AGUA Y EL EFECTO HIDROFÓBICO

Arturo ArnauAngélica Minaya

Jun Sotelo

PROPIEDADES FÍSICAS PROPIEDADES FÍSICAS DEL AGUADEL AGUA

ESTRUCTURA ESTRUCTURA DE LA DE LA

MOLÉCULA MOLÉCULA DE AGUADE AGUA

PUENTES DEPUENTES DEHIDRÓGENOHIDRÓGENO

EN EL EN EL HIELOHIELO

TIPOS COMUNES DE PUENTES DE TIPOS COMUNES DE PUENTES DE HIDRÓGENO EN LOS SISTEMAS HIDRÓGENO EN LOS SISTEMAS

BIOLOGICOSBIOLOGICOS

Aceptor de Hidrógeno

Donador de Hidrógeno

DIRECCIONALIDAD DELDIRECCIONALIDAD DELPUENTE DE HIDRÓGENOPUENTE DE HIDRÓGENO

Puente de Hidrógeno

Fuerte

Puente de Hidrógeno

Débil

Moléculas de agua formando jaulas

Agrupaciones fluctuantes (flickering clusters) de moléculas

de H2O en el seno del líquido

Dispersión de líquidos en agua:Cada molécula de lípido obliga

a las moléculas de aguacircundantes a convertirse en

altamente ordenadas.

Agrupaciones de moléculas lipídicas:

Sólo las porciones lipídicas en elborde de la agrupación obliganal ordenamiento del agua. Hay

menos moléculas de H2Oordenadas con lo que aumenta

la entropía.

Micelas:Todos los grupos hidrofóbicos

están secuestrados lejos del agua;se minimiza la capa ordenada

de moléculas de H2O y la entropía aumenta aún más.

Tratamiento Mercedes-Benz mediante la Perturbación Termodinámica (TPT) y las Teorías de Ecuación Integral (IE)

Modelar al agua mediante tratamientos matemáticos más elaborados.

• Aplicaremos la Teoría de la Perturbación Termodinámica (TPT) y la Teoría de la Ecuación Integral (IE) al Modelo Mercedes-Benz.

• En la TPT la cantidad clave es la Energía libre de Helmholtz A.

• U es la energía interna del sistema.• La entalpía se define como :

H = U + PV

Y A se define como :

A = U – TS

Además a temperatura constante :

dA = dU –TdS –SdT

T constante entonces dT = 0

Por ende dA = dU –TdS

• Por 2ª ley de la termodinámica ( a temperatura constante ) :

dS = dQ / T

Entonces : dA = dU – dQ

• Por 1ª ley de la termodinámica :

dU = dQ – dW

Entonces ( a temperatura constante ):

dA = – dWmáx

• A T cte el Wmáx hecho por un sistema se realiza a expensas de 1 disminución de la Energía Libre de Helmholtz.

• A = Contenido de Wmáx de 1 sistema.

• Este tratamiento permite dar las bases termodinámicas para el uso de la Ecuación Integral.

Enfoque Ecuación-Integral

• Recordemos que la función g depende de dos ángulos y del radio

MC puntos PMSA línea

La geometría puede ser estudiada por la función g

• 0º, 10º, 20ºC

A modo de conclusión (…creo )

• Hemos usado modelos simples para estudiar muchas propiedades del agua.

• 3SEW se ocupa de la termodinámica.• IE de la orientación de las moléculas en el agua.• Se sugiere que las propiedades dependen más por

los enlaces de hidrogéno que por la estructura tetraédrica del agua.

• La meta es conseguir un modelo muy simple y barato computacionalmente.