Semaine 2 - L'eau Flashcards

(44 cards)

1
Q

Qu’est-ce que la polarité?

A

La tendance qu’une molécule électronégative a à vouloir former un lien covalent avec une autre. L’électronégativité est la tendance à attirer des électrons vers soi.

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Q

De quoi dépend la polarité d’une molécule?

A

Elle dépend de la polarité de ses liens covalents et de sa géométrie. Pour former une certaine polarité dans une molécule, il faut une distribution inégale des charges dans la molécule et ainsi la formation d’un dipôle.

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3
Q

Est-ce que l’eau est une molécule polaire ou apolaire? Pourquoi?

A

En raison du dipôle créé par les liens covalents O-H vers l’atome O, l’eau est polaire. Puisqu’elle a la capacité de former 4 liens H, mais ne peut en former réellement que 2, l’eau peut interagir avec un maximum de 4 autres molécules d’eau.

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4
Q

Qu’est-ce que l’ionisation? Quel est l’effet de l’eau dans ce processus?

A

C’est le processus de la transformation d’une molécule neutre en ions chargés. Ce dernier dépend de la constante diélectrique du solvant (mesure de la capacité d’une substance à entourer un seul et diminuer l’attraction des ions entre eux), dans lequel la molécule beigne.

L’eau est un excellent solvant (constante diélectrique élevée). Ainsi, les liaisons ioniques s’affaiblissent considérablement dans l’eau et son considérée comme des liaisons faibles. Donc, leur solubilité dans l’eau est élevée.

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5
Q

Est-ce que l’eau s’ionise?

A

Oui, mais elle a une faible tendance à le faire. L’ionisation de l’eau est possible grâce aux attaques nucléophiles que d’autres molécules pourraient effectuer sur l’eau pour former du OH- et du H3O+ (ions réactifs importants pour plusieurs réactions chimiques). Cependant, puisque la formation d’H2O est favorisée, on dit que la concentration de chaque ion est d’environ 10E-7M.

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6
Q

Qu’est-ce que la capacité thermique?

A

C’est l’énergie nécessaire pour augmenter la température d’un gramme d’une substance d’un degré Celsius.

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7
Q

Qu’est-ce que la chaleur de vaporisation?

A

C’est l’énergie requise pour transformer l’eau liquide en vapeurs.

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8
Q

Comment décrire la capacité thermique et chaleur de vaporisation de l’eau? Pourquoi est-elle ainsi?

A

L’eau a une capacité thermique et une chaleur de vaporisation élevée puisque ses forces intermoléculaires sont importantes (difficile de briser les liens entre les molécules d’eau). En fait, les molécules d’eau sont constamment en train de briser et reformer leurs liens H, qui peuvent aller jusqu’à 4 par molécule. De plus, la forme que les dipôles d’une molécule d’eau ont (tétraèdre) lui confèrent une capacité inégalée à former ces liens. Ainsi, il faut une immense quantité d’énergie pour briser les liens entre chaque molécules d’eau, ce qui explique ce phénomène.

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9
Q

Pourquoi dit-on que l’eau est un solvant universel?

A

Parce que l’eau a des charges partielles (charges partielles positives ET négatives grâce aux dipôles), les composés ioniques et polaires peuvent interagir avec l’eau. En effet, les composés ioniques interagissent avec des interactions de type ion-dipôle et les composés polaires utilisent des liaisons hydrogènes ou interaction de type dipôle-dipôle.

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10
Q

Qu’est-ce que la diffusion? Est-elle plus rapide dans le cytoplasme ou dans l’eau? Pourquoi?

A

Le mouvement aléatoire des molécules de SOLUTÉ dans une solution. Ce phénomène est plus rapide dans l’eau, car le cytoplasme est rempli de protéines et autres biomolécules. Ainsi, grâce à l’encombrement stérique (collisions entre molécules), les molécules de soluté se déplacent plus lentement.

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11
Q

Qu’est-ce que l’osmose?

A

Le mouvement de l’eau à travers une membrane semi-perméable. Ce dernier a un flux migratoire de solvant qui va vers l’endroit le plus concentré en soluté.

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12
Q

Quels sont les deux moyens que la cellule utilise pour éviter qu’elle n’éclate grâce à l’osmose?

