P.D.: Las potencias están escritas de forma rara en el blog porque no puedo colocarlas bonitas, pero en los apuntes están como todos las conocemos ;)
Capacidad
de ionización
El agua
posee bajo grado de ionización, y algunas moléculas de agua sufren este proceso
de ionización, y se obtiene 2 tipos de iones.
H₂O --------> (OH) ˉ + Hᶧ
Se obtiene el ion
OHˉ, que se llama ion hidroxilo. Y el Hᶧ que también se llama Hᶟᶧ o ion
hidronio.
La concentración de
moléculas ionizadas es muy baja a 25°, de 10^(-14) moles/litro.
Por tanto, la concentración de ion
hidroxilo y de ion hidronio debe de ser la misma y corresponderá a esto:
[OHˉ]= [Hᶧ]= 10^(-7) moles/litro
Porque se define como producto iónico al producto de las
concentraciones de los iones del agua, y el producto debe mantenerse constante,
por tanto todo aumento en la concentración de hidronios, en una disolución por adición
de un ácido. Para que se mantenga el producto iónico constante, conlleva una
disminución de la concentración de OHˉ o de
hidroxiliones.
De la proporción
relativa en la que se encuentre en una disolución acuosa los iones del agua, va
a depender la reacción real y efectiva de un líquido. Una disolución es neutra
(como el agua pura) si posee tantos iones hidronios como iones hidroxilos. Es
acida si dominan los iones hidronios, y es alcalina o básica si predominan los
hidroxilos.
Las sustancias
acidas, al disolverse en el agua siempre producen iones hidronios, por tanto
acidifican. Las básicas producen iones hidroxilos y alcalinizan.
La concentración por
tanto de hidronios, determina la acidez, como resulta complicado expresar la
concentración de hidronios, por el número de hidrosecciones g/litro. A
propuesta de Sorensen, esto se
representa como el “Exponente de
Hidrógeno” que es el logaritmo decimal negativo de la concentración de Hᶧ,
y que recibe el nombre de pH. Por tanto:
pH= -log[H+]
pH=-log10^(-7)=-(-7)=7
Si H+ > 10^(-7) es
ácida.
Si pH > 7 es básica.
Si H+ < 10^(-7) es básica. Si pH < 7 es ácida.
Si H+ = 10^(-7)es
neutra.
Si pH = 7 es neutra.
Podemos decir a modo de ejemplo, que la sangre es
ligeramente básica (aproximadamente 7,4), mientras que el estómago es ácido
(contiene ácido clorhídrico).
Las variaciones de pH son de gran importancia en
procesos biológicos de la célula. Por ejemplo: Acumulación de energía (ATP),
activación de las enzimas lisosómicas (lisosomas).
Sistemas
Coloidales
En los seres vivos, el estado líquido está compuesto
por dispersión de muchos tipos de moléculas, llamadas solutos, y un solo tipo
de fase dispersiva o disolvente. Los solutos pueden ser de bajo peso molecular
o de elevado peso molecular (proteínas). Las dispersiones de soluto de bajo
peso molecular se llaman dispersiones, pero las dispersiones de soluto de
elevado peso molecular, son los coloides.
El tamaño de las dispersiones de los coloides varía
en una milimicra a 0,2 micras. Son transparentes y claras pero a trasluz
presentan opacidad. Son estables y no sedimentan, pero por ultra centrifugación
se separa la parte dispersa y la dispersiva.
Hay dos tipos de dispersiones coloidales: La de las
macromoléculas si su tamaño es mayor a ¿???????? Y la de las micelas, que son
las partículas resultantes de la agrupación de cientos de miles de moléculas
pequeñas. Llamamos suspensiones coloidales cuando las partículas dispersas (o
soluto) son líquidos.
Según la afinidad entre la fase dispersa o soluto y
la dispersiva, hay coloides liófilos, cuando las moléculas dispersas tienden a
rodearse de numerosas moléculas de la fase dispersiva. En el caso del agua se
habla de coloides hidrófilos (se dispersa en agua). Hay también coloides
hidrófobos, cuando no existe esa probabilidad.
Las dispersiones coloidales se presentan en 2
estados: Estado DE Sol o estado líquido o el estado de gel o semisólido.
El sol se produce cuando la fase dispersa es un
sólido y la dispersiva es un líquido.
El Gel en fase dispersa es un líquido, y en
dispersiva es un conjunto de fibras entrelazadas en las que quedan retenidas
las moléculas de agua.
