Miscele e soluzioni

ACQUA COME SOLVENTE

Acqua= solvente maggioritario se non esclusivo del nostro organismo.

Reazioni metaboliche = avvengono in ambiente acquoso, importante perché influenza possibilità

realizzare questi processi biologici.

perdite di acqua = più rilevanti rispetto a cibo

bere troppa acqua= può essere pericoloso

 Tutte le funzioni cellulari si svolgono in ambiente acquoso

 Solvente ideale per le reazioni biologiche

 Elemento più abbondante in tutti i tessuti

• Feto: 95-75% del peso totale

• Bambino: 75-70%

• Adulto: diminuisce con l'età fino a 60% nell'età avanzata

• Su 70 kg di peso, 43-44 kg sono di acqua

 72% massa magra= caratteristica della massa magra

IDROFILI: composti che si sciolgono in acqua

IDROFOBI: composti che non si sciolgono in acqua

 Acqua nel nostro corpo suddivisa in intracellulare= dentro le cellule occupa 2/3 del corpo

(citosol = miscela micro eterogenea)

 Acqua extracellulare 1/3 = acqua interstiziale e acqua che sta nel sangue che compone il

plasma.

Componenti acquose separate da barriere ma c’è possibilità di scambio, questi scambi regolati

da quantità di acqua ma anche concentrazione altri soluti di ioni che stanno dentro o fuori cella

 Ione dentro= potassio

 ione fuori=sodio

Differente distribuzione fra ioni usa energia. Acqua può entrare e uscire da cellule e potassio e

sodio NO



Acqua determina volume plasma = volemia che è legato all’acqua e il sangue

creando -ipertensione = aumento pressione sanguigna

-ipotensione= pressione sangue bassa

 Equilibrio che deve essere mantenuto fra acqua che entra che esce.

 Acqua entra con bevande e cibo (acqua sta maggiormente in massa magra quindi

muscolo)

Mezzolitro di acqua lo facciamo noi attraverso l’organismo fosforilazione.

 Perdite di acqua

spirazio insensibilis= soggetti fermi perdono acqua ed è circa un litro al giorno

reni= attraverso produzione di urine circa 1,5 al giorno

Perfetto equilbrio fra entrate e uscite = EUIDRATAZIONE

Atleta = perdita liquidi cercando di mettere in atto strategia per idratazione prima e dopo

allenamento che però possono non essere adeguate

ACQUA COME SOLVENTE

Acqua= dipolo con ossigeno con carica negativa (forte) due idrogeni con parziale carica positiva.

struttura acqua dipende scelta acqua come solvente per reazioni metaboliche e proprietà

acqua.

Acqua forma legami ad idrogeno( tra atomi di idrogeno di una molecola e gli orbitali non impiegati

nei legami di ossigeno e delle altre molecole) che impegnano atomi di ossigeno e idrogeno.

Queste attività chimiche fa si che acqua sia stato liquido a temperatura ordinaria, altre sostanze

dovrebbe dare origine allo stato gassoso. Con anche altre caratteristiche:

• punto di fusione ed ebollizione più alti rispetto a quanto ipotizzabile

• elevato calore specifico

• densità dipende da legami ad idrogeno 

• ottimo solvente per composti ionici, molecolari polari, gas NO molecole apolari

COMPOSTI IONICI

I composti ionici in acqua si dissociano (sciolgono), ovvero liberano ioni: le molecole

d’acqua separano gli ioni di carica opposta già presenti nel composto.

Questo processo viene chiamato dissociazione.

⇄ 

NaCl(s) Na+(aq) + Cl-(aq) si mette sale in acqua le estremità del sale si sciolgono e poi

particella. Acqua sostituisce mano a mano legami ionici del sale formandone altri sia con il sodio

che con il cloro.

