Riassunto esame Biologia e biochimica, Prof. Magni Fulvio, libro consigliato Biochimica e chimica , EdiSES

(RDS).

Idrolisi

L’idrolisi è una reazione in cui viene rotto un legame covalente per intervento di una molecola d’acqua.

Indica quindi generalmente la reazione di un composto con l’acqua. L’idrolisi dei grassi, nel nostro corpo,

porta alla formazione di acidi grassi e glicerolo; mentre L’idrolisi delle proteine porta alla formazione di

amminoacidi.

Solventi diversi dall’acqua

Uno dei solventi più utilizzati nelle strutture sanitarie è l’alcol etilico. Le soluzioni alcoliche vengono

chiamate tinture.

Fattori che influenzano la solubilità di un soluto 17

1. Temperatura > molti soluti solidi sono molto più solubili in acqua calda, con diverse eccezioni. Ad

esempio, la solubilità di alcuni sali diminuisce all’aumentare della temperatura.

2. Pressione > una variazione di pressione non ha praticamente effetto sulla solubilità di un solido o un

liquido, ma influenza la solubilità di un gas in un liquido.

3. Natura del solvente > oltre alle soluzioni liquide, esistono anche le soluzioni solide, costituite da un

metallo sciolto in un altro metallo quando entrambi sono allo stato fuso. Queste soluzioni sono detto

leghe. Alcune sono utilizzate per le protesi d’anca e del ginocchio. Un tipo particolare di lega

consiste di una metallo sciolto nel mercurio. Questo tipo di lega viene chiamata amalgama

(utilizzata insieme all’argento per le carie dentali)

Importanza delle soluzioni

In soluzione gli ioni sono liberi di muoversi e di reagire l’uno con l’altro. I farmaci devono essere solubilizzati

prima di venire assorbiti, per cui quelli assunti sotto forma di sciroppo o elisir sono assorbiti più

velocemente.

Modi di esprimere la concentrazione delle soluzioni

- Percentuale > la percentuale peso/volume esprime il peso di soluto sciolto in 100 ml di soluzione.

Nelle metodologie cliniche vengono utilizzate soluzioni diluite e la loro concentrazione viene

espressa in milligrammi percento (mg%) o milligrammi per decilitro (mg/dl).

- Parti per milione > la concentrazione di soluzioni ancora più diluite viene espressa come

milligrammi per litro (mg /l). Un altro modo è parti per milione (ppm) equivalenti a mg/l. La

notazione ppm viene utilizzata per indicare la durezza delle acque o la concentrazione di alcuni

inquinanti. Concentrazioni ancora più basse vengono indicate con parti per miliardo (ppb).

- Molarità > la molarità è il metodo utilizzato per indicare la concentrazione di una soluzione. Una

soluzione 1 molare contiene 1 mole di soluto in un litro di soluzione.

- Milliequivalenti per litro > la concentrazione degli ioni nei liquidi biologici viene espressa come

milliequivalenti per litro (mEq/l). Il numero di equivalenti si ottiene moltiplicando il numero delle

moli di ioni per il valore del numero di cariche che lo ione possiede.

Proprietà colligative delle soluzioni

Le proprietà che dipendono dal numero delle particelle e non dalla sua natura si definiscono proprietà

colligative e sono:

- l’abbassamento della tensione di vapore del solvente;

- l’abbassamento del punto di congelamento;

- l’innalzamento del punto di ebollizione;

- la tendenza del solvente a passare da una soluzione ad un’altra attraverso una membrana

semipermeabile. Questo fenomeno è detto osmosi.

1. Abbassamento della tensione di vapore del solvente > Man mano che le molecole d’acqua

evaporano, alcune molecole ritorneranno allo stato liquidò fino a quando non si raggiunge un

equilibrio tra la velocità di evaporazione e la velocità con cui le molecole di acqua lasceranno lo

stato vapore per ritornare allo stato liquido. La pressione esercitata dalle molecole di vapore è

definita tensione di vapore.

2. Effetto del soluto sui punti di ebollizione e di congelamento > Il punto di ebollizione è definito

come la temperatura alla quale la tensione di vapore eguaglia la pressione atmosferica. Per l’acqua

è 100 gradi C. Il punto di congelamento dell’acqua pura è di 0 gradi C.

3. Osmosi e pressione osmotica > l’osmosi può essere definita come il processo di diffusione

dell’acqua (solvente) attraverso una membrana semipermeabile (ciò permeabile solo alle molecole

del solvente), da una soluzione più diluita (concentrazione di soluto minore) ad una più concentrata

(concentrazione di soluto maggiore). L’osmosi si può anche definire come la diffusione dell’acqua

da una zona a maggiore concentrazione di solvente (una soluzione diluita) ad un’altra a minore

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concentrazione solvente (una soluzione concentrata). Il liquido che passa da ds a sn o viceversa,

esercita una pressione idrostatica, detta pressione osmotica. È importante anche per l’equilibrio

degli elettroliti nell’organismo. La pressione osmotica è data dall’espressione , in

cui n/V indica la concentrazione molare; R la costante universale dei gas; T la temperatura

espressa in Kelvin ed i un fattore correttivo che dipende dal modo in cui il soluto si comporta in

soluzione. Se il soluto non si dissocia i assume il valore 1. Se si dissocia completamente il valore i,

corrisponderà al numero di moli di ioni che una mole di sale libererà in soluzione. Ad esempio NaCl

che in soluzione genera 2 ioni, il valore di i sarà uguale a 2; nel caso in cui genera 3 ioni sarà

uguale a 3. Il prodotto di n x i è chiamato osmole (moli di particelle osmoticamente attive) e

corrisponde a: ; l’osmolarità può essere calcolata dalla sua molarità

moltiplicandola per il numero di particelle che il soluto genera in soluzione.

