Właściwości fizykochemiczne wody	Charakterystyka
Adhezja	Siły powierzchniowego przylegania cząsteczek wody do innych cząstek
Asocjacja	Łączenie się cząsteczek wody w zespoły, dzięki elektrostatycznemu przyciąganiu dipoli wodnych
Ciepło topnienia	Stopienie 1g lodu w temperaturze 0°C wymaga dostarczenia 80 cal ciepła
Ciepło właściwe	Podwyższenie temperatury 1g wody o 1°C wymaga dostarczenia średnio 1cal ciepła
Hydratacja (uwodnienie)	Tworzenie wokół jonów płaszcza wodnego wskutek elektrostatycznego przyciągania przez nie dipoli wody
Kohezja	Siły spójności (spoistości) cząsteczek wody
Siała dielektryczna	Miara zdolności do zobojętniania sił przyciągania pomiędzy ładunkami elektrycznymi

WODA

* podstawowy składnik nieorganiczny każdego organizmu i jeden z najbardziej rozpowszechnionych związków w przyrodzie

* stężenie wody w komórkach o normalnej aktywności wynosi średnio 60-70%, ale może zmieniać się np. w zależności od wieku lub stanu aktywności organizmu

* dużo wody zawierają płyny ustrojowe ssaków, w tym człowieka: limfa (95%), osocze krwi (90%)

* zasobne w wodę są soczyste liście i owoce (do 90%)

* najmniej wody zawierają kości (20%), szkliwo zębów i tkanka tłuszczowa (10%), nasiona i zarodniki roślin (10-15%) oraz wtórna ściana komórkowa roślin (10%)

POSTAĆ WODY W ORGANIZMIE

* woda związana/strukturalna

- pozostaje w ścisłym kontakcie z wielocząsteczkowymi związkami komórkowymi, np. białkami oraz z błonami biologicznymi i ścianami komórek u roślin

- woda oblewa związki lub wchodzi w jeszcze silniejsze oddziaływania chemiczne, stanowiąc składnik budulcowy komórki

* woda wewnątrzkomórkowa/niezwiązana

- wypełnia przestrzenie między strukturami komórkowymi

- wraz z wodą związaną stanowi ponad połowę wody znajdującej się w organizmie

- zmieszana jest z innymi substancjami komórkowymi i razem z nimi tworzy cytoplazmę o charakterze roztworu koloidalnego

- w roztworze woda stanowi fazę rozpraszającą, a cząsteczki o rozmiarach 1-100nm stanowią fazę rozproszoną

- woda wnętrza komórki pełni rolę środowiska procesów metabolicznych zachodzących w komórce bądź pełni funkcję substratu w licznych reakcjach chemicznych

* płyn zewnątrzkomórkowy

- otacza komórki

- występuje jako rozcieńczony wodny roztwór różnych substancji zarówno nieorganicznych, jak i organicznych

- pełni funkcję nośnika związków odżywczych i sygnałów przekazywanych między komórkami

- takie właśnie funkcje pełni płyn tkankowy, limfa (chłonka) i osocze krwi a u roślin roztwór w kanałach tkanek przewodzących

CZĄSTECZKA WODY

* między atomami H i atomem O w wodzie powstają kowalencyjne spolaryzowane wiązania H-O, co jest skutkiem wysokiej elektroujemności atomu O, czyli jego tendencji do przyciągania elektronów (kąt położenia obydwu atomów H w stosunku do O wynosi ~ 105°)

* cząsteczka jest polarna, co m.in. oznacza, że ma budowę biegunową

* zachowuje się jak dipol elektryczny - układ rozsuniętych ładunków o przeciwnym znaku

* w rezultacie takiego rozmieszczenia ładunków cząsteczki są zdolne do:

- asocjacji - dodatni biegun jednej cząsteczki wody może być przyciągany przez ujemny biegun drugiej, tworzy się międzycząsteczkowe wiązanie wodorowe

- hydratacji - gromadzenia się cząsteczek wody wokół odpowiednich jonów

WŁAŚCIWOŚCI FIZYKOCHEMICZNE

* woda w temperaturze pokojowej jest cieczą, mimo że amoniak i metan (związki o masie zbliżonej do wody) są gazami

* uniwersalny rozpuszczalnik:

a) rozpuszczalnik elektrolitów/substancji hydrofilowych

- dzięki występowaniu wody w stanie ciekłym i jednocześnie bardzo wysokiej stałej dielektrycznej woda jest szczególnie silnym rozpuszczalnikiem dla elektrolitów

- dodatni biegun cząsteczki wody przyciągany jest przez anion, a ujemny przez kation, co prowadzi do hydratacji

- dzięki temu jony nie są zdolne do łączenia się ze sobą, więc następuje efekt rozpuszczania

b) rozpuszczalnik nieelektrolitów/substancji hydrofobowych

* substancja obojętna i nieszkodliwa

* bierze udział w niezbyt wielu reakcjach chemicznych (fotoliza wody, hydroliza związków pokarmowych)

