Interaction de l'eau avec les molécules d'intérêt biologique

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L'eau est une molécule constitutive des êtres vivants. Elle est présente dans les cellules et les tissus jusqu'à 95 % de leur masse. l'étude de la molécule d'eau est donc essentielle afin de comprendre et d'expliquer les interactions avec son environnement.


1 - Liaison hydrogène et solubilité des composés dans l'eau


1 - Liaison polaire et électronégativité

Une liaison covalente simple entre 2 atomes est polaire si les deux électrons mis en commun ont une répartition dissymétrique de leurs charges.

L'influence des atomes sur le doublet liant dépend d'une grandeur appelée électronégativité.

Dans une liaison O-H, les électrons sont plus proches de l'atome d'oxygène que de l'atome d'hydrogène car l'électronégativité de l'oxygène = 3,44 et l'électronégativité de l'hydrogène = 2,20. La liaison O-H est une liaison polaire.

Voir tableau d'électronégativité de quelques éléments chimique  page 196.


2 - Polarité de la liaison covalente à l'intérieur de la molécule d'eau

La molécule d'eau est une molécule polaire car 

        - la liaison O-H est une liaison polaire

Dans une liaison O-H, les électrons sont attirés vers l’oxygène ; il existe donc :

  • une petite charge électrique ……………………………… notée ……………… sur O 

  • et une petite charge électrique ……………………………..... notée …………. sur H. 

Il en résulte une zone chargée ….…………………….…. autour de l'oxygène et deux zones chargées ….…………………………….… autour des atomes d'hydrogène.


3 - Solubilité

Un solvant est polaire s'il est composé de molécules polaires : l'eau est un solvant polaire. Autrement il est apolaire .

Les solvants polaire interagissent avec les solides ioniques et les solides polaires en créant des liaisons hydrogènes qui favorisent leur dissolution



4 - les liaisons hydrogène entre les molécules

Dans l'exemple des molécules vues précédemment :

les glucides possèdent tous des liaisons O-H : ainsi l’oxygène des glucides et l’hydrogène de l’eau s’attirent car leurs charges sont de signe opposé. Ces liaisons s’appellent des ………………… …………………………………….……….. et sont représentées en pointillés.

Conséquence : plus un composé est capable de faire des liaisons hydrogène, plus il est ………………… dans l’eau. C’est le cas des glucides qui possèdent plusieurs liaisons O-H.

Rq : une espèce soluble dans l’eau est dite ……………………………..……………………………..

Une espèce insoluble dans l’eau est dite …………………………………………..…………………



 2 - Conséquence de la présence de liaisons hydrogène

1 - L'eau sous ses trois états
Plus la matière est sous un état condensé plus sa masse volumique est grande.

La masse volumique de l'eau évolue en fonction de la température et donc en fonction de son état.



2 - Capacité thermique et température de changement d'état

La capacité thermique d'un corps est la quantité d'énergie à apporter par kilogramme de ce corps pour élever sa température de 1 Kelvin

Pour passer d'un état à l'autre de l'eau il faut une énergie thermique suffisante pour casser les liaisons hydrogène. Plus la polarisation des molécules d'un corps pur est importante, plus les températures de fusion et d'ébullition sont élevées.



3 - Dépollution d'une eau riche en ions cuivre II et en diiode (Activité expérimentale)

les ions étant différents, ils nécessitent un traitement différent


1 - Extraction liquide-liquide du diiode contenu dans l'eau de l'industrie : protocole expérimental

L'extraction liquide-liquide est un procédé d'extraction qui consiste à faire passer une entité chimique d'un solvant à un autre
Ici on fera passer le diiode contenu dans l'eau dans un autre solvant.
Utilisation d'une ampoule à décanter

2 - Extraction des ions cuivre II

les ions cuivre II sont dans la phase aqueuse mais non solubles dans les solvants proposés.

On va ajouter de l'hydroxyde de sodium à la solution







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