Água: Propriedades Essenciais e Seu Papel na Biologia Celular

Água: Essencialidade e Propriedades Físico-Químicas

A vida na Terra começou na água, evoluindo por milhões de anos antes de conquistar o ambiente terrestre. A água continua a ser essencial para todos os seres vivos.

O Papel da Água nas Células

As propriedades das membranas celulares são determinadas pela tendência dos fosfolipídios que as compõem de formar bicamadas em meio aquoso.

A água é um componente essencial das células, variando em percentagem dependendo do tipo de célula e do estado fisiológico. Ela serve como meio de transporte de solutos a curtas e longas distâncias e está envolvida no metabolismo celular como substrato, produto ou reagente.

Turgor

O Turgor é uma característica das células vegetais, onde a água exerce pressão sobre a parede celular. Este fenômeno é necessário para o crescimento celular das plantas e para a abertura dos estômatos, o que permite a captura de CO₂ essencial para a fotossíntese.

Propriedades Físicas da Água

1. Baixa Compressibilidade: Permite o turgor e a expansão em células vegetais.

   Osmose

   A Osmose é a difusão da água através de uma membrana semipermeável.

2. Solvente Universal: É um bom solvente para íons e substâncias polares, promovendo o transporte de solutos essenciais por todo o corpo.

3. Elevado Calor Específico e Elevado Calor de Vaporização: Favorece a regulação térmica.

   • Calor Específico

     Energia térmica necessária para elevar a temperatura de uma substância em um determinado período.

   • Calor de Vaporização

     Energia necessária para a mudança do estado líquido ao estado gasoso em temperatura e pressão constantes.

   • Transpiração

     Processo pelo qual as plantas liberam vapor d'água na atmosfera.

4. Faixa de Temperatura Líquida: Permanece líquida entre 0 ºC e 50 ºC, faixa na qual se realizam a maioria dos processos metabólicos.

5. Anomalia da Densidade: É mais densa no estado líquido do que no estado sólido (gelo), permitindo a sobrevivência da vida aquática sob o gelo.

Estrutura Molecular e Forças Intermoleculares

A molécula de água é polar devido à distribuição desigual das cargas, resultante da diferença de eletronegatividade.

• Coesão

  Atração entre as moléculas de água no estado líquido, baseada no estabelecimento de ligações de hidrogênio.

• Adesão

  Atração entre uma fase líquida (água) e uma fase sólida.

• Tensão Superficial

  É a energia por unidade de área que deve ser aplicada a um líquido para expandi-lo. A alta tensão superficial da água permite que alguns insetos caminhem sobre sua superfície.

Potencial Hídrico

O movimento da água, desde as raízes mais profundas até a parte superior da planta, envolve a realização de trabalho. O potencial químico da água quantifica a energia livre por mol.

Potencial Hídrico (Ψ)

É o potencial químico da água, tomando como base a água pura à pressão atmosférica, dividido pelo volume molar parcial da água.