Tonicità delle soluzioni

Soluzioni isotoniche

Due soluzioni che hanno la stessa concentrazione osmolare, cioè la stessa pressione osmotica alla stessa

temperatura, vengono chiamate soluzioni isotoniche.

Soluzioni ipotoniche

Una soluzione ipotonica ha una concentrazione osmolare più bassa (cioè una pressione osmotica minore

alla stessa temperatura).

Si supponga di porre un globulo rosso in acqua pura. La concentrazione di soluto nel liquidò interno al

globulo rosso è maggiore per cui si avrà osmosi e, quindi, diffusione di acqua dall’esterno verso l’interno

del globulo rosso; in seguito il globulo rosso aumenterà di volume finché non scoppierà. Tale fenomeno,e

viene chiamato emolisi.

Soluzioni ipertoniche

Una soluzione è ipertonica se ha una concentrazione osmolare di soluto più alta (cioè una pressione

osmotica maggiore alla stessa temperatura).

Si supponga di porre un globulo rosso in una soluzione ipertonica. La concentrazione salina all’interno della

cellula è minore rispetto a quella esterna e si avrà osmosi con un movimento dell’acqua dall’interno verso

l’esterno del globulo rosso che si raggrinzisce. Tale contrazione è detta crenazione.

Solo le soluzioni isotoniche vengono somministrate con sicurezza nel circolo.

Tipi di soluzioni

- Soluzioni diluite e concentrate > quando pochi cristalli di zucchero vengono sciolti in un bicchiere

pieno d’acqua, si ottiene un soluzione di zucchero diluita. Se si scioglie altro zucchero in questa

soluzione essa diventa più concentrata.

- Soluzioni sature > si supponga di mettere una piccola quantità di sale in un bicchiere con

dell’acqua; ed essa si scioglierà. Se si aggiunge altro sale e si continua ad agitare, il sale si

scioglierà fino ad un certo punto. Tale eccesso non si scioglierà nemmeno se si aumenta

l’agitazione. La soluzione risultante viene chiamata soluzione satura. In essa, mentre alcuni cristalli

andranno in soluzione, una quantità equivalente di soluto sciolto cristallizzerà e sedimenterà. Tale

tipo di interconversione tra due specie viene chiamato equilibrio dinamico. Quindi, una soluzione

satura può essere definita come una soluzione in cui vi è un equilibrio dinamico tra il soluto in

soluzione e quello in forma cristallina. La solubilità di un composto in un solvente viene definita

come la noce trazione della soluzione satura di quel composto in quel determinato solvente.

- Soluzioni non sature > contengono una quantità di soluto inferiore a quella massima solubile.

Conducibilità delle soluzioni

Le uniche soluzioni acquose che conducono la corrente sono quelle degli acidi, delle basi e dei sali. Le

sostanze le cui soluzioni acquose conducono corrente sono dette elettroliti. Le sostanze che non

conducono la corrente sono dette non elettroliti. Se due elettroliti vengono messi in una soluzione di cloruro

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di sodio e collegati a una batteria, la soluzione condurrà la corrente elettrica. Gli ioni sodio positivi vengono

attratti dal polo negativo, chiamato catodo. Gli ioni cloruro negativi vengono invece attratti dal polo positivo,

l’anodo. Questo movimento di ioni in soluzione produce un flusso di corrente.

Gli acidi sono elettroliti. L’acido cloridrico (HCl) diluito è un elettrolita forte, mentre l’acido acetico diluito è

un elettrolita debole.

Se le sostanze sono quasi completamente dissociate, vengono chiamate elettroni forti. Alcuni acidi invece

si ionizzano solo parzialmente perciò le sostanze sono considerate elettroliti deboli.

Sospensioni

Una sospensione è una miscela eterogenea di due o più componenti.

Le proprietà delle sospensioni sono:

- Sono costituite da una sostanza dispersa in un liquido;

- sono eterogenee;

- non sono trasparenti alla luce;

- Tendono a sedimentare;

- non passano attraverso la carta da filtro e le membrane.

La nobilitazione è il processo di sospensione di un liquido in un gas.

Colloidi

La terza classe di miscele di liquidi, dette colloidi, è costituita da piccole particelle sospese in un liquido.

quando un colloide viene versato in un imbuto con carta da filtro, passa attraverso tale filtro. Questo indica

che le particelle di colloide sono più piccole. Quando invece il colloide viene messo su una membrana, le

particelle colloidali non passano.

Dimensione: 1 e 1000 nm.

- gel e sol > le dispersioni colloidali possono essere suddivise in due gruppi. Quando c’è una forte

attrazione tra le particelle colloidali e il liquido di sospensione (acqua), il sistema viene chiamato

idrofilico, questi sistemi vengono chiamati gel. Un sistema colloidale in cui vi è una debole

attrazione tra le particelle e il liquido di sospensione è un sistema idrofobico. Sistemi di questo tipo

sono detti sol. Un idrossido è una dispersione in acqua, mentre un aerosol è una dispersione in aria.

- Dialisi > la dialisi consiste nella separazione delle particelle di soluto dalle particelle colloidali

attraverso l’uso di una membrana semipermeabile. Nell’