Chương 1: Nước

Chương 2

NƯỚC VÀ VAI TRÒ CỦA NƯỚC ĐỐI VỚI CƠ THỂ SINH VẬT.
I. VAI TRÒ VÀ ẢNH HƯỞNG CỦA NƯỚC
+CHIẾM KHỎANG 60% TRỌNG LƯỢNG CƠ THỂ
+THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA QUANG HỢP
+MÔI TRƯỜNG CHO CÁC PHẢN ỨNG HÓA SINH
+NGUYÊN LIỆU VÀ DUNG MÔI CHO CÁC QT CHẾ BIẾN
+THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA THỰC PHẨM
+TĂNG CƯỜNG CÁC QUÁ TRÌNH SINH HỌC
+LÀM SẠCH, HÒA TAN, TÁCH PHA TRONG HỖN HỢP
+DẪN NHIỆT HOẶC LÀM LẠNH CÁC THIẾT BỊ ĐỘNG CƠ
+LÀ NGUYÊN LIỆU CÓ KHẢ NĂNG PHỤC HỒI
HÀM LƯỢNG NƯỚC TRONG MỘT SỐ THỰC PHẨM
Ở dạng chưa chế biến, hàm lượng nước lớn hơn sản phẩm đã qua chế biến:
- Rau, quả tươi: 70-95%
- Hạt, rau quả khô: 10-20%
- Sữa 58-74%
- Cá: 62-84%
- Thịt: 58-74%
- Đường cát: 0,14-0,4%
- Dầu thực vật: 0,25-1,0%
Hàm lượng nước trong sản phẩm còn phụ thuộc vào môi trường bên ngoài: điều kiện chăn nuôi, trồng trọt, khí hậu, đất đai…
TRẠNG THÁI NƯỚC
NƯỚC TỰ DO
Là chất lỏng giữa các micelle có tính chất của nước nguyên chất
NƯỚC LIÊN KẾT
LIÊN KẾT HẤP THU: Độ bền trung bình được các phân tử có cực hấp thu trên bề mặt. bảo tồn được tính chất của chính nó.
LIÊN KẾT MAO QUẢN (CƠ LÝ): Được hấp thu bởi các phân tử trên bề mặt mao quản rồi đi vào bên trong, ngưng tụ và làm đầy mao quản
LIÊN KẾT HÓA HỌC: Liên kết chặt chẽ với vật liệu và chỉ tách ra được bằng phản ứng hóa học hay xử lý nhiệt. tồn tại ở dạng thành phần của hidrate như nhóm -OH hoặc tinh thể hidrate (BaCl2.2H2O; CaSO4.5H2O )
BaCl2.3H2O
CẤU TẠO CỦA NƯỚC
Tồn tại dạng liên hợp [H2O]n
Tồn tại dạng liên hợp [H2O]n
Tứ diện đều, rỗng
Có 1 pt làm tâm và 4 pt ở 4 đỉnh
Ở -183oC, 100% các liên kết tham gia
Ở 0oC, 50% các liên kết tham gia
BÀI THU HOẠCH
Sv tìm hiểu và giải thích:
Tại sao khi đông đá thì thể tích khối nước đà lại tăng lên?
Nước muối (có trong biển và đại dương), nước sông có nhiều chất tan khác nhau và nước cất khi đông đá ở nhiệt độ thấp, có gì khác nhau về cấu trúc và độ bền hay không? Gỉai thích?
Khả năng hòa tan trong nước
Hòa tan tốt các ion
Khả năng hòa tan trong nước
Các cấu trúc đặc biệt
Các dạng ion của nước
H+: hydrogen ion
OH-: hydroxide ion
H3O+: hydrathydrogen ion
Các tác nhân có thể ảnh hưởng lên cấu trúc phân tử nước
Chất điện ly mạnh làm giảm số liên kết hydrogen
Hydrocarbon hay các nhóm chức không phân cực của protein làm tăng số liên kết hydrogen
Các dung môi, chất hóa học có tính háo nước
Các khí hydrocarbon tạo tinh thể với nước (propan, freon.)
Dung dịch đệm
Nồng độ hydrogene ion trong dung dịch ảnh hưởng rất nhiều đến các quá trình diễn ra trong cơ thể sống, do đó pH là một trong các yếu tố quan trọng có tác động lớn đến thế giới tự nhiên.
Tuy vậy, trong thế giới sống (động thực vật, vi sinh vật,…) nồng độ hydrogene ion luôn nằm trong một giới hạn cố định.
Ví dụ, trong máu, thông thường pH = 7,4, và có khả năng dịch chuyển trong khoảng 7,35 – 7,45, phụ thuộc vào lượng các chất hòa tan trong đó.

