La Struttura Dell'acqua PDF

Professore Gilda Aiello Argomento La struttura dell’acqua  Gilda Aiello L’acqua È il cos3tuente principale del nostro organismo È ampiamente diffusa negli alimen3 (anche in quelli...

Professore Gilda Aiello Argomento La struttura dell’acqua  Gilda Aiello L’acqua È il cos3tuente principale del nostro organismo È ampiamente diffusa negli alimen3 (anche in quelli solidi!) Formula bruta: H2O, considerando gli isotopi 1H216O 17O, 18O, 2H e 3H hanno contribu3 trascurabili negli alimen3 La stru4ura dell’acqua 2 di 17  Gilda Aiello La stru4ura dell’acqua 3 di 17  Gilda Aiello La stru(ura molecolare dell’acqua La stru4ura dell’acqua 4 di 17  Gilda Aiello La struttura molecolare dell’acqua Il legame O―H è molto polarizzato (40% di cara8ere ionico) La conformazione tetraedrica facilita la formazione di legami idrogeno tra gli atomi di idrogeno (δ+) e quelli di ossigeno (δ-) Ogni molecola d’acqua è in grado di formare legami idrogeno con altre 4 molecole d’acqua, associandosi tridimensionalmente in un reCcolo molto esteso L’atomo di idrogeno è in una posizione di «ponte» tra i due ossigeni adiacenC: O―H...O ↔ O...H―O La stru4ura dell’acqua 5 di 17  Gilda Aiello La stru(ura del ghiaccio Non è sta3ca! (come sembrerebbe) Anche a -20°C c’è una con3nua oscillazione tra legame covalente e legame idrogeno: O―H...O ↔ O...H―O Parte dell’acqua non fa parte del re3colo, ed è libera di diffondere aQraverso il ghiaccio H3O+ e OH-, benché in bassa concentrazione (10-7 M) nell’acqua neutra, ed i solu3, contribuiscono a destabilizzare la struQura cristallina La stru4ura dell’acqua 6 di 17  Gilda Aiello L’organizzazione dell’acqua All’aumento della temperatura aumentano le molecole di acqua «libere», ovvero non coinvolte nei legami idrogeno Processo lento: a 0°C (appena fusa) il 90% delle molecole d’acqua è coinvolto in legami idrogeno, a 100°C (appena prima di bollire) l’80% delle molecole è ancora coinvolto in legami idrogeno I gruppi ossidrilici non coinvol3 in legami idrogeno sono organizza3 in «cluster» di 200-300 molecole di acqua La stru4ura dell’acqua 7 di 17  Gilda Aiello Ghiaccio e acqua a confronto La stru4ura dell’acqua 8 di 17  Gilda Aiello L’organizzazione dell’acqua L’acqua è molto dinamica Durata di un legame idrogeno: picosecondi Ogni molecola di acqua cambia orientamento 100 miliardi di volte in un secondo Durata di un aggregato: 10 nanosecondi (cooperazione tra legami idrogeno vicinali) La stru4ura dell’acqua 9 di 17  Gilda Aiello L’organizzazione dell’acqua La stru4ura dell’acqua 10 di 17  Gilda Aiello All’aumento della temperatura... La stru4ura dell’acqua 11 di 17  Gilda Aiello Al diminuire della temperatura... La stru4ura dell’acqua 12 di 17  Gilda Aiello Perché è importante nei laghi? Per la vita degli ambien3 acqua3ci: il ghiaccio è meno denso dell’acqua, quindi è in grado di galleggiarvi L’acqua che si raffredda in superficie aumenta di densità e scende verso il fondo (mo3 conve]vi che raffreddano ulteriormente il bacino) A 4°C questo processo si arresta e l’acqua fredda rimane in superficie dove congela: il lago non ghiaccia interamente consentendo la sopravvivenza delle specie presen3 La stru4ura dell’acqua 13 di 17  Gilda Aiello E nei mari? La stru4ura dell’acqua 14 di 17  Gilda Aiello La stru4ura dell’acqua 15 di 17  Gilda Aiello La stru4ura dell’acqua 16 di 17  Gilda Aiello La stru4ura dell’acqua 17 di 17