apa_si_apa_legata

Upload: crystynan

Post on 09-Apr-2018

214 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    1/8

    Apa n sistemele biologice

    Obiective:Prin studierea acestui capitol studentii trebuie sa fie capabili sa explice - importanta apei

    pentru viata- structura si proprietatile remarcabile ale apei- modul de organizare al moleculelor de apa in sistemele biologice.

    Apa este substana chimic cea mai larg rspndit pe glob, acoperind peste 70% din suprafaaplanetei noastre. Ea poate fi considerat drept matrice a vieii , att din punct de vedere istoric cti actual, deoarece este aproape sigur c viaa a aprut n mediul acvatic, c acesta a fost codrul eiprimar de dezvoltare i este evident dependena i condiionarea oricrei forme actuale de via deprezena apei.

    Importana apei n sistemele biologice

    Apa constituie solventul universal att n mediul interstiional ce scald toate celulele, ct i nmediul intracelular n care au loc reaciile chimice caracteristice materiei vii. Apa este mediul detransport al substanelor de la un organism la altul (prin intermediul fluidelor circulante extracelulare)i de eliminare a produilor de dezasimilaie n afara organismului (prin urin i transpiraie). ninteriorul celulelor, n afara rolului su ca mediu de dispersie, apa este necesar pentru reaciile dehidroliz i apare ca produs final al oxidrilor biologice i al reaciilor de condensare. n cazulplantelor, apa este alturi de CO2, un reactant primar n procesul de fotosintez.

    Avnd conductibilitate termici cldur specific foarte mari, apa constituie factorul esenialde tamponare a variaiilor de temperatur n cadrul organismelor, iar la homeoterme evaporarea apeiconstituie principala modalitate de degajare n mediu a cldurii rezultat din catabolism.

    In afara acestor funcii de baz ale apei n organisme, mai pot fi enumerate i altele ca, de

    exemplu, aceea de protecie mecanic a unor sisteme (sistemul nervos central) i mediu de flotaie(suspensie) al unor celule libere (elementele figurante ale sngelui, spermatozoizii).

    Coninutul de ap al organismelor i al esuturilor

    Dac pentru formele sporulate ale bacteriilor coninutul apei este sub 50%, el ajunge, n cazulceleritoratelor, pn la 97%, aa nct despre aceste organisme s-ar putea afirma, n sens metaforic, creprezint ap care triete.

    Coninutul de ap al oricrui organism prezint o tendin constant de scdere pe parcursulevoluiei ontogenetice.

    Coninutul procentual de ap al organismului uman n diferite stadii:

    Embrion n luna : 2 3 4 5 6 Nounscut

    Adult

    Apa % din masa total 97 94 92 85 74 67-74 58-67

    O explicaie a scderii coninutului de ap al organismului pe msura dezvoltrii ontogenetice,ar putea fi scderea intensitii proceselor metabolice, iar apa, ca cel mai dinamic component, urmeazaceast tendin.

    Corelaia direct ntre dinamica metabolic i coninutul n ap este ilustrat de ctre dateleurmtorului tabel, referitoare la diferitele esuturi ale organismului uman adult.

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    2/8

    Coninutul procentual de ap al principalelor esuturi.esuturi Ap (% din mas)DentinScheletTesut adiposCartilajFicat

    Tesut nervos (substan alb)Tesut nervos (substan cenuie)PancreasMuchi striatInim, plmn, rinichi, splin

    1030305070

    7085757680

    Din tabelul de mai sus rezult c majoritatea esuturilor conin aproximativ aceeai proporie deap, cu excepia esutului adipos, care joac mai ales rol de rezerv energetic a organismului i asistemului osos, care are rolul predominant de susinere mecanic.

    Paralelismul ntre dinamica metabolici coninutul de ap este confirmat de procentul foartemic de ap din dentin, despre care se tie c are un metabolism foarte redus, ca i de coninutul de apmai mic n substana nervoas alb (format mai ales din fibre nervoase) fa de materia cenuie

    (alctuit din somele neuronale, care sunt principalul sediu al metabolismului celulei nervoase).

    Proprieti fizice i structura apei

    Proprietile fizice eseniale ale apei, pentru rolul ei n sistemele biologice sunt : clduraspecific, conductibilitatea termic, cldura latent i vaporizare, densitatea, constanta dielectric,punctele de topire.

