Вода та її основні фізико-хімічні властивості. Інші неорганічні сполуки.

Хімічні сполуки живих організмів

Органічні речовини

Неорганічні речовини

Мінеральні солі

Вода

Вуглеводи

Білки

Жири

Нуклеїнові кислоти

Вода - унікальна хімічна речовина без якої не було б життя на землі. Більшая частина нашої планети вкрита нею: океани, моря, річки, озера... Льодовики в Антарктиді, хмари - це теж вода.

Вода одночасно і проста, і складна.

Будова води

• Молекула води складається з трьох атомів — двох атомів гідрогену (H) та одного атому оксигену(O). Зв’язок: ковалентний полярний.

Кисень

Гідроген

Гідроген

Молекула води

полярна, на її полюсах розміщені позитивний і негативний заряди. Завдяки цьому дві молекули можуть притягуватися одна до одної за рахунок сил електростатичної взаємодії між негативним зарядом на атомі кисню і позитивним зарядом на атомі водню. Цей тип зв’язку – водневий. Він у 15-20 разів слабший за ковалентний.

Саме біпольність води забезпечує високу розчинність у ній хімічних сполук. А розчинність сприяє проникненню цих сполук у клітини.

​

Властивості води

• Вода — єдина речовина на Землі, яка зустрічається у трьох агрегатних станах: твердому, рідкому та газоподібному.

За н.у:

В залежності від атмосферного тиску, наприклад, на висоті, де тиск нижчий, температура кипіння води теж знижується. Розчинення різних речовин у воді знижує її температуру замерзання.

Температура

замерзання H2O - 0 °C

Температура кипіння - 100 °C.

•  вода – єдина у світі речовина, що при заморожуванні збільшується в обсязі.

• вода володіє найбільшою із всіх відомих твердих і рідких речовин теплоємністю й теплопровідністю

Для нагрівання 1 грама води на 1 °С необхідна 1 кал (4,2 Дж) енергії, що вдвічі перевищує теплоємність будь-якої іншої хімічної сполуки.

•  ВОДА – ІНЕРТНИЙ РОЗЧИННИК Й, ЯК ПРАВИЛО, НЕ ВСТУПАЄ В РЕАКЦІЮ З РОЗЧИНЕНОЮ РЕЧОВИНОЮ

Це особливо важливо для живих організмів, оскільки в них вода виступає переважно як переносник життєво необхідних енергетичних, пластичних і регуляторних з'єднань;

• Вода після ртуті має найвище значення сили поверхневого натягу.

Завдяки цьому низка живих організмів може утримуватися на воді і пересуваючись, неначе ковзати на ній. Прикладом є всім знайома водомірка.

• Вода є основним механізмом здійснення взаємозв’язків усіх процесів у екосистемах (обмін речовин, тепла, ріст біомаси).

Хімічні властивості

​

оксидами лужних і лужноземельних металів і утворює основи:

СаО + Н2О = Са(ОН)2

З багатьма оксидами неметалів (ангідридами) вода утворює кисневмісні кислоти:

Р2О5 + 3Н2О = 2Н3РО4

З найактивнішими металами вона утворює основи з виділенням водню:

2Na + 2Н₂О = 2NaOH + Н₂ ↑

Вода реагує з:

Форми води

Вільна

Становить 95-96%.

Не зв'язана з іншими сполуками. Універсальний розчинник.

Зв'язана (структурована)

Становить 4-5% від загальної кількості води в організмі.

Здатна формувати водну оболонку навколо певних сполук, що запобігає їхній взаємодії між собою.

Властивості: нижчою точкою замерзання, меншим об'ємом, відсутністю здатностісті розчиняти речовини.

Всі речовини по відношенню до води поділяються на три групи:

​

1. Гідрофільні – ті, що добре розчиняються у воді. До них належать цукор, сіль, амінокислоти.

​

2. Гідофобні – ті, що практично нерозчинні у воді. До них належать ліпіди. Деякі білки.

​

3. Амфіфільні – ті, що мають гідрофільну “голівку” і гідрофобний “хвіст”. Фосфоліпіди.

• Доросла людина приблизно на 70% складається з води, а її ембріон на 95%.

Вода в організмі людини

У людини масою 70 кг міститься 50 кг Н2О. Це близько 50 літрів.

Втрата тканинами 10% води смертельна.

​

  Слина, шлунковий сік, вміст кишечника, сеча, піт, сльози

• все це вода. Ми являємо собою систему поєднаних судин, по яких безперервно рухаються потоки різноманітних рідин, що досить тісно взаємодіють між собою і, які є основою життя.

За 70 років життя людина

випиває та з’їдає

близько 50 тонн води

Джерела води в організмі

1) вода, що вживається під час пиття – 1-2 л;

2) вода, що міститься в їжі - 1л;

3) вода, що утворюється в організмі при

обміні білків, жирів та вуглеводів - 300 - 350 см³.

Для нормальної діяльності організму важливо,

щоб надходження Н2О в організм повністю

покривало її використання. Відношення

кількості спожитої води до кількості

виведеної складає водний баланс.

Виділення води з організму

Основні органи, що виділяють воду з

організму - це нирки, легені,

потові залози та кишечник:

​

- нирками за добу видаляється 1,2 - 1,5 л (48%) води в складі сечі;

• потовими залозами - 500 - 850 см³ на добу; (34%)

- легенями у вигляді водяної пари - 320 см³; (13%)

- через кишечник з калом - 100 - 130 см³. (5%)

​

Для підтримки нормального водного балансу потрібно випивати:�1,5 л – при 21 ºС�1,9 л – при 26 ºС�3 л – при 32 ºС

Функції води:�

• Метаболічна.
• Транспортна.
• Терморегуляторна.
• Механічна.
• Є хімічним реагентом.

Біологічна роль кисню

- Є окисником речовин у процесі дихання живих організмів.

- Входить до складу повітря.

Біологічна роль кислот

Хлоридна кислота створює кисле середовище в шлунку хребетних тварин і людини, забезпечуючи активність ферментів шлункового соку.

​

Залишки сульфатної кислоти, приєднуючись до нерозчинних у воді сполук, забезпечують їх розчинність. Це сприяє виведенню таких речовин у розчиненому стані з клітин і організму.

​

Ортофосфорна кислота необхідна для синтезу АТФ та різних типів нуклеїнових кислот.

Біологічна роль оксидів

Вуглекислий газ є досить активним антиоксидантом, що нейтралізує надлишок АФК (активної форми кисню).

Біологічна роль йонів

1. Різниця між кількістю йонів на поверхні та всередині клітини забезпечує:

• Виникнення нервового та м'язового збудження.
• Перенесення речовин через мембрану.
• Перетворення енергії.

2. Аніони ортофосфатної кислоти підтримують певну кислотність організму (рН 6,9).

​

​

3. Йони магнію і кальцію забезпечують активність багатьох ферментів.���������4. Йони кальцію плазми крові – необхідна умова для зсідання крові.�

Кальцій ортофосфат і кальцій карбонат становлять до 70 % маси сухої кісткової тканини людини, забезпечуючи високу міцність кісток і зубів.

Солі Кальцію та Стронцію є основою скелета й в інших істот, входячи до складу мушель молюсків та одноклітинних, а також панцирів раків.