pH của máu có thể bị thay đổi khi:
+ Sự nhiễm acid (thường do bệnh đái đường hoặc với người nhịn đói lâu), pH của máu rơi xuống dưới 7,35, xảy ra khi mất cân bằng trong cơ thể.
+ Khi thận bị hỏng.
+ Nếu pH bị giảm xuống dưới 7, thì hệ thần kinh sẽ bị suy nhược và có thể dẫn đến tử vong.
Khi pH trong máu tăng lên trên 7,45, thì sự nhiễm kiềm xảy ra.
Trạng thái này xảy ra khi bị nôn mửa hoặc khi sử dụng một lượng lớn thuốc mang tính kiềm.
Trong trường hợp này hệ thần kinh sẽ bị kích động mạnh, hệ cơ bị chuyển sang trạng thái co thắt. Nếu kéo dài tình trạng này cơ thể sẽ bị co giật và có thể dẫn đến ngưng thở.
Như vậy, có thể thấy sự ảnh hưởng rõ rệt của nồng độ hydrogen ion đến cơ thể sống. Chính vì vậy, để kiểm soát và ổn định nồng độ này ta cần đến sự hiện diện của một loại dung dịch: dung dịch đệm.
Dung dịch đệm là một loại dung dịch có khả năng kết hợp với hydrogen ion hoặc giải phóng ion này tùy thuộc vào trạng thái của dung dịch.
Dung dịch đệm giúp cho nồng độ của hydrogen ion gần như được ổn định. Các dung dịch đệm thông dụng nhất bao gồm các acid yếu và các baz tương ứng của chúng.
Khả năng chống lại sự thay đổi pH của các dung dịch đệm phụ thuộc vào khả năng thiết lập sự cân bằng trong dung dịch giữa các thành phần trong dung dịch đệm. Các dung dịch đệm luôn tuân theo nguyên lý Le Chatelier (phản ứng xảy ra theo chiều làm giảm sự căng thẳng của phản ứng).
Đệm acetat bao gồm: acid acetic và muối acetat. Tác dụng đệm hình thành khi sử dụng dung dịch NaOH để trung hòa acid acetic:
CH3COOH + OH-  CH3COO- + H2O
Nếu cho thêm hydrogen ion vào dung dịch đệm acetat, thì các ion này sẽ kết hợp với các anion acetat để tạo thành acid acetic:
H+ + CH3COO-  CH3COOH
Các phản ứng này làm giảm lượng hydrogen ion trong dung dịch và ổn định pH về gần giá trị pH ban đầu của dung dịch.
Nếu nhiều ion OH-, lúc này acid acetic sẽ bị phân ly thành anion acetat và hydrogen ion. Các hydrogen ion này sẽ kết hợp với các ion OH- bị thêm vào thành phân tử H2O:
Và như vậy lượng hydrogen ion cũng gần như không đổi.
Khả năng của dung dịch đệm trong việc tác động đến pH của dung dịch phụ thuộc vào các yếu tố:
Nồng độ mol của acid và base tương ứng.
Phần trăm của các acid và base này trong dung dịch.
BÀI THU HOẠCH
SV tìm hiểu thành phần (công thức), tính chất và ứng dụng của một số dung dịch đệm sinh học phổ biến.
Áp suất thẩm thấu
Được tạo nên do sự chênh lệch nồng độ giữa hai phần của màng bán thấm
Áp suất thẩm thấu gây nên một số sự cố đối với tế bào
Áp suất thẩm thấu
Áp suất thẩm thấu () phụ thuộc vào nồng độ của các chất hòa tan.
Với  = MRT
Trong đó: M: nồng độ phân tử gam; R: hằng số = 0,082 L.atm/K.mol; T: độ Kelvin
Nồng độ thẩm thấu
Là nồng độ của dung dịch khi tạo thành sự thẩm thấu, được tính theo đơn vị osmol.