    1. Cldura specific a apei (4,2 kJo kg-1) este mai mare dect a oricrei substane solide sau

    lichide. Cldura specific mare confer apei rolul de a tampona variaiile de temperatur att la nivelplanetar prin intermediul hidrosferei, ct i la nivelul fiecrui organism. Ponderea mare a apei n masatuturor esuturilor, mpreun cu capacitatea termic mare a acesteia, fac, de exemplu, ca o eliberare

    masiv de cldur, ca urmare a unui travaliu muscular intens, s nu determine vreo supranclziresemnificativ nainte ca sistemele de reglare a temperaturii s intre n funcie.

    2. Conductibilitatea termic (0,59 J.sec-1.cm-1.K-1 la 200C, este de cteva ori mai mare decta majoritii lichidelor. Aceast proprietate accentueaz rolul de amortizor termic al apei norganism, intervenind atunci cnd, datorit prezenei membranelor sau a altor structuri, cldura nupoate fi evacuat prin circulaia fluidelor n jurul locului ei de producere.

    3. Cldura latent de vaporizare (2,43.106 J.kg-1 la 370C a apei este, de asemenea, mult maimare dect a celorlalte lichide). Acesta este un factor determinant al homeotermiei, i anume alpierderii de cldur (termoliza) ce se produce la temperaturi superioare celor de confort termic.

    4. Densitatea Spre deosebire de majoritatea substanelor la care densitatea scade n modcontinuu cu creterea temperaturii, apa prezint o temperatur (40C) la care densitatea este maxim.Prin rcire sub aceast temperatur densitatea ei scade, iar prin ngheare densitatea scade brusc.

    5. Constanta dielectric a apei (78,5 la 250C) este foarte mare, ceea ce explic mareacapacitate a apei de a ioniza substanele dizolvate n ea.

    6. Punctele de topire (00C) i de fierbere (1000C) ale apei sunt extrem de ridicate,comparativ cu compuii de tipul H2Fe, H2Se, H2S.

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    3/8

    Toate aceste proprieti particulare ale apei se datoreaz forei mari cu care moleculele se atragreciproc, datorit caracterului dipolar i capacitii de a forma legturi de H2 astfel nct apa secomport ca i cum masa ei molecular ar fi cu mult mai mare de 18 U. Att caracterul dipolar, ct icapacitatea de a forma legturi de H2 decurg din caracteristicile structurale ale moleculei de H2.

    Analiza spectroscopic a vaporilor de H20 a artat c aranjarea atomilor de H2i 0 n moleculade ap este ca n figura urmtoare.

    Aceast dispunere face ca molecula de H20 s aib un moment de dipol de 1,858 Debye 6,2 x10-30C.m. Caracterul dipolar al moleculei face ca apa s aib o constant dielectric att de ridicat,datorit capacitii moleculelor de ap de a se orienta n cmp electric. n acelai timp, momentuldipolar mare face ca moleculele de ap s tind s se combine cu ionii pentru a forma hidrani. Acestedou proprieti explic excepionalele caliti ca medii de dispersie, de dezvoltare i de ionizare aapei.

    Din considerente de mecanic cuantic, rezult c cele 2 perechi de electroni liberi ai atomuluide 02 al apei sunt organizate n orbitali care, mpreun cu cei doi orbitali ce leag atomii de H legai derespectivul oxigen, sunt aranjai tetraedric n jurul atomului (nucleului) de 02.

    Fiecare din cei doi protoni poate forma o legtur de hidrogen cu unul dintre cele dou centrede sarcin negativ de atomul de 02. Deoarece fiecare 02 este acceptor de 2 legturi de H donor pentrualte 2, fiecare molecul de ap este nconjurat, tetraedric, de alte 4molecule de ap. Din ghea, aceast orientare tetraedric se extinde n toate direciile, formnd oreea.

    Fiecare molecul fiind nconjurat numai de alte 4 molecule nvecinate, acest lucru face cagheaa s aib o structur afnat, cu o densitate anormal de sczut. Prin topire, dispunerea tetraedriceste parial distrus, moleculele de ap mpachetndu-se mult mai strns, i densitatea crete brusc. Sepstreaz ns multe din legturile de H care se desfac pe msura nclzirii, determinnd o cretere ncontinuare a densitii pn la temperatura de 4oC, cnd dilatarea normal, datorit creterii agitaieitermice, ajunge s compenseze iar apoi s depeasc acest efect.

