Presentasjon lastes. Vennligst vent

Presentasjon lastes. Vennligst vent

Vannmolekylets kjemiske egenskaper

Liknende presentasjoner


Presentasjon om: "Vannmolekylets kjemiske egenskaper"— Utskrift av presentasjonen:

1 Vannmolekylets kjemiske egenskaper
Kapitel 2: Vann Vannmolekylets kjemiske egenskaper

2 Vann utgjør 70% eller mer av de fleste organismers vekt
Er cellens løsningsmiddel Deltar i cellens kjemiske reaksjoner Fungerer som temperaturbuffer Vann er både det løsningsmidlet hvor metabolske reaksjoner finner sted og en deltaker i disse reaksjoner Vann utgjør 70% eller mer av vekten til de fleste levende organismer De allerfleste biokjemiske prosesser foregår i vanndig miljø Vann er løsningsmidlet hvor biokjemiske reaksjoner finner sted

3 Vannmolekylet har helt spesielle egenskaper
Kokepkt er avh. Av MW hvis det ikke finnes interaksjoner Vanns kokepkt er 264 grader høyere enn metan som har ca. samme MW

4 Vannmolekylets struktur: dipol, tetrahedrisk konformasjon for de fire bindinger

5 Vannmolekylet er en dipol
Tetrahedrisk orientering på Bindingene til hydrogen To elektronpar Bindingsvinkel 104,5o H2O danner en dipol fordi oksygen er mere elektronegativ enn hydrogen => Positiv delladning ved hydrogen Negativ delladning ved oksygen

6 Vannmolekyler danner hydrogenbindinger
Motsatt ladede delladninger tiltrekker hverandre Hydrogenbindinger holder vannmolekyler sammen Bindingsenergien er ca. 20 kJ/mol Hydrogenbindingen er litt lengre enn en kovalent binding

7 Generell definisjon av hydrogenbinding
Hydrogenbindingen kan beskrives ved D H A D H er en svakt sur donorgruppe (f.eks. -O-H, -N-H, -S-H) A er et svakt basisk mottaker atom (f.eks. O, N, S) Hydrogenbindingen er karakterisert ved at avstanden er minst 0,5 Å mindre enn van der Waals avstanden Fig 2-2, s 24 Voet & Voet

8 Hydrogen akseptor er oftest oksygen eller nitrogen
Hydrogendonor er et elektronegativt atom

9 Hvert vannmolekyle danner hydrogenbinger med 4 andre vannmolekyler
Sterk tilbøyelighet til å henge sammen => høyt smelte- og kokepunkt stor overflatespenning Hydrogenbindinger dannes og brytes hele tiden Varighet ved romtemperatur er ca 10-9 sekunder Lav temp. => lengre varighet Høy temp. => kort varighet Ved frysepunktet dannes krystalstruktur => ”stabil” hydrogenbinding

10 Hydrogenbindingens styrke er retningsavhengig
Bindingen er parallell med hydrogendonor

11 Vann: et løsemiddel i særklasse
Molekyl A er løselig dersom løsemiddelmolekylene interagerer bedre med A enn med seg selv. Vann er et løsemiddel i særklasse Vann kan løse flere typer molekyler i større konsentrasjoner enn noe annet løsemiddel vi kjenner Polare og ladete forbindelser som lett løser seg i vann kalles ”hydrofile” Alkoholer, aldehyder, ketoner Salte, syrer, baser, aminer Upolare forbindelser som løser seg dårlig i vann kalles ”hydrofobe” Lipider, vokser Fig 2-6, s 26 Voet & Voet

12

13 Vanns hydrofile egenskaper
Hvorfor løser salter seg i vann? Et polart løsningsmiddel som vann svekker tiltrekningskraften mellom motsatt ladete ioner og holder dem adskilt. Uladete, polare molekylers dipoler interagerer med vann på samme måte som salter Løste ioner/polare molekyler hydratiseres dvs. dekkes av en vannkappe => oppløsing av krystallstrukturen Høy dielektrisitetskonstant, vann ved 25O har e = 78,5 F er styrken i ioners interaksjon F = Q1Q2 er2

