L’eau et la solubilité des espèces chimiques dans l’eau

L’organisme humain est formé par un assemblage d’une multitude de biomolécules aussi bien organiques que minérales. L’organisme humain est composé à 62 % d’eau. Par conséquent, l’eau représente le principal environnement des systèmes biologiques. Ainsi, l’ensemble des biomolécules établissent diverses interactions avec l’eau. Pour permettre ces interactions, les molécules doivent présenter certaines propriétés que nous allons étudier.  

Objectif.  Etudier l’origine des interactions entre les molécules hydrophiles et l’eau afin expliquer les observations faites.


Activité 1. La liaison covalente, un partage équitable ?

Les molécules sont construites par l’association d’atomes. Pour se faire, ceux-ci mettent en commun leurs électrons de valence en respectant la règle du duet ou de l’octet

1. Suite au travail réalisé dans l'activité "polarité dans les liaisons chimiques", indiquer vers quel atome seront « attirés » les électrons dans le cas des liaisons suivantes, ainsi que représenter les liaisons avec les charges partielles et préciser les liaisons polarisées : C–C, O–H, N–H, C–H, C-O, C-Cl.

2. En quoi les molécules suivantes peuvent être décrites comme des molécules polaires ?

Ethanol 

Glycine

Activité 2. En quoi l’eau est une molécule polaire ?

L’eau est le solvant des milieux biologiques. Cette molécule essentielle à la vie présente de nombreuses propriétés. Ces propriétés sont essentiellement dues à la structure moléculaire de l’eau. 

1. Représenter la molécule d’eau selon la représentation de Lewis sachant que Z(O) = 8 et Z(H) = 1.

2. D’après les questions précédentes, annoter les charges partielles sur la représentation de Lewis.

3. Proposer une explication permettant d’expliquer le caractère polaire de l’eau. 


Activité 3. Quelles sont les interactions possibles avec les molécules d’eau ?

1. Les interactions entre l’eau et le de sel (chlorure de sodium). Dans un petit volume d’eau (5mL), on ajoute quelques grains de sel NaCl.

a. Indiquer la forme du NaCl avant d’être ajouté à l’eau. Indiquer ce qui se passe dès que les grains sont introduits dans l’eau. 

b. Dessiner les molécules d’eau et de NaCl selon la représentation de Lewis (sachant que Z(Na)=11 et Z(Cl)=17) et indiquer les charges partielles de chacun des atomes de ces molécules. 

c. À l’aide du schéma ci-dessous, indiquer quels types d’interactions peuvent avoir lieu entre la molécule d’eau et le NaCl.

2. La liaison hydrogène

a. D’après le document ci-dessous, combien de liaisons hydrogène peut être impliquée une molécule d’eau. Justifier la réponse à l’aide d’un schéma utilisant la représentation de Lewis et indiquant les liaisons hydrogène par des pointillés.

b. Quels sont les atomes du vivant susceptibles d’être engagés dans des liaisons hydrogène.

3. Applications. Parmi les molécules suivantes, lesquelles peuvent a priori être solubles dans l'eau ?

Glutamate

Aspirine

Toluène

Saccharose

Acide oléique

Cholestérol


Modifié le: mardi 30 mai 2017, 16:00