    Asocierile moleculare prin legturi de H fac s creasc momentul efectiv de dipol, determinndastfel valoarea anormal de mare a constantei dielectrice. Faptul c energia acestor legturi ( 20 k Jomol -1) este superioar energiei interaciilor moleculare obinuite prin fore Van der Waals, ( ~ 1 k Jomol 1) explic valorile foarte mari ale cldurii specifice, cldurilor latente i punctelor de topire ifierbere.

    Fa de dispunerea tetraedric foarte ordonat a moleculelor n ghea, n lichid sunt prezentedeformri, defecte i distorsiuni, structura local n lichid prezentnd i fluctuaii n timp.

    104 O 31

    0,958

    H

    HH

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    4/8

    Starea apei n sistemele biologice

    Faptul c apa, prin ponderea ei deosebit de mare n ansamblul componenilor organismelorreprezint cadrul molecular

    n care se desfoar viaa, face ca problema strii ei fizice s fie de o importan fundamental. Dinpunct de vedere teoretic, elucidarea strii apei n organisme, i n special n interiorul celulelor,constituie etapa majori cea mai dificil a nelegerii strii fizice a materiei vii n general. Din punct

    de vedere practic, este important s se cunoasc ce fraciune din apa organismului poate funcionadrept solvent pentru substanele de genul medicamentelor, a cror aciune depinde de accesul lor ladiferite formaiuni celulare.

    O serie de alte probleme practice importante, nemijlocit legate de starea apei n organism, suntcele ale sociobiologieica, de exemplu, meninerea viabilitii organelor izolate pstrate la temperaturi

    joase, n vederea transplantului i modalitile opionale de realizare a acestei pstrri sau chiar aspectede interes economic, cum ar fi conservarea prin frig a alimentelor.

    Problema central referitoare la starea apei n materia vie este aceea a apei citoplasmatice.

    Modelul polimerilor.

    Experienele efectuate au condus la idea c exist o analogie ntre comportamentul molecular alapei i cel al polimerilor, Ca i apa, polimerii sunt corpuri caracterizate de numeroase legturi. Unpolimer este o nlnuire de monomeri, adic de molecule identice, legate unele de altele. Micrileacestui lan lung, sunt caracterizate de dou timpuri de relaxare (durata de rentoarcere la echilibru).Primul timp de relaxare numit i timp de relaxare alfa, corespunde micrilor scheletului polimerului.Al doilea, timpul de relaxare beta corespunde mucrilor ramificaiilor grefate pe schelet.

    Micrile scheletului sunt relativ lente i depind mult de temperatur. Polimeii trec i ei printr-otranziie vitroas atunci cnd scdem temperatura. Cnd temperatura tinde ctre cea de tranziievitroas, timpul de rellaxare alfa este divergent, adic micrile scheletului devin infint de lente.Comportamentul polimerilor este comandat de micrile lanului, adic de timpul de relaxare alfa i detemperatura de tranziie vitroas. Sub aceast temperatur polimerul are aspectul i proprietile unuisolid, chiar dac la nivelul molecular, dinamica legat de micrile de tip beta este ntotdeauna

    prezent.Ca i un polimer,apa este o reea ntins, cvasifinit de legturi de H. Micrile de ansambluale moleculelor de ap , adicocurile ntre molecule , difuzia moleculelor , deformaiile reelei ,care se formeaz , corespund relaxrii alfa a polimerilor . Intreruperea formrii si distrugereacontinu a legturilor de H corespunde relaxarii beta a polimerilor . In urma experienelorefectuate , s-a pus in eviden o divergen a viscozitii si deci a timpului caracteristic inapropierea temperaturii de nucleaie omogen , adic spre -45oC. Se inelege astfel c, dacmicrile de ansamblu ale moleculelor sunt singurele care conteaz ,aceast temperatur va fi efectivtemperatura de tranziie vitroas ,cea la care apa inghea . Spre-35oC comportamentul viscozitiiapei este inc dominat de modelul alfa ,dar foarte rapid modelul beta impune micri (o dinamic) caredepinde foarte puin de temperatur.

    Acest model ofer cteva avantaje : d o posibil explicaie plauzibil a faptului c temperatura

    de divergen a vscozitii corespunde temperaturii de nucleaie, se apleac asupra observaiilormicroscopice i se procedeaz prin analogie cu polimerii n loc s se invoce noiuni abstracte ca liniaspinoidal sau un nou punct critic.

    Un dezavantaj ar fi acela c explic comportamentul apei, tot speculativ n ceea ce privetedomeniul -40oC - 135oC, unde rezultatele experimentale sunt rezistente.

