem com força suficiente para formarem redes de moléculas. Nelas, um dos átomos de H, situado no polo positivo da molécula, atrai o polo negativo do O de outra molécula.

Esta ligação de hidrogênio é mais fraca que as ligações covalentes e as iônicas, mas mantém moléculas orgânicas transitoriamente juntas. Um exemplo de ligação de hidrogênio são as duas hélices de átomos que, juntas, constituem uma molécula de DNA.

Uma consequência curiosa da polaridade das moléculas de água é que outras substâncias, também polares, se dissolvem facilmente nela, como ocorre com o açúcar. São substâncias hidrófilas, que “gostam de água”.

água-polaridade

Suas moléculas ficam dispersas entre as da água, ao acaso das atrações e repulsões. O contrário acontece com as substâncias hidrófobas (que “temem” a água), como as gorduras. Por não serem polares, elas não atraem nem repelem as moléculas de água. Ficam segregadas em gotículas, incapazes de se dissolverem entre as moléculas polares da água.

Dissociação de íons em ânions e cátions

A polaridade das moléculas de água explica também a dissociação dos cátions e ânions, como os do sal comum (cloreto de sódio), ao serem postos na água. Em estado sólido, a ligação iônica os mantém unidos, formando cristais.

Na água, entretanto, as moléculas do sal se dissociam, isto é, seus íons se separam, porque cada um fica envolvido por uma “capa” de dipolos de água, presos a eles por atração elétrica. Os dipolos, por seu polo negativo, mantêm contato com os cátions e, pelo positivo, com os ânions.

PH da água

Um átomo de hidrogênio que perde seu único elétron torna-se um cátion, constituído apenas por um próton (que tem carga positiva). Isso acontece, por exemplo, quando o ácido clorídrico se dissocia na água:

HCl = Cl+ H⁺

Todos os ácidos dissociam-se, na água, produzindo H+, porém uns se dissociam mais (ácidos fortes) e outros menos (ácidos fracos). Outras substâncias também produzem H+,  porque têm, na molécula, grupos de átomos que agem como os ácidos.

Por outro lado, os hidróxidos, também chamados álcalis ou bases, quando misturados com água, produzem ânions OH (oxidrilas). É o caso da soda cáustica ou hidróxido de sódio.

Mede-se o grau de acidez ou alcalinidade (o contrário de acidez) de um líquido por meio da escala de pH. A água pura praticamente não tem íons H+, que causam acidez, ou OH -, que causam alcalinidade. Por isso, é neutra, o que corresponde ao pH = 7.

Se pingamos nela gotas de limão, dá para sentirmos na boca que a mistura ficou ácida, com pH menor que 7, porque o ácido cítrico do limão se dissociou, produzindo H+. Se juntamos soda cáustica à água neutra, a mistura fica alcalina, com pH superior a 7.

O excesso de acidez ou alcalinidade prejudica as células, porque interfere em reações químicas importantes. Nosso sangue é ligeiramente alcalino. Temos, no sangue, bicarbonato de sódio e outros tampões, que funcionam como reguladores de pH, combinando-se com os íons H ou OH -, quando eles se tornam excessivos.

Difusão

A vida exige o transporte de substâncias dentro do organismo. O modo de transporte mais simples é a difusão. Um torrão de açúcar, no fundo de um copo d’água, vai-se dissolvendo. Suas moléculas se difundem pelo líquido, formando um gradiente.

Isso quer dizer que a concentração do açúcar decresce em direção aos pontos mais distantes. Por fim, a concentração fica uniforme, pois, enquanto houver mais açúcar no fundo do que, por exemplo, na superfície, mais moléculas de açúcar viajarão para cima do que para baixo.

Em nosso corpo, dão-se muitas trocas por simples difusão, mesmo quando se trata de atravessar a membrana celular para entrar nas células. A dupla camada de fosfolipídeos da membrana é hidrófoba e, assim, se opõe à passagem das substâncias hidrófilas, solúveis em água.

Moléculas pequenas, como as de água e de oxigênio, a atravessam por simples difusão, mas não as moléculas maiores. Por isso, consideramos a membrana celular semipermeável (ou seletivamente permeável), pois ela deixa passar certas coisas e outras não.