A
  1. La membrane cellulaire réduit jusqu’à un certain point l’entrée massive du solvant
  2. La cellule conserve les biomolécules sous forme de macromolécules complexes. Puisque la pression osmotique se calcule en concentration et non en taille de la molécule, cela est avantageux.
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13
Q

Comment se comportent les molécules hydrophobes dans l’eau?

A

Puisqu’elles sont insolubles, elles brisent les orientations des liaisons de l’eau. Donc, l’eau forme des cages nommées clathrates pour exclure ces molécules (interaction / effet hydrophobe). Cependant, certains agents chaotropiques désordonnent les molécules d’eau et ainsi détruisent les clathrates, ce qui augmente leur solubilité.

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13
Q

Comment se comportent les molécules amphipatiques dans l’eau?

A

Ils forment des couches à la surface de l’eau. Ainsi, la portion hydrophile est en contact avec l’eau et la portion hydrophobe ne l’est pas. Si on augmente la concentration de ce composé, on peut également voir la formation de micelles, des sphères qui peuvent solubiliser les graisses et huiles qui s’y retrouvent trappées.

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14
Q

Que veut-on dire quand on dit que l’eau est nucléophile?

A

Un nucléophile est un composé ayant une charge négative ou qui a une paire d’électron libre. Ainsi, l’eau peut attaquer les molécules électrophile (chargées positivement) pour entraîner une réaction de substitution nucléophile appelée attaque nucléophile. Cette propriété confère à l’eau la possibilité de s’ioniser es de pouvoir participer à l’hydrolyse de composés, phénomène crucial pour les réactions chimiques. Voir 2,2 pour plus d’informations hihi…

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15
Q

L’eau est-elle fortement nucléophile? Cela a-t-il un impact sur son activité?

A

L’eau est faiblement nucléophile. Cependant, en raison de sa grande concentration, plusieurs macromolécules sont dégradées par les attaques nucléophiles de l’eau par hydrolyse, par exemple.

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16
Q

Pourquoi la glace est-elle plus dense que l’eau?

A

Parce que la glace a ses 4 liens H bien formé, alors que l’eau liquide a en moyenne 3.4 liens H de formé. Ainsi, sa structure est beaucoup plus rigide, espacée. Donc, les molécules peuvent moins se rapprocher les unes aux autres.

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17
Q

Comment décrire un lien covalent?

A

Créé par la mise en commun d’une paire d’électrons. Peut être simple, double ou triple. Dans tous les cas, ce sont des liens très forts et permettent la création de dipôles.

18
Q

Comment décrire les liens non covalents?

A

Ce sont des interactions ou forces faibles

19
Q

Quels sont les 5 rôles principaux des liens non covalents?

A
  1. Responsables de la stabilité des liens et donc de la structure tridimensionnelle des macromolécules
  2. Influencent le fonctionnement de la biomolécule
  3. Permettent la reconnaissance moléculaire (clé-serrure)
  4. Confèrent une souplesse nécessaire aux réactions chimiques
    5.Permettent des contact brefs entre les molécules pour déclencher des réactions secondaires
20
Q

Qu’est-ce qu’une liaison ionique?

A

Le résultat de l’attraction de deux groupements fonctionnels de charge opposés.

21
Q

Quels sont les 4 types d’interactions non covalentes (électrostatiques)?

A

Liaisons ioniques, liaisons hydrogènes, forces de Van der Waals et interactions hydrophobes.

22
Q

Qu’est-ce qu’une liaison hydrogène (lien H)?

A

Lien formé entre deux groupements polaires (amine, carbonyle, hydroxyle, thiol) qui permet à deux atomes de partager l’électron de l’hydrogène. Cela créer des interactions dipôles opposés (dipôle-dipôle).

23
Q

Comment décrire la structure d’un lien H?

A

Il se constitue de 3 atomes: un atome d’hydrogène et deux atomes fortement électronégatifs. Ainsi, l’atome formant le lien avec l’H est le donneur et l’autre est l’accepteur. Ces liens font 2 fois la longueur des liens covalents et sont plus stables lorsque le lien est géométriquement linéaire.