    O dat cu apariia laserelor femtosecund, va fi posibil studierea mai amnunit a acestorlegturi de H care aa cum se poate desprinde din acest material joac un rol foarte important ncomportamentul apei.

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    5/8

    Comportamentul apei la temperaturi foarte sczute

    n organismul uman adult se gsete 58% ap din care 45% n spaiul extracelular i 55% n celintracelular.

    n aparen apa este un corp simplu. n realitate ea prezint proprieti uluitoare i particulare latemperaturi sczute. Apa este practic singurul corp mai dens n faza sa lichid dect n faza solid.Interesante sunt i tranziiile de faz, adic schimbrile de stare. Cu certitudine apa se transform n

    ghea la 0oC n vapori la 100oC, dar, n anumite condiii, poate s rmn n stare lichidi n afaraacestui interval. Astfel apa , ultrapur, poate fi adus la 220oC fr a fierbe. Aceast stare este nsfoarte instabil i cea mai mic perturbare declaneaz o fierbere exploziv. Invers, apa poate srmn lichid sub 0oC, caz n care spunem c este supranmuiat.

    Cauza acestor remarcabile proprieti este legtura de hidrogen. Aceast pseudolegtur estediferit de adevratele legturi covalente care leag, n fiecare molecul de ap, un atom de hidrogende doi atomi de hidrogen. Legtura de hidrogen nu leag ntre ei atomii aceleiai molecule ci atomii deoxigen i hidrogen din molecule diferite. Ea explic comportamentul apei n stare de vapori i ghea.

    Totui, exist un domeniu de temperatur : ntre 40oC i 135oC n care schimbrile de starermn n continuare enigmatice. Peste 40oC apa este fie supranmuiat, fie sub formm de ghia.Dac se menine n starea supranmuiat, pn n jurul a 40oC, la aceast temperatur, numittemperatura de nucleaie omogen, apa se transform spontan n ghiaa cristalin. Sub 135oC,

    temperatura de tranziie vitroas, apa se poate transforma n gheaa vitroas. n acest tip de gheavitroas moleculele de ap nu se aranjeaz de-a lungul unei reele cristaline regulate, ci ca un lichid

    ngheat brusc.

    Rolul legturii de hidrogen

    Apa este un lichid asociat,adic legturile intermoleculare

    joac un rol dominant. n cazulapei predomin interaciunileatractive i anume legturile de

    hidrogen ntre molecule. Acestelegturi se formeazi se rup demii de miliarde de ori pe secund.Ele au rolul de a impune oanumit ordine. Astfelmultiplicarea legturilor dehidrogen antreneaz gelifierea..

    ntr-o legtur covalent, n snul aceleiai molecule,fiecare atom cedeaz un electroni cei doi electroni pui n comunconstituie legtura. ntr-o

    legtur de hidrogen cei doielectroni ai legturii suntfurnizai de un singur atom, ncazul de fa oxigenul care poartdou dublete electroniceAstfel oxigenul se poate angaja singur n dou legturi de hidrogen n plus fa de cele dou legturicovalente.

    Energia legturii de hidrogen, de 10KJ/mol, este mult inferioar legturii covalente, de 492KJ/mol, iar la temperatura ambiant este de 4-5 ori superioar celei furnizate de agitaia termic. Apa,ar trebui s fie deci un solid, deoarece agitaia termic nu furnizeaz energia necesar distrugerii

    104o

    0,1nm

    0,18nm

    Fig.1 Legtura de hidrogen se formeaz cnd un atom dehidrogen al unei molecule de ap se leag de un atom de oxigenal altei molecule. Aceast legtur, de 50 ori mai slab dect cea

    covalent este responsabil de proprietile extraordinare aleapei.

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    6/8

    legturilor de hidrogen. Lungimea legturii de hidrogen este de 1,18 nm, practic dublul lungimiilegturii covalente.

    Cnd o legtur de hidrogen se rupe, cele dou molecule iniial meninute la distan, se potapropia. De aceea gheaa este mai puin dens dect apa lichidi motivul pentru care densitatea apeitrece printr-un maxim la 4oC este : cu ct sunt mai multe legturi de hidrogen cu att apa este mai puindens. Numrul legturilor de hidrogen descrete linear cu temperatura. Acest lucru ine de echilibrulcare se stabilete n snul lichidului i agitaia termic ce distruge legturile de hidrogen. Cnd se trece

    de la ghea la apa lichid se rup suficiente legturi de hidrogen ca reeaua cristalin s se dizloce.Fiecare molecul de ap este nconjurat de 4 vecini. n alte lichide numrul de vecini este ngeneral mai mare, putnd ajunge chiar 10 vecini n lichidele atomice (argon lichid). Astfel n snulapei exist un mare volum liber disponibil n care au loc vibraii interne ale fiecrei molecule de ap.