Nồng độ thẩm thấu được tính theo công thức:
Ure là một phân tử không phân cực, do đó một phân tử ure chỉ có một phần trong dung dịch. Vậy nồng độ thẩm thấu của dung dịch ure 2M là:
Nồng độ thẩm thấu = 2M x 1 = 2 osmol
NaCl phân ly thành hai ion trong dung dịch. Vậy nồng độ thẩm thấu của dung dịch NaCl 1M là
Nồng độ thẩm thấu = 1M x 2 = 2 osmol
Sự thẩm thấu và tế bào sống
Áp suất thẩm thấu gây nên một số “sự cố” đối với tế bào sống. Trong các tế bào có chứa các dịch bào có nồng độ nhất định.
“Dung dịch đẳng trương - Isotonic”. Ví dụ tế bào máu và dung dịch NaCl 0,9% (nước muối sinh lý) thì khi đó sẽ không có hiện tượng thẩm thấu qua thành tế bào.
“Dung dịch nhược trương – hypotonic”.
Nếu như ta đặt các tế bào vào trong dung dịch có nồng độ thấp hơn nồng độ của dịch trong tế bào, thì lúc này nước sẽ đi vào bên trong tế bào và tế bào sẽ bị phình ra cuối cùng sẽ bị nứt ra.
Dung dịch ưu trương “hypertonic”,
Trong loại dung dịch có nồng độ cao hơn dịch trong tế bào, các tế bào sẽ bị co lại do nước từ trong tế bào bị thẩm thấu ngược ra ngoài.
Ví như các tế bào máu trong dung dịch NaCl 3%.
Trong thực tế, ngoài hiện tượng thẩm thấu còn nhiều yếu tố khác.
Với các protein, thành tế bào có cấu trúc hoàn toàn không như một màng lọc, chỉ có các lỗ với các kích cỡ nhất định. Nó còn có khả năng cho thẩm thấu ngược các loại ion, các dạng chất dinh dưỡng và các chất thải qua nó.
Bản thân tế bào sống sẽ tự thay đổi để phục vụ cho quá trình sống của nó.
* Định nghĩa: độ ẩm còn gọi là thuỷ phần là lượng nước tự do có trong vật chất.
Biết được độ ẩm là một điểm quan trọng trong công tác phân tích xác định giá trị dinh dưỡng và chất lượng của vật chất sống.
- Về phương diện dinh dưỡng, nếu độ ẩm càng cao, các chất dinh dưỡng khác nhau càng thấp.
- Về phương diện xác định chất lượng thực phẩm và khả năng bảo quản, nếu độ ẩm vượt quá mức tối đa, thực phẩm sẽ mau hỏng. Thí dụ: độ ẩm tối đa của bột là 14%, nếu quá 14% bột sẽ dễ chua.
ĐỘ ẨM
HỌAT ĐỘ NƯỚC
Trong một dung dịch, một phần bề mặt thóang của dd bị các phân tử hydrate chiếm giữ, nên số pt dung môi thóat ra trong một đơn vị thời gian trên một đơn vị diện tích bề mặt sẽ nhỏ hơn so với dung môi nguyên chất. Ta có:
Dung dịch ? hơi
Gọi:
P là áp suất hơi bảo hòa của dung dịch
Po là áp suất hơi bảo hòa của dung môi ng-chất
Hoạt độ nước được tính theo công thức:

P
aw = Po
Qui định nước nguyên chất
có aw = 1 đơn vị.

Một dung dịch hay thực phẩm nào đó luôn có aw < 1 đơn vị.

Trong điều kiện cân bằng, aw của dung dịch = P hơi tương đối do dung dịch đó tạo ra trong môi trường quanh nó.
Hay : aw. 100 = độ ẩm tương đối bách phân.
MỐI LIÊN QUAN GIỮA aw VÀ ĐỘ ẨM
Sản phẩm có hàm ẩm cao thường chứa nhiều nứơc tự do nên có aw cao.
Khi tách nước hoặc thêm chất tan vào dung dịch làm tăng lượng nước liên kết thì aw giảm.