Influența activității apei în reacțiile chimice și biochimice

I.Apa

1.Generalitati

Apa(H2O)are masa moleculara de 18,02;este un lichid incolor,de culoare albastra-verzuie in straturi groase.Are structura unghiulara,care în realitate este pseudo-tetraedrica,rezultata prin hibridizare sp3,molecula de apa dispunand de doi orbitali hibrizi ocupati cu cate o pereche de electroni neparticipanti.

Apa este simbolul vietii.Lipsa apei inseamna pustiu,excesul,catastrofa.Societatea si insasi viata sunt de neconceput fara apa.De-a-lungul istoriei,milioane de vieti s-au stins fie din prea putina apa,fie din prea multa apa.Asezari omenesti,orase si state s-au nascut si au disparut la margine de apa.

Apa are un rol esential in intretinerea vietii.Fara apa nu ar putea exista viata.In organism apa intra in compozitia organelor,tesuturilor si lichidelor biologice.Ea dizolva si transporta substantele asimilate si dezasimilate;mentine constanta concentratia sarurilor in organism si evaporandu-se pe suprafaţa corpului,ia parte la reglarea temperaturii.Apa contribuie la fenomenele osmotice din plante si are o deosebita importanta in procesul de fotosinteza.O deosebire importanta are si pentru fiintele vii;ea constituie factorul principal al mediului biologic.

2.Raspandirea apei in natura

In natura apa are o importanta biologica deosebita reprezentind baza structurala si functionala a fiintelor vii.

In natura apa nu este chimic pura.Apele naturale contin cantitati variate de diferite substante:gaze si saruri dizolvate,substante organice si bacterii.Cand contin dizolvate cantitati mici de saruri se numesc ape moi,iar cand contin dizolvate cantitati mari de saruri,mai ales de calciu si de magneziu,se numesc ape dure.

In natura,apa se gaseste din abundenta,in toate starile de agregare:

- in stare lichida(forma in care acopera 2/3 din suprafata pamantului;sub forma de mari,oceane,rauri,fluvii, ape subterane);

- in stare solida(formeaza calote glaciare);

- in stare gazoasa(atmosfera contine o cantitate considerabila de apa,sub forma de vapori de apa,invizibili).

Apa urmeaza un circuit în natura.In cadrul acestui mare circuit natural se disting circuite secundare, dintre care,importanta deosebita prezinta circuitul biologic.Acesta consta in patrunderea apei in organismele vii si redarea ei in circuitul natural prin respiratie,transpiratie si moartea organismelor.Distingem si un circuit apa-om-apa care se refera la interventia activitatii omului in circuitul natural.

Apa pura se gaseste foarte rar in natura datorita capacitatii sale mari de a dizolva numeroase substante.

În timpul condensarii si a precipitarii,ploaia si zapada absoarbe din atmosfera o mare cantitate de bioxid de carbon si alte gaze,precum si substante organice si anorganice.Pe langa acestea,precipitatiile transporta pe pamant urme de substante radioactive.

In timpul trecerii apei pe suprafata si prin pamant,ea reactioneaza cu mineralele din sol si roci.Principalele substante dizolvate de apa de suprafata si adancime,sunt sulfati,cloruri si carbonati de sodiu si potasiu,precum si oxizii de calciu si magneziu.

Ca resursa fundamentala,apa trece inaintea energiei,inaintea materiilor prime minerale,inaintea pamantului insusi care,in lipsa acesteia, ar fi un pustiu mort,inaintea oxigenului chiar,daca tinem seama ca el se naste din apa.

3.Proprietatile apei

Apa este mediul fundamental in care au loc toate reactiile biochimice si fenomenele fizico-chimice.

Datorita structurii sale moleculare simetrice,in care,fiecare atom de oxigen se afla in centrul unui tetraedru,apa are o serie de proprietati fizico-chimice propice vietii:

- capacitate calorica mare,capacitate care face ca apa sa-si pastreze timp indelungat temperatura constanta,utila proceselor metabolice;

- caldura specifica mare si aproape constanta intre +27° si +40°C;

- capacitate de disociere in ioni de hidrogen si hidroxil(HOH ↔ H + OH‾ ),proprietate prin care intervine in reactiile de oxireducere celulara precum si in reactiile de tamponare a mediului;

- rol structural si functional in procesele metabolice,la temperatura de 27°-40°C aflandu-se sub forma de trimer si tetramer;

- este un excelent solvent pentru foarte multi compusi organici,deoarece prin polaritatea ei si prin legaturile de hidrogen asigura dizolvarea compusilor cu functii hidroxil,carboxil,carbonil si amine,fiind in acelasi timp capabila sa dizolve multe saruri;

- ajuta la disocierea electrolitilor slabi,constituenti ai mediului celular(carboxilul si aminele sunt cei mai frecventi electroliti slabi din citoplasma).

In celula apa se prezinta sub doua stari:apa libera si apa de constitutie.Ionizarea apei libere inlesneste reactiile care au loc in materia vie.

Gustul apei este dat de continutul in substante chimice si in primul rand de sarurile minerale si de gazele dizolvate(oxigenul si bioxidul de carbon).

Mirosul apei este legat de asemenea de prezenta in exces a unor elemente naturale sau provenite prin purificarea apei,ca si din unele transformari la care sunt supuse in apa anumite substante chimice mai ales poluante.

Atat gustul cat si mirosul apei,desi au ca principala caracteristica un mare grad de subiectivitate,totusi au din punct de vedere sanitar,o valoare deosebita.In primul rand influienta lor asupra utilizarii apei este hotaratoare,poate duce la excluderea folosirii apei respective.Gustul si mirosul apei pot servi si ca indicatori de poluare a apei.

Apa potabilă nu trebuie sa aiba miros caracteristic si trebuie sa aiba un gust placut.In caz contrar apa poate prezenta subtante poluante care sunt daunatoare sanatatii.Apa rezultata din activitatile agriculturale amestecata cu ingrasaminte chimice ajunge in lacuri si rauri.Acestea combinate cu fosfati si nitrati favorizeaza cresterea excesiva a algelor,impiedicand trecerea oxigenului,rezultand moarte pestilor si a celelaltor vietuitoare.