    Francesco Sette a studiat propagarea sunetului n ap. El a demonstrat c dac frecvenasunetului este suficient de mare pentru a nu modifica structura reelei legturilor de hidrogen pe durataa mai multor perioade, unda sonor se propag ca ntr-un solid, din aproape n aproape.

    Legturile de hidrogen impun n mod natural o geometrie cristalin a reelei tetraedrice a apei.

    Apa supranmuiat

    Apa supranmuiat se transform ntr-un cristal de ghea n momentul n care este introdus oimpuritate : acesta este fenomenul de nucleaie (din latinescul nucleus=nucleu). In prezena impuritiitoat masa de ap se transform ntr-o fraciune de secund n cristal de ghea deoarece ordonareacristalin se propag precum unda. In condiii normale nucleaia se produce la 0oC. Toate asperitilede la suprafaa recipientului care conine ap sau toate impuritile prezente pe suprafaa recipientuluiconstituie germeni de cristalizare. In schimb cu apa pur aflat ntr-un recipient perfect neted i lipsitde impuriti, curat, nucleaia nu este spontan dect la temperatura de nucleaie omogen, aflat n

    jurul temperaturii de 40oC. O explicaie calitativ a acestei temperaturi ar fi urmtoarea : o dat cetemperatura este mic, micile variaii locale ale agitaiei termice vor fi suficiente pentru a iniiaprocesul de nucleaie. Pe de alt parte, n apropierea temperaturii de 40oC apar micile zone dedensiti egale cu a gheei cristaline i acestea se vor putea menine mai mult timp pentru a iniiacristalizarea.

    Cnd ne apropiem de temperatura de tranziie vitroas, inferioar celei de nucleaie omogen,vscozitatea crete brusc i se spune c ea este divergent. In stare vitroas moleculele ngheai ipierd cteva din gradele lor de libertate, deci o parte din capacitatea lor de a absorbi energie.

    In cazul apei totul este diferit : vscozitatea apei supranmuiate nu este divergent latemperatura de tranziie vitroas ci la temperatura de nucleaie omogen. Compresibilitatea (tendinade a se comprima sub presiune), cldura specific (capacitatea de a absorbi energie termic) a apeiadopti alte evoluii diferite de cele pe care le ateptm, prin comparaie cu alte lichide.

    Modele propuse

    Au fost propuse mai multe modele care s explice comportarea deosebit a apei. Primele

    modele au fost elaborate de ctre Osamu Mishima i Eugene Stanlez de la Institutul japonez decercetare asupra materialelor anorganice. In 1994 ei au emis teoria conform creia tranziiile de fazale apei la temperaturi coborate se traduc prin prezena unui amestec i anume apa este compus din 2forme de ghea vitroas de densiti diferite. Cea de-a doua teorie se bazeaz pe dinamica moleculelorde ap. Aceste molecule formate dintr-un atom de oxigen i doi atomi de hidrogen particip la micride ansamblu, lente, dar i la micri individuale, rapide pentru ca legturile de hidrogen ntre moleculese formeazi se desfac fr ncetare.

    Diagrama de faz a apei ce cuprinde zonele semnalate a fost introdus de Robin Speedz iAusten Angell, de la Universitatea din Illinois, acum 30 ani, n 1976.

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    7/8

    Domeniile de existen alediferitelor stri (sau faze) sunt separatede linii de coexisten (sau linii deechilibru). Linia de coexisten lichid-gaz se termin ntr-un punct critic. De laacest punct apa este supercritic , ntr-ostare care nu e nuici gaz, nici lichid.

    Cele 3 linii de coexisten se unesc npunctul triplu. Diagrama de faz prezintdeasemenea i linii spinodale, caremarcheaz limita peste care o fazmetastabil nu poate exista, aceste liniise gsesc ntotdeauna n continuarea uneilinii de coexisten. Apa rmne lichidsub linia de coexisten lichid-solid igazoas peste liinia de coexisten lichid-gaz. Indiferent de msurile luate nexteriorul liniei spinodale, apa se transform n ghea (la stnga) i n vapori (la dreapta).

