10
150126 S.A. McFarland©2012 1 Amphiphilic compounds in aqueous solu=on Spheroidal aggregate Extended planar aggregate

L09-150126-Ch-2-Water

Embed Size (px)

DESCRIPTION

chemistry

Citation preview

Page 1: L09-150126-Ch-2-Water

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2012   1  

Amphiphilic  compounds  in  aqueous  solu=on  

Spheroidal  aggregate  

Extended  planar  aggregate  

Page 2: L09-150126-Ch-2-Water

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2012   2  

Amphiphilic  compounds  in  aqueous  solu=on  

•  Twenty  molecules  of  the  detergent  octyl  glucoside  

•  Note:  actual  micelles  and  bilayers  are  irregular  and  rapidly  fluctua+ng  (unlike  the  idealized  cartoon  drawings)  

Space-­‐filling  model  of  a  micelle      

Page 3: L09-150126-Ch-2-Water

Colliga=ve  proper=es  

•  Solutes  cause  freezing  point  depression  and  boiling  point  eleva=on,  making  it  more  difficult  for  water  molecules  to  crystallize  as  ice  or  to  escape  from  solu=on  into  the  gas  phase  

•  Solute  concentra=on  also  affects  osmo=c  pressure  

•  Water  moves  by  osmosis,  and  solutes  move  by  diffusion  

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2014   3  

Physical  proper.es  that  depend  on  the  concentra.on  of  dissolved  substances  rather  than  on  their  chemical  features  

Page 4: L09-150126-Ch-2-Water

Colliga=ve  proper=es  

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2014   4  

Fluid  inside  cells  and  surrounding  cells  in  mul=cellular  organisms  is  full  of  dissolved  substances  ranging  from  small  inorganic  ions  to  huge  molecular  aggregates  

hVp://2012books.lardbucket.org/books/principles-­‐of-­‐general-­‐chemistry-­‐v1.0/s17-­‐05-­‐colliga=ve-­‐proper=es-­‐of-­‐solu.html  

THINK  OF  CELLS  AS  SEMI-­‐PERMEABLE  SACS  

Page 5: L09-150126-Ch-2-Water

Colliga=ve  proper=es  

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2014   5  

OSMOSIS:  movement  of  solvent  across  membrane  from  a  region  of  high  concentra.on  (here  pure  water)  to  a  region  of  lower  concentra.on  (water  containing  dissolved  solute)  

OSMOTIC  PRESSURE  Concentra=on  in  terms  of  solvent  

Page 6: L09-150126-Ch-2-Water

Osmo=c  pressure  •  Pressure  that  must  be  applied  to  the  solu=on  to  prevent  the  inward  flow  of  water;  it  is  propor=onal  

to  the  concentra=on  of  solute  •  For  a  1M  solu=on,  the  osmo=c  pressure  is  22.4  atm  •  Tonicity:  measure  of  osmo=c  pressure  gradient  •  Animal  cells  surrounded  by  solu=on  of  similar  osmo=c  pressure  (so  there  is  no  net  flow  of  water)  •  Plants/bacteria  enclose  cell  with  rigid  cell  wall  that  can  withstand  osmo=c  pressure  generated  

within  

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2014   6  

Cells  in  high  solute  concentra=on  solu=on  

Page 7: L09-150126-Ch-2-Water

Dialysis:  diffusion  of  solutes  

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2014   7  

Membrane  permeable  to  both  water  and  solutes:  basis  of  laboratory  technique  called  DIALYSIS  

Tendency  of  solutes  to  diffuse  from  area  of  high  concentra=on  to  area  of  low  concentra=on  thermodynamically  favoured  due  to  increase  in  entropy  

“down”  a  concentra=on  gradient    

Page 8: L09-150126-Ch-2-Water

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2014   8  

DIALYSIS  IN  THE  LAB  

Page 9: L09-150126-Ch-2-Water

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2014   9  

DIALYSIS  IN  THE  CLINIC  

Kidney  dialysis  pumps  blood  through  a  machine  with  a  semi-­‐permeable  membrane  enclosing  a  dialysate  fluid  to  collect  crea=ne  and  urea  (present  at  high  concentra=ons  in  blood);  excess  water  also  removed.  “Cleansed”  blood  is  pumped  back  into  the  pa=ent.  

Page 10: L09-150126-Ch-2-Water

15-­‐01-­‐26   S.A.  McFarland©2012   10  

Water  All  aspects  of  cell  structure  and  func=on  are  adapted  to  the  physical  and  chemical  proper=es  of  water  

•  Biological  solvent  •  Par=cipant  in  chemical  reac=ons  •  Biological  template  •  Buffered  solu=ons