24
Que sont les forces de Van der Waals?
Des interactions basées sur la force d'attraction et la force de répulsion entre des atomes ou molécules proches créé par dipôles (induits, transitoires, permanents). Plus les atomes sont proches, plus l'énergie devient négative, donc thermodynamiquement favorable. Il y a donc attraction. Cependant, lorsqu'ils sont trop proche, répulsion. Le rayon de Van der Waals varie selon la taille et le rayon de l'orbital de l'atome. La distance où l'attraction est maximale est nommée contact de Van der Waals.
25
Comment décrire les interactions hydrophobes?
Ce n'est pas un lien, mais bien une interaction. C'est la formation de clathrates lorsqu'un composé non polaire est mélangé dans l'eau et que ces molécules se sont attirées entre elles. Vu que la clathrate est une structure ordonnée d'H2O, l'entropie (désordre) diminue parce qu'il y a diminution de la surface de contact entre l'eau et la substance hydrophobe, ce qui rend le tout thermodynamiquement défavorable.
26
Quelle est l'équation permettant de calculer la concentration d'un ion de l'eau en ayant la concentration de l'autre?
[H+][OH-] = 10^-14 M^2
27
Quel est le pH physiologique?
Environ pH = 7.4
28
Qu'est-ce qu'un électrolyte fort? faible?
Un électrolyte fort est un composé qui s'ionise complètement dans l'eau (peut être une base ou un acide). AU contraire, un électrolyte faible se dissocie partiellement dans l'eau.
29
Quelles est l'équation de la dissociation d'un acide?
HA -> H+ + A-
30
Comment trouver la constante de dissociation (Ka)?
Ka = ([H+][A-])/[HA]
31
Comment trouver le pKa et à quoi sert cette valeur?
On utilise cette valeur pour les acides et les bases faibles ayant un Ka inférieur à 1. Plus le pKa est petit, plus l'acide est fort. pKa = -logKa
32
Quelle est l'équation d'Henderson Hasselbalch du calcul du pH d'une solution ayant un acide faible?
pH = pKa + log [A-]/[HA] où HA est le donneur de proton (acide faible) et A- est l'accepteur de proton (base conjuguée)
33
Quelle conclusion peut-on tirer de la comparaison du pH avec le pKa?
Si le pH < pKa, [A faible] > [B conjuguée] Si le pH = pKa, [A faible] = [B conjuguée] Si le pH > pKa, [A faible] < [B conjuguée]
34
Comment déterminer un pKa expérimentalement?
Par titration
35
Lors de la détermination d'un pKa expérimental, que signifie un graphique ayant 3 paliers?
Qu'il y a 3 protons dissociables de l'acide titré.
36
Qu'est-ce que le pKa?
C'est le pH où les concentrations d'un acide faible et de sa base sont conjuguée sont égales, c'est-à-dire où 50% de l'acide faible est dissous.
37
Le pKa d'un acide fort est positif ou négatif? Faible?
fort = négatif faible = positif
38
Qu'est-ce qu'un acide polyprotique?
Une substance ayant plus d'un proton (H+) dissociable. Chaque étapes de dissociation a son propre pKa.
39
Qu'est-ce qu'une solution tampon?
Solution composée d'un acide faible et de sa base conjuguée dont le pH demeure stable après une petite quantité d'acide ou de base.
40
Qu'est-ce que le pouvoir tampon?
C'est la capacité d'une solution à maintenir son pH constant. Ce dernier varie selon le pKa, puisqu'il a une zone efficacité de pH = pKa±1
41
De quelles réactions le tampon pH sanguin dépend?
1. Ions H+ produits suite à réaction métabolique augmentent la concentration d'acide carbonique. Ainsi, diminution pH. 2. L'acide carbonique se déshydrate pour former du CO2 aqueux 3. Le CO2 aqueux est converti en gaz et est expiré sous forme de CO2 gazeux dans les poumons.
42
Qu'est-ce que l'hyperventilation? Quelle en est sa conséquence?
C'est une respiration trop rapide. Cela résulte en alcalose respiratoire, condition qui est caractérisée par un sang trop alcalin à cause de la diminution de CO2. Cela est causé par une surutilisation des ions H+ dans le sang pour former du H2CO3 qui ensuite sera déshydraté en CO2 aqueux puis gazeux.
43
Qu'est-ce que l'hyperventilation?
Une respiration ralentie ou superficielle qui résulte à une acidose respiratoire parce que le CO2 n'est pas assez expulsé du corps. Cela cause une augmentation en acide carbonique, ce qui veut également dire qu'il y a une concentration plus élevée en ions H+ que la normale. Au final, pH plus bas que la normale.