    Pe diagram se observ c apa supranmuiat ntotdeauna dispare la o anumit temperatur (n

    jur de 40oC la o presiune de sub o atmosfer).Producndu-se tranziia vitroas plecnd de la apa lichid s-a demonstrat c linia spinodal nu

    exist.n 1984 s-a propus un nou model acela al existenei unui amestec de 2 lichide n domeniul

    cuprins ntre -40oC i - 135oC. Mishima, Calvert i Whalley, au comprimat gheaa obinuit (cu reeahexagonal) la presiuni de 12.000 ori mai mari dect presiunea atmosferic normal, la temperaturaazotului lichid ( -196oC). Au constatat o spectaculoas reducere de volum a gheii care persist iatunci cnd se revine la presiunea atmosferic normal (meninnd temperatura la 1960C).Msurtorile cu raze X au relevat c aceast ghea are o structur vitroas. S-a obinut astfel o nouform de ghea vitroasi de densitate foarte mare. Msurtorile efectuate ulterior arat c n pofidadensitii sale mari, fiecare molecul din aceast ghea vitroas nu are dect 4 vecini, ca n cazul apeiclasice. Aceasta nseamn c gheaa a suferit modificri structurale n care unghiurile au fost

    modificate.

    Apa legataproprietati: - rezista la deshidratare

    - nu se evapora uor- nu ingheata chiar la 20o C- nu dizolva cristalele, medicamentele, gazelle- nu participa la osmoza- nu permite desfasurarea reactiilor chimice

    Metode de determinare a ponderii apei legate intracelulare

    - distructive determinarea punctului de congelare- determinarea punctului de fierbere (deshidratare)- nedistructive spectroscopia IR (spectrul apei lichide este diferit de al

    ghetii)-masuratorile calorimetrice ( capa = 2cghiata )-masurarea constantei dielectrice-metoda RMN : se masoara valorile B la care au loc

    tranzitiile cuantice ale atomilor de H

    Lichid-Solid Punct critic

    Linie de

    coexisten

    Linie

    GazSolid - gaz

    Solid

    Lichid

    Lichid gaz

    Punct

    -

    -40 0,0098 100 374T(0 C)

    0,0060

    3

    1

    220

    Ghea

    densitate

    GheaaDensitate

    Fig.2 Diagrama de faz a apei ce indic zonele deexisten a gheii, apei lichide i vaporilor de apm n

    funcie de presiune i temperatur

  • 8/8/2019 Apa_si_apa_legata

    8/8

    Ordonarea apei celulare influenteaza desfasurarea proceselor celulare (excitatia, contractia,diviziunea, etc.). In D2O legatura de deuteriu este mult mai puternica ca cea de hydrogen si crestegradul de ordonare. Consecinte: - transportul activ prin membrane se blocheaza

    - contractilitatea dispare- inceteaza diviziunea celulara.

    Apa la temperaturi foarte scazute:este mai densa in faza lichida decat in cea solidaapa ultrapura se poate adduce la 220oC fara sa fiarba-este o stare instabila

    declanseaza o fierbere explozivaapa ultrapura poate atinge -40oC fara sa inghete (apa inmuiata)apa sub -40oC (tempertura de nucleatie omogena) se transforma spontan in gheata

    cristalina

    Apa sub -135oC (temperatura de tranzitie vitroasa) trece in gheata vitroasa (amorfa)Comportarea apei poate fi interpretata pe baza modelului polimerilor prin analogie.

    Atat apa cat si polimerii prezinta o insiruire de monomer intre care se manifesta interactiuni.Lantul polimeric prezinta miscari termice ale scheletului si ale ramificatiilor. Aceste miscari

    sunt caracterizate prin timpii de relaxare specifici t1 si t2. Primul( alfa) este characteristic scheletului si

    al doilea ( beta) este characteristic ramificatiilor.Print imp de relaxare se intelege intervalul de timp necesar sistemului respective sa atingastarea de echilibru.

    Polimerii, la temperaturi scazute trec printr-o tranzitie vitroasa si sub aceasta temperaturepolimerul este in stare solida

    Miscarile ansamblurilor de molecule de apa - (H2O)n pot fi caracterizate astfel: miscarile deansamblu, respective deformarea retelei corespunde relaxarii t1 (alfa), iar intreruperea lantului sidistrugerea puntilor de hidrogen corespunde relaxarii t2 (beta).