* tworzy środowisko przebiegu reakcji

* woda (tzw. krew, limfa i inne płyny ustrojowe oraz sok komórkowy u roślin, w których woda jest podstawowym składnikiem) transportuje substancje odżywcze, produkty przemiany materii, hormony, witaminy, enzymy, leki

* utrzymuje odpowiednie wymiary i kształty komórek

* warunkuje odpowiedni stan uwodnienia komórek organów roślinnych

ZMIANY STANU SKUPIENIA

* bardzo wysokie wartości ciepła: właściwego, parowania, topnienia i krzepnięcia powodują, że woda wolno zmienia temperaturę lub przechodzi ze stanu stałego (lód) w ciekły i odwrotnie

* aby zmiany te mogły następować woda potrzebuje znacznie większego dopływu ciepła niż jakakolwiek inna substancja

* dzięki temu temperatura organizmów zmienia się stosunkowo wolno, pomimo szybkich zmian temperatury otoczenia

* duża ilość ciepła pobierana przez wodę w czasie jej parowania wydziela się np. w trakcie pocenia, gdy ciało pozbywa się nadmiaru ciepła i ochładza

* jest to jeden z mechanizmów termoregulacji występującej u większości ssaków, porównywanej pod pewnym względem do transpiracji u roślin

* termiczne właściwości wody powodują także nieznaczne modyfikacje termiczne środowiska

* na tym samym obszarze występowania organizmy wodne podlegają znacznie słabszym wahaniom temperatury niż organizmy lądowe

* zwierzęta lądowe korzystają z modyfikujących temperaturę wpływów pobliskich zbiorników wodnych

* na obszarach przybrzeżnych powolna absorpcja ciepła przez morze w lecie i stopniowe jego uwalnianie zimą, powoduje zmniejszenie amplitud temperatury

* w miarę jak woda zamarza, następuje zwiększenie jej objętości, co sprawia, że powstający ostatecznie lód ma mniejszą gęstość niż woda

* unoszący się na powierzchni lód spowalnia zamarzanie głębszych warstw wody, co pozwala licznym organizmom wodnym przeżyć zimę

* możliwe jest to również dlatego, że w temperaturze +4°C woda ma największą gęstość i zalega przy dnie zbiornika

ZMIANY STANU SKUPIENIA

* bardzo wysokie wartości ciepła: właściwego, parowania, topnienia i krzepnięcia powodują, że woda wolno zmienia temperaturę lub przechodzi ze stanu stałego (lód) w ciekły i odwrotnie

* aby zmiany te mogły następować woda potrzebuje znacznie większego dopływu ciepła niż jakakolwiek inna substancja

* dzięki temu temperatura organizmów zmienia się stosunkowo wolno, pomimo szybkich zmian temperatury otoczenia

* duża ilość ciepła pobierana przez wodę w czasie jej parowania wydziela się np. w trakcie pocenia, gdy ciało pozbywa się nadmiaru ciepła i ochładza

* jest to jeden z mechanizmów termoregulacji występującej u większości ssaków, porównywanej pod pewnym względem do transpiracji u roślin

* termiczne właściwości wody powodują także nieznaczne modyfikacje termiczne środowiska

* na tym samym obszarze występowania organizmy wodne podlegają znacznie słabszym wahaniom temperatury niż organizmy lądowe

* zwierzęta lądowe korzystają z modyfikujących temperaturę wpływów pobliskich zbiorników wodnych

* na obszarach przybrzeżnych powolna absorpcja ciepła przez morze w lecie i stopniowe jego uwalnianie zimą, powoduje zmniejszenie amplitud temperatury

* w miarę jak woda zamarza, następuje zwiększenie jej objętości, co sprawia, że powstający ostatecznie lód ma mniejszą gęstość niż woda

* unoszący się na powierzchni lód spowalnia zamarzanie głębszych warstw wody, co pozwala licznym organizmom wodnym przeżyć zimę

* możliwe jest to również dlatego, że w temperaturze +4°C woda ma największą gęstość i zalega przy dnie zbiornika

SOLE MINERALNE

* stanowią około 2-4% suchej masy organizmu

* występują w formie rozpuszczonej w soku komórkowym i płynach pozakomórkowych lub też w postaci elementów nierozpuszczalnych

* funkcje

- strukturalne (budulcowe)

- podporowe (fosforan wapnia Ca₃(PO₄) ₂ i węglan wapnia CaCO₃ współtworzą kościec zwierząt kręgowych, krzemionka (SiO2) współtworzy ściany komórkowe niektórych glonów, skrzypów, traw i turzyc)

- biochemiczne - polegają m.in. na bezpośrednim udziale jonów metali lub niemetali w reakcjach biochemicznych, ponieważ wiele z nich wchodzi w skład enzymów lub jest konieczna do ich działania

- osmotyczne i buforujące - polegają głównie na utrzymywaniu ciśnienia osmotycznego i stężenia jonów wodorowych roztworów komórkowych i pozakomórkowych

---