L acqua e le biomolecole negli organismi. Unità 2

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1 L acqua e le biomolecole negli organismi Unità 2

2 L acqua nei sistemi viventi Sulla Terra si è sviluppata la vita perché in essa sono presenti le condizioni ideali di temperatura e pressione che consentono l esistenza di acqua allo stato liquido

3 Funzioni dell acqua nei viventi Molte sostanze indispensabili alla vita sono solubili in acqua Partecipa anche alle reazioni chimiche Es. fotosintesi Trasporta sostanze all esterno delle cellule Es. sangue/linfa sangue

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6 H 2 O Le proprietà dell acqua dipendono dalla sua struttura chimica dipolo Legame covalente o ionico Vita breve Max 4 Polarità e carica elettrostatica

7 Legame idrogeno e proprietà dell acqua Tensione superficiale Capillarità Calore specifico Densità

8 Tensione superficiale Tensioattivo

9 Motoscafi a tensioattivi. Da un sottile foglio di legno o di cartoncino, ritagliate tre piccoli "motoscafi" come quelli indicati nella figura 9. Essi devono possedere un intaglio con una sede per un pezzettino di sapone. Ponete uno di questi motoscafi in una bacinella d'acqua e mettetegli un pezzettino di sapone nella sede dell'intaglio. Vedrete l'imbarcazione partire rapidamente. Facendo l'intaglio decentrato, il vostro motoscafo si muoverà circolarmente. Il movimento del motoscafo può essere spiegato dal rapido disperdersi delle molecole di tensioattivo sulla superficie dell'acqua, quindi questa piccola imbarcazione si muoverebbe per reazione. Una seconda spiegazione si richiama all'effetto Marangoni, secondo cui, in caso di gradiente di tensione superficiale tra una zona e l'altra di un fluido, si instaurerebbe una corrente dalla zona di bassa tensione verso quella di alta tensione superficiale, in questo caso, il motoscafo verrebbe trascinato dal moto della superficie dell'acqua. Questa divertente esperienza può essere fatta usando anche sostanze diverse dal sapone, purché abbiano proprietà tensioattive. Potete per esempio deporre una piccola goccia di detersivo sul bordo dell'asola. Se userete un pezzetto di canfora, il vostro motoscafo navigherà più rapidamente e più a lungo. Se lo specchio d'acqua in cui si muove il motoscafo è piccolo, com'è il caso di un piatto o di una bacinella, ben presto la superficie dell'acqua sarà ricoperta da uno strato di molecole di tensioattivo e il motoscafo si fermerà, quindi dovrete sostituire l'acqua. Se invece farete questi esperimenti in uno stagno abbastanza grande, non avrete questo problema. Provate diverse forme di motoscafo e di tacca, provate acqua calda o fredda, diversi tipi di sapone, etc. L'acqua impregnerà rapidamente il legno o il cartoncino del motoscafo e impedirà al detersivo di rimanere confinato in una piccola zona. Alcuni motoscafi di cartoncino affonderanno perfino. Per salvare la flotta, con una vernice acrilica oppure con del coppale rendete impermeabili le sue minuscole imbarcazioni. Quando la vernice sarà asciutta, potrete ricominciare le gare. Surface Tension *** Surface tension on coins Alcuni esperimenti sulla tensione superficiale Properties of Water Have you ever tried using soap to power a boat? Ricerche in Internet: tensione superficiale, surface tension, surface phenomena, surface tension boat, soap boat.

10 Capillarità Se si immerge l'estremità di un capillare in acqua, il liquido stesso tenderà a disporsi nel capillare a un livello più alto rispetto al livello del liquido esterno; la superficie libera del liquido all'interno del capillare tende ad assumere una forma curva concava (menisco), Forze di adesione Forze di coesione il liquido "bagna'' la superficie di vetro poiché le forze di adesione tra liquido e vetro sono maggiori delle forze di coesione alla superficie del liquido (dovuta alla tensione superficiale).

11 Calore specifico quantità di calore necessaria per aumentare o diminuire la temperatura di 1 grammo di acqua di 1 C = 4,18 J ovvero 1,00 cal. Maggiore resistenza dell acqua ai cambiamenti di temperatura In assenza del legame ad idrogeno la Te dell acqua sarebbe -80 C Sarebbe tutta allo stato aeriforme e sulla terra non ci sarebbe la vita

12 Densità = m V Forma tridimensionale della molecola Curva di densità dell acqua

13 ma. è calda!!!

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15 L acqua come solvente Miscuglio omogeneo o SOLUZIONE Una soluzione è un miscuglio fisicamente omogeneo di due o più sostanze. Il componente più abbondante della soluzione si chiama solvente, gli altri si chiamano soluti concentrazione = quantità di soluto quantità di soluzione % di soluto Massa/volume g/l

16 Olio Grassi Metano Sale Alcol Zucchero

17 Ionizzazione dell acqua Ione idronio