Del estado de Sol se puede pasar a gel, pero no
siempre de gel a sol.
A veces en las dispersiones coloidales aparece la
precipitación cuando se consigue eliminar las capas de agua. Si la
precipitación es en forma de copos, se llama coagulación. Si mediante la adición
de agua, un precipitado coagulado vuelve al estado de Sol, hablamos de
coagulación reversible.
Las dispersiones coloidales hidrófobas son menos
estables que las hidrófilas. Las partículas hidrófilas tienden a rodearse de
los iones presentes en el agua y las sustancias que al disolverse dan lugar a
estos iones, se llaman sustancias estabilizantes.
Propiedades
de los coloides
- · Viscosidad. Más elevada que la del agua. Definiéndola como la resistencia interna que presenta un líquido al movimiento rotativo de las moléculas.
- · Elevado poder adsorbente. La adsorción es un proceso por el cual las partículas de una sustancia son atraídas a la superficie de un sólido. Esta propiedad depende de la superficie de la sustancia adsorbente. La misma cantidad de sustancias si está dividida, aumenta su capacidad de adsorción, ya que aumenta su superficie.
- · Sedimentación. Las dispersiones coloidales son estables y no sedimentan en condiciones normales. Pero sometidas a fuertes campos gravitatorios, si lo hacen, como por ejemplo, por ultra centrifugación.
- · Electroforesis. Es el transporte de partículas coloidales debido a la acción de un campo eléctrico. Las partículas coloidales con cargas positivas como algunas proteínas, van al cátodo, y las de carga negativa al ánodo. Esta propiedad se utiliza para separar distintos tipos de proteínas que están juntas en un determinado tejido.
- · Diálisis. Proceso que permite separar partículas coloidales de las no coloidales. Se utiliza en la hemodiálisis.
- · Difusión. Es la repartición o mezcla homogénea de las partículas entre dos fluidos. Se debe al continuo movimiento en el que se encuentran dichas partículas en dichos fluidos. La podemos encontrar en el cambio de gases que hacemos en la respiración.
- · Ósmosis. Si ponemos en contacto 2 disoluciones de distinta concentración, el agua y los solutos difunden hacia la menor concentración el agua, y los solutos difunden hacia la menor concentración hasta igualar las concentraciones. Pero si se pone entre ellas una membrana semipermeable que solo permita el paso del agua, la tendencia a igualar las concentraciones se manifiesta por el paso de agua de la más diluida a las más concentrada.
La concentración más concentrada
se dice que es hipertónica, y la menos concentrada, hipotónica.
Si dos soluciones tienen la
misma concentración, son isotónicas. En este caso la célula no se deformara,
pero si el medio externo es hipotónico con respecto al medio interno de la célula,
para igualar las concentraciones pasara el agua de fuera hacia adentro. De
manera que la célula se hinchará, lo que se llama turgescencia, o turgencia.
Si el medio externo es el
hipertónico con respecto al interior celular, que es hipotónico, saldrá agua y
perderá agua la célula, de manera que se arrugará. Fenómeno conocido como plasmólisis, que acaba con la lisis (o
rotura celular).
Sistemas amortiguadores (sistemas tampón)
El medio interno animal, tiene
un pH neutro que oscila entre 6,7 y 7,3 y este pH se mantiene constante a pesar
de muchas causas que lo pueden variar. Por ejemplo: el aporte de los hidronios,
procedentes de la disociación de productos ácidos del metabolismo.
Esto es posible por la
existencia de unos mecanismos químicos que evitan las variaciones de producto iónico,
que actúan regulando la reacción efectiva (mantienen constante el pH), ya que
las enzimas que catalizan las reacciones celulares (metabolismo), actúan dentro
de unos límites de un pH óptimo.
Normalmente, estos amortiguadores están
formados por un ácido débil y una sal de ese acido, o por una base débil o una
sal de esa base. El poder amortiguador que tienen los tampones, se debe al
equilibrio entre el estado disociado y el no disociado.
NaHCO₃ -------> Naᶧ + HCO₃ˉ
En pH normal el equilibrio se desplaza a la izquierda pero si produce
ácido láctico que se disocia en iones y lactato e hidrogeniones, los Hᶧ
alterarían el pH.
Otro amortiguador es el constituido por el
ion fosfato y otro ion, que en conjunto reciben el nombre del Tampón ion fosfato, muy importante e
interrelacionado con los iones fosfato como el ATP.