14 Hydrofobe forbindelser løser seg dårlig i vann
Hydrofobi = vannskrekk Ikke vannløselige Kan ikke danne hydrogen-bindinger med vann Hindrer vannmolekylenes interaksjon, reduserer entropien Fig 2-8, s 28 Voet & Voet

15 Amfipatiske forbindelser
De fleste biomolekyler har både en ladet/ polar del og en upolar del - de er amfipatiske Polar/ladet del interagerer med vann, upolar del unngår kontakt med vann Danner miceller og ”bilayers” Reduserer interaksjon med vann til et minimum - hydrofob interaksjon For eks.: proteiner, pigmenter, visse vitaminer, steroler, fosfolipider Danner stabile overganger mellom hydrofile og hydrofobe miljøer Eksempler på slike viktige strukturer: biologiske membraner, 3D proteinstrukturer

16 Hydrofobe forbindelser tvinges til å interagere med
Hydrofob interaksjon Hydrofobe forbindelser tvinges til å interagere med hverandre istedet for med vannmolekylene Bare lipidmolekylene ved ytter- kanten av dette lipidaggregat påtvinger vannmolekylene begrenset frihet til å interagere med hverandre

17 Miceller Ingen hydrofobe deler av molekylene
er i kontakt med vannmolekyler Minimal begrensing av vannmolekylenes interaksjon Maksimal entropi

18 Binding av substrat til sitt enzym frigjør ofte tilstrekkelig med
energi til å drive reaksjonen

19 Hydrogenbindinger til vannmolekyler erstattes med alle typer
ikke-kovalente bindinger

20 Ikke-kovalente bindinger
Hydrogenbindinger ionebindinger Hydrofob interaksjon Van der Waals interaksjon

21 Ikke-kovalente bindinger
Svake bindinger: kJ/mol Bindingsstyrke varierer noe avhengig av omgivelsene Kortvarige, dannes og brytes hele tiden Gir fleksible, dynamiske strukturer Et stort antall ikke-kovalente bindinger utgjør stor stabiliserende kraft glidlås Nativ konformasjon i makromolekyler innebærer dannelse av et maksimalt antall ikke-kovalente bindinger

22 Osmose Vann søker alltid å være tilstede i like stor konsentrasjon på begge sider av en semipermeabel barriere F.eks plasmamembranen Osmose = diffusjon av vannmolekyler over semipermeabel membran, drivkraften er forskjell i osmotisk trykk

23 Osmotisk trykk En løsnings osmotiske trykk er det trykket som må legges på løsningen for å hindre at vannmolekyler vandrer dit. Osmotisk trykk P = icRT R = gasskonstanten T = absolutt temperatur (oK) c = molar konsentrasjon av oppløst forbindelse i = van’t Hoff faktor (avspeiler antall ioner en forbindelse løses i)

24 Isoton: samme osmotiske trykk på begge sider av membranen

25 En hyperton løsning har høyere osmotisk trykk enn den løsning
den sammenliknes med Hyperton: hyperton løsning har høyere osmotisk trykk enn den løsning den sammenliknes med

26 En hypoton løsning har lavere osmotisk trykk enn den løsning
den sammenliknes med Hypoton: hypoton løsning har lavere osmotisk trykk enn den løsning den sammenliknes med

27 Vann som reaktant Vann inngår som substrat eller produkt i en reaksjon
Redoks-reaksjoner. B(oks.) + é + H+ <-> BH (red.) Hydrolyse: C + H2O -> A + B Kondensering: A + B -> C + H2O


Laste ned ppt "Vannmolekylets kjemiske egenskaper"

Liknende presentasjoner


Annonser fra Google