Fiche de révision : Eau en biochimie

📋 Plan du Cours

1. Structure et propriétés de l’eau
2. Affinité des substances pour l’eau
3. Osmose et tonicité des solutions
4. Ionisation et régulation du pH

📖 1. Structure et propriétés de l’eau

★ À maîtriser

• L’eau représente 70 % du poids d’une cellule.

• Une molécule d’eau H₂O contient un atome d’oxygène et deux atomes d’hydrogène.

• La répartition inégale des charges dans H₂O en fait une molécule dipolaire, portant des charges δ− et δ+.

Compléments

• Les molécules d’eau s’associent par des liaisons hydrogène non covalentes, à raison de 3,4 liaisons par molécule à 25 °C ; quand la température augmente, leur nombre diminue.

• La glace flotte parce que l’eau solide forme une structure en réseau.

📖 2. Affinité des substances pour l’eau

🔑 Notions clés & Définitions

• Substance hydrophile : Polaire, interagit avec l’eau et possède des groupes donneurs –OH ou des groupes accepteurs –NH₂ et COO⁻.
• Substance hydrophobe : N’interagit pas avec l’eau, est apolaire et comporte du carbone et de l’hydrogène ; les huiles, les graisses et les cires en sont des exemples.
• Substance amphipathique : Possède une partie polaire qui interagit avec l’eau et une partie apolaire qui n’interagit pas avec elle ; les monocouches et les bicouches de la membrane plasmique en sont des exemples.

★ À maîtriser

• L’eau agit comme un solvant pour les molécules polaires, qui s’y dissolvent.

Compléments

• L’hydratation est le processus par lequel l’eau hydrate un sel.

💡 Astuce mémo

Hydrophile : le pôle attire l’eau ; hydrophobe : l’apolaire l’évite.

📖 3. Osmose et tonicité des solutions

🔑 Notions clés & Définitions

• Osmose : Diffusion passive de l’eau à travers une membrane semi-perméable, du compartiment le moins concentré en solutés vers le plus concentré.

★ À maîtriser

📌 En solution hypotonique, le milieu intérieur est plus concentré que l’extérieur et l’eau entre dans la cellule, entraînant sa turgescence.

📌 En solution hypertonique, le milieu extérieur est plus concentré que l’intérieur et l’eau sort de la cellule, entraînant sa plasmolyse.

Compléments

• À l’équilibre isotonique, la concentration en solutés est identique à l’intérieur et à l’extérieur, mais l’eau continue de se déplacer dans les deux sens.

💡 Astuce mémo

Hypotonique : l’eau entre ; hypertonique : l’eau sort.

📖 4. Ionisation et régulation du pH

★ À maîtriser

📐 Formule - L’eau s’ionise selon $\mathrm{H_2O \rightleftharpoons H^+ + OH^-}$.

📐 Formule - Le pH est défini par $\mathrm{pH}=-\log[\mathrm{H^+}]$.

• Les molécules tampons régulent le pH d’une solution afin de maintenir le pH physiologique : l’ajout de H⁺ fait baisser le pH et le retrait de H⁺ le fait augmenter.

Compléments

📌 Une solution est acide lorsque sa concentration en H⁺ est supérieure à celle correspondant à pH 7, tandis qu’elle est basique lorsque sa concentration en OH⁻ est supérieure à celle correspondant à pH 7.

💡 Astuce mémo

Ajouter H⁺ → pH baisse ; retirer H⁺ → pH monte.