Todos sabemos da importância da água para os seres vivos. As células, por exemplo são compostas de 75% a 95% de água, dependendo do organismo. Não é de se surpreender que quando cientistas buscam por sinais de vida em outros planetas, a primeira coisa que se investiga é a presença de água, o que é um bom indicativo da existência de vida. Mas por que a água é tão importante para a existência de vida? Neste artigo vamos discutir alguns aspectos que tornam a molécula de água tão indispensável para a vida no planeta.

As moléculas de água possuem propriedades muito importantes que a tornam o principal solvente dos sistemas biológicos. A principal propriedade é a sua extensiva rede de pontes de hidrogênio. Essas ligações não-covalentes, tornam este solvente muito coesivo, ou seja, as moléculas atraem-se com muita força, devido à presença das pontes de hidrogênio intermoleculares.

A entalpia de vaporização da água

Quando a água absorve calor, aumentando a energia cinética da moléculas, as ligações de hidrogênio se quebram completamente, permitindo que as moléculas de água escapem para o ar na forma de gás. A intensa rede de pontes de hidrogênio entre as moléculas de água confere a este solvente um elevado calor de vaporização. Calor de vaporização da água é a quantidade de energia cinética necessária para que 1 grama de água a 100 °C passe para o estado gasoso. Dessa forma, há uma estabilidade nos sistemas aquosos, já que estes não vaporizam com facildade devido à elevada entalpia de vaporização da água.

Essa característica é importante, quando nosso corpo atinge uma temperatura interna muito elevada (devido ao exercício intenso, por exemplo). Quando isso acontece, o suor é liberado na superfície de nossa pele e absorve calor do corpo para aumentar a energia cinética das molécula de água . Assim, uma grande quantidade de calor é retirada do organismo, passando para as moléculas de água do suor, para romper as pontes de hidrogênio. Assim, a temperatura corporal é reduzida, evitando alterações nas estruturas celulares.

Capacidade térmica da água

Para elevar a temperatura (energia cinética) da água líquida é necessário muito calor para quebrar as ligações de hidrogênio entre as moléculas, formando novas ligações. A  elevada capacidade térmica da água, que é definida como a quantidade de calor necessária para elevar a temperatura de um grama em um grau Celsius, faz com que os ambientes aquosos resistam às variações de temperatura do ambiente, mantendo os sistemas aquosos com certa estabilidade térmica, oque é muito positivo para os seres vivos. Sabemos que as variações de temperatura podem alterar estruturas biológicas como as proteínas e enzimas, então, fato de os seres vivos utilizarem a água como solvente, permite que os mesmos resistam às alterações de temperatura ambiente devido às propriedades específicas da água.

Densidade do gelo

Lago congelado

A densidade do gelo é menor do que da água líquida. Isso ocorre devido à maneira como as ligações de hidrogênio são orientadas ao se congelar. No gelo, as moléculas acabam se separando umas das outras devido às pontes de hidrogênio que se formam no estado sólido, e por isso, o gelo é menos denso que a água no estado líquido. A solidificação da água ocorre quando a temperatura cai e a energia cinética (movimento) das moléculas é reduzida—permitindo que as moléculas se compactem mais firmemente do que na forma líquida.

Por ser menos denso, o gelo flutua na superfície da água líquida, como podemos ver em um iceberg ou nos cubos de gelo em um copo de água. Nos lagos, uma camada de gelo se forma na superfície da água líquida, criando uma barreira isolante que impede que as plantas e animais do lago congelem no interior do lago.

O congelamento das células é prejudicial, pois se uma célula congela, seu conteúdo aquoso expande (fica menos denso), rompendo sua membrana plasmática e causando a morte celular.

Referências

  1. PRINCIPIOS DE BIOQUIMICA LEHNINGER, 6/ED.  NELSON DAVID L.Michael M. Cox.

2. Biochemistry, Fifth Edition. Jeremy Mark Berg, John L. Tymoczko e Lubert Stryer

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