 Processo = dissociazione = atomi di sodio e di cloro circondati da molecole di acqua

 Le sostanze presenti in forma ionica si chiamano elettroliti =ioni in acqua

 La soluzione conduce elettricità= pessimo conduttore e aumenta in presenza di sali

DUE COMPOSTI IONICI PARTICOLARI:

POTASSIO (K)

Viene perso con il sudore e integrazione importante per reintegrare

 K+

 110-140 g K+ (0.35% peso corporeo)

 95% presente nel liquido intracellulare (dentro cellule)

 K+ extracellulare influenza attività muscolo scheletrico e miocardio

 Apporto medio K: 3 g/die

58% alimenti vegetali

 Carenza K: debolezza muscolare, aritmia, tachicardia, stato confusionale

 Eccesso K: astenia, crampi, brachicardia= si può andare incontro a morte

 

Lo prendiamo da frutta e verdura

SODIO (Na)

 90-100 g K+ (0.15% peso corporeo)

 

50% presente nel liquido extracellulare sulle cellule pompa che potassio dentro e sodio

fuori

 10% presente nel liquido intracellulare

 rimanente nelle ossa

 Trasmissione impulso nervoso

 regola pressione osmotica= pressione idrostatica necessaria per impedire lo

spostamento di un solvente puro in una sua soluzione attraverso una membrana

semipermeabile

 Apporto nutrizionale: sale da cucina (quota discrezionale), alimenti, bevande

 Assunzione consigliata: non superiore a 4-6 g

 Carenza Na: anoressia, nausea, vomito

 Eccesso Na: ipertensione

Saccarosio solubilizzazione in acqua . molecole saccarosio legate con legami ad idrogeno

SOSTANZE ANFIPATICHE

Contengono nella loro molecola regioni polari (o cariche) e regioni non polari.



ES: fosfolipidi, saponi testa = polare e parte apolare



MICELLA lipidi formano struttura chiamata micella, parte polari stanno fuori a contatto con

acqua apolari invece all’interno. Formazioni di micelle alla base della nostra vita alimentate da

membrane plasmatiche. 

Fosfolipidi sciolte in acqua forma bileio lipidico che è una micella

Si forma quando si raggiunge la concentrazione micellare critica (CMC)

I GAS

 Acqua solvente prediletto, caso in cui gas si sciolgono in acqua si parla così di processo di

ossigenazione.

 Gas formato da molecole che non hanno legami fra loro e muovendosi in questo modo

entrano nell’ambiente liquido, alcune intrappolate e alcune escono.

 Solubilità gas è quello di stabilire legami con molecole d’acqua . es anidride carboni ha

maggiore solubilità rispetto a ossigeno perché acido carbonico si dissocia e esce HCO 3

meno che è il carbonato. Ossigeno più bassa perché non riesce a fare questo processo.

Solubilità ghiaccio

 LEGGE DI HENRY: un gas si scioglie in acqua tanto è più alta la sua pressione più alta

pressione del gas più solubilità aumenta . la temperatura ha effetto inverso: a temperatura

costante, la quantità di gas si scioglie in un determinato volume di liquido è direttamente

proporzionale alla pressione parziale del gas

Solubilità gas: kP gas K: coeff. di solubilità

L’aumento di temperatura, a pressione costante, diminuisce la solubilità del Gas

Legge di henry = importante per embolia gassosa = se sub scende in profondità e risale in

maniera troppo veloce. Legge basilare perché ogni 10 metri che io scendo la pressione aumenta 1

atm. Con bombole l’aria respirata è con pressione uguale a quella esterna e così i gas dentro al

corpo si solubilizzano in maniera migliore. Gas come azoto e ossigeno più presenti nel sangue e

tessuti nel sub che persona normale

Sub sale veloce la pressione esterna diminuisce, la solubilità dei gas diminuisce ed escono

formando bolle gassose nei vasi sanguigni dei sub e se si formano nelle arterie o nelle vene blocca

flusso sanguigno. La fase di applicazione di questa legge è molto più lunga nella salita.

