Propietats de l'Aigua i Funcions de les Sals Minerals en Biologia

Propietats Físico-Químiques de l'Aigua

Elevada força de cohesió entre les seves molècules

És provocada pels ponts d'hidrogen existents entre elles, cosa que la transforma en un líquid prou incompressible. D'aquesta manera, l'aigua actua com a esquelet hidrostàtic d'alguns invertebrats o comunica rigidesa i turgència a les plantes.

Elevada força d'adhesió

Aquesta força també està relacionada amb els ponts d'hidrogen que s'estableixen entre les molècules d'aigua i altres molècules i és responsable, juntament amb la cohesió, de l'anomenat fenomen de capil·laritat, que pot explicar l'ascensió de la saba pels vasos llenyosos de les plantes.

Quan s’introdueix un capil·lar en un recipient amb aigua, aquesta ascendeix pel capil·lar com si grimpés agafant-se a les parets, fins a assolir un nivell superior al del recipient.

Gran calor específica

S'anomena calor específica la quantitat d'energia necessària per aconseguir elevar la temperatura d'un gram d'aigua pura 1 ºC. L'aigua pot absorbir grans quantitats de calor, mentre que, proporcionalment, la seva temperatura s'eleva únicament lleugerament.

De la mateixa manera, la seva temperatura baixa amb més lentitud que la d'altres líquids a mesura que va perdent energia en refredar-se. Gràcies a aquesta propietat, l'aigua actua com un regulador tèrmic dels éssers vius. Aquesta propietat està relacionada amb l’existència de ponts d’hidrogen. Part de la calor que absorbeix l’aigua és utilitzada per trencar els ponts d’hidrogen, fet que provoca que l’augment de temperatura sigui molt lent.

Elevada calor de vaporització

A 20ºC es necessiten 540 cal per evaporar un gram d'aigua, fet que ens dóna idea de l'energia necessària per trencar els ponts d'hidrogen i, posteriorment, per donar a les molècules la suficient energia cinètica perquè abandonin la fase líquida i passin a l'estat de vapor.

Quan s'evapora l'aigua, disminueix la temperatura del cos, cosa que constitueix un mètode eficaç de refrigeració:

• Als vertebrats, per dissipar calor per sudoració.
• A les plantes, mitjançant l'evapotranspiració a nivell dels estomes.

Aigua líquida i aigua sòlida: L'anomalia de la densitat

L'aigua es manté líquida en un ampli interval de temperatures (0ºC-100ºC). Quan es refreda, contreu el seu volum, com és normal; però quan arriba als 4ºC, la contracció s'atura i es dilata fins a transformar-se en gel, que és menys dens que l'aigua.

Aquesta anormalitat permet que la vida continuï desenvolupant-se a les masses d'aigua (rius, mars, llacs) cobertes de gel.

Les Sals Minerals i les seves Funcions Biològiques

Sals minerals precipitades

Són sòlides i insolubles en aigua. Formen estructures amb funció estructural de protecció i sosteniment.

Exemple: Carbonat de calci ($ ext{CaCO}_3$) de les petxines o dels ossos.

Sals minerals dissoltes (en forma d'ions)

Es troben dissoltes en forma d'ions i tenen funcions dinàmiques essencials:

Ions principals

• Cations: Na⁺, K⁺, Ca²⁺, Mg²⁺.
• Anions: Cl^-, SO₄^2-, CO₃^2-, HCO₃^-, NO₃^-.

Funcions dinàmiques

Les sals dissoltes mantenen la pressió osmòtica, són amortidors del pH o realitzen accions específiques:

• El Ca²⁺ participa en la contracció muscular i la coagulació de la sang.
• El Na⁺ i el K⁺ són crucials en la transmissió de l'impuls nerviós, etc.

Sals minerals associades a molècules orgàniques

Són components essencials de molècules complexes:

• El fosfat, als fosfolípids.
• El ferro, a l'hemoglobina, etc.