Inspiração de oxigênio

O oxigênio que inspiramos tem maior concentração nos alvéolos do que no sangue dos capilares que os envolvem. Por isso o oxigênio dissolve-se no plasma sanguíneo, atravessando a parede dos alvéolos e dos capilares.

De novo, quando o oxigênio chega aos tecidos, encontra um gradiente: o teor do oxigênio dissolvido no sangue que veio dos pulmões é maior que o teor dentro das células.

Isso faz o oxigênio passar do sangue dos capilares para o interior das células por simples difusão. A excreção do dióxido de carbono segue a mesma regra, embora em sentido contrário. Sua concentração é máxima dentro das células, onde é produzido como resultado da respiração celular. Por isso, atravessa a membrana celular e cai nos capilares sanguíneos por difusão.

Expiração

No sangue dos pulmões, o dióxido de carbono está mais concentrado do que nos alvéolos, para onde passa, seguindo o gradiente. Daí ele é expulso para a atmosfera pela expiração. Os nutrientes hidrófilos, como a glicose e os aminoácidos, formam um gradiente que tem menor concentração dentro das células do que no intestino.

Assim, entrariam nas células por difusão, se a membrana fosse permeável a eles. Como não é, suas moléculas só podem entrar ajudadas por proteínas específicas, que ficam intercaladas entre os fosfolipídeos da membrana. Essas moléculas de proteína ligam-se às moléculas desses nutrientes e as conduzem para dentro.

Outras substâncias não podem entrar nas células por si mesmas, porque sua concentração no interior é maior do que do lado de fora. Várias delas são, entretanto, necessárias e entram por um sistema engenhoso. Ao contrário dos casos anteriores, a célula gasta energia para fazê-las entrar.

Um exemplo é o da expulsão dos íons de sódio, Na +, contrariando seu gradiente de concentração, pois ele é mais abundante fora da célula do que dentro dela.

Uma proteína específica, a bomba de sódio e potássio, muda de conformação e assim consegue forçar a saída de Na Inversamente, essa mesma molécula de proteína associa-se a um íon de potássio, K , e o traz para dentro da célula, apesar de sua concentração ser maior ali. Esses casos de transporte ativo exigem dispêndio de energia, mas são indispensáveis para a célula.

Osmose

Dois vasos iguais estão separados por uma membrana semipermeável. Coloca-se uma solução de açúcar no vaso A e igual volume de uma solução menos concentrada no vaso B. O açúcar não pode atravessar a membrana, mas a água passa livremente nos dois sentidos.

osmose

O lado A tem mais açúcar dissolvido, portanto é hipertônico, em comparação com o lado B, que é hipotônico (quando a concentração é igual nos dois lados, diz-se que ambos são isotônicos). Ora, o açúcar é hipertônico do lado A, mas a água está mais concentrada do lado B, pois aí todo o espaço é ocupado por ela.

Sendo hipertônica do lado B, ela passa por difusão de B para A (descendo seu gradiente de concentração), mais do que de A para B e o volume de líquido diminui em B e aumenta em A. A passagem da água, por difusão, através de uma membrana semipermeável, chama-se osmose e ocorre quando existem soluções de concentrações diferentes dos dois lados.

Colóides

Quando há, dentro d’água, partículas de tamanho compreendido entre um milésimo e um décimo de micro, o conjunto adquire certas propriedades especiais e é chamado de colóide. Ele pode apresentar dois aspectos, conforme a temperatura e a carga elétrica.

Dissolvendo-se gelatina em água quente, obtemos um líquido grosso, que, no entanto, flui facilmente. Esse tipo de colóide fluido chama-se sol. Deixando-o esfriar, ou, melhor ainda, colocando-o na geladeira, a geléia fica consistente e, como os sólidos, mantém sua forma. Este é o estado chamado gel.

Um colóide em estado sol tem suas partículas separadas completamente pela água, mas, no estado gel, ao contrário, as partículas formam uma rede esponjosa, em cujas malhas fica a água. Disso decorre sua maior consistência.

Os movimentos das amebas e de algumas células são determinados por alterações localizadas de seus colóides. No pseudópode em expansão, os colóides se alteram na direção sol, o que permite que o conteúdo do pseudópode flua mais livremente que o resto da célula.

 

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