Concentrazione gas in soluzione = pressione parziale, quando aumenta azoto nel sangue si ha

narcosi o ebrezza da azoto ed è stato come ebrezza alcolica che ti prende in profondità

Ossigeno ad alta pressione = troppo ossigeno si ha intossicazione ad ossigeno = emorragie a

livello del polmone nelle vie respiratorie. Se un sub vuole andare a profondità maggiore 40 metri

non può usare bombola compressa perché rischia quindi cambia narcosi di gas presente nella

bombola composta da elio con solubilità bassa e anche quella di ossigeno bassa

Legge di henry = evitare embolia gassosa e scegliere miscela di gas per poter scendere

APPLICAZIONE LEGGE DI HENRY

PN2 > 4 atm: narcosi da azoto

PO2 > 1.6 atm: avvelenamento da ossigeno

Non si può scendere a più di circa 40 m con bombole ad aria compressa.

Occorre cambiare miscela di gas delle bombole (He 97%+O2 3%)

COME ESPRIMERE LA CONCENTRAZIONE DELLE SOLUZIONI: LE MOLI

Definire la composizione di una soluzione

Una MOLE di una sostanza è la quantità in grammi della sostanza uguale al peso molecolare della

sostanza stessa. Una mole di qualsiasi sostanza contiene sempre il medesimo numero di molecole

(numero di Avogadro). Quantità pari a peso molecolare della quantità espressa in peso in grammi.

Numero di Avogadro: 6.02214129 x1023

1 mole di una qualsiasi molecola corrisponde ad una quantità in grammi

corrispondente al suo peso molecolare

Definire la composizione di una soluzione

Esempio: acqua: H2O PM= 18

1 mole di H2O pesa 18 g e contiene un numero di molecole pari al numero di Avogadro

Esempio: glucosio: C6H12O6 pesi atomici: C = 12; H = 1; O = 16

Peso molecolare del glucosio:

PM glucosio = 6 x 12 + 12 x 1 + 6 x 16 = 180 g/mol

180 g di glucosio corrispondono a 1 mole

Quante moli sono contenute in 270 g di glucosio?



Moli = 270 g = 1.58 mol 270:180 (mole pesa in grammi come peso molecolare)

PM

•RAPPORTO PESO/VOLUME

 Percento peso/volume: grammi di soluto sciolti in 100 ml di soluzione.

ESEMPIO: Soluzione 4% p/v NaCl: 4 g NaCl sciolti in 100 ml di soluzione acquosa

 Molarità (M): numero di moli di soluto sciolti in 1 l di soluzione

ESEMPIO: Soluzione 4 M NaCl: 4 moli di NaCl sciolti in 1 l di soluzione acquosa

Numero moli x peso molecolare= grammi

 Normalità (N): numero di equivalenti (= numero di moli moltiplicati per carica dello ione)

sciolti in 1 l di soluzione. Può essere uguale a molarità quando carica degli ioni è uno.

- numero equivalenti di uno ione: n moli x carica dello ione

ESEMPIO: Soluzione NaCl 1M=1N

Soluzione CaCl2 1M= 2N

•RAPPORTO PESO/PESO

 Percentuale peso/peso: grammi di soluto sciolti in 100 g di soluzione. Volume può

cambiare con temperatura mentre il peso no

ESEMPIO: Soluzione 4% p/p NaCl: 4 g NaCl sciolti in 100 g di soluzione acquosa

 Molalità (m): numero moli di soluto sciolti in 1 kg di solvente

 Frazione molare:

XA = nA numero di moli di un qualsiasi componente diviso il numero di moli totali

nA + nB + nC

•RAPPORTO VOLUME/VOLUME

Tipica soluzione liquido liquido. ml di soluto presenti in 100 ml di soluzione.

ESEMPIO: Grado Alcolico: vino con grado alcolico al 12%: 12 ml di alcol in 100 ml di prodotto

Quando si fa attività fisica in ambiente