Propiedades Fisicoquimicas del Agua

Para poder hablar de las propiedades fisicoquimicas del agua, es necesario conocer,
que es el agua?:

Se piensa que el agua natural que conocemos es un compuesto químico de fórmula H2O, pero no es así. Debido a su gran capacidad disolvente, toda el agua que se encuentra en la naturaleza contiene diversas sustancias en solución y hasta en suspensión, lo que corresponde a una mezcla.

Con respecto al ser humano:

El agua es el principal e imprescindible componente del cuerpo humano. El ser humano no puede estar sin beberla más de cinco o seis días sin poner en peligro su vida. El cuerpo humano tiene un 75 % de agua al nacer y cerca del 60 % en la edad adulta. Aproximadamente el 60 % de este agua se encuentra en el interior de las células (agua intracelular). El resto (agua extracelular) es la que circula en la sangre y baña los tejidos.




Molecula del agua:


Dos átomos de hidrógeno están unidos al átomo de oxígeno mediante un enlace covalente. Pero la molécula de agua no es lineal, de manera que las direcciones de los enlaces O-H forman entre sí un ángulo que se estima en 105º.

Las uniones hidrógeno-oxígeno son tales que cada hidrógeno comparte con el oxígeno un par de electrones. Pero como el oxígeno tiene más apetencia que el hidrógeno por ese par, la pareja de electrones está algo más cerca del oxígeno, quedando este con una cierta carga negativa y algo más lejos del hidrógeno, que queda a su vez con cierta carga positiva. Se dice que es una molécula polar (que posee polos cargados eléctricamente).

Ello hace que las moléculas de agua se atraigan entre sí, de forma que el extremo positivo donde se halla el hidrógeno de una molécula se acerque al extremo negativo de otra donde se halla el oxígeno.Ese enlace, conocido como enlace por puentes de hidrógeno, es intermolecular (entre moléculas) y es bastante más débil que el enlace covalente entre los componentes de la molécula. Sin embargo, es el causante de algunos comportamientos del agua.

Propiedades Fisicas del agua:

El agua es un líquido inodoro e insípido. Tiene un cierto color azul cuando se concentra en grandes masas. A la presión atmosférica (760 mm de mercurio), el punto de fusión del agua pura es de 0ºC y el punto de ebullición es de 100ºC, cristaliza en el sistema hexagonal, llamándose nieve o hielo según se presente de forma esponjosa o compacta, se expande al congelarse, es decir aumenta de volumen, de ahí que la densidad del hielo sea menor que la del agua, alcanza su densidad máxima a una temperatura de 4ºC,que es de 1g/cc.
Su capacidad calorífica es superior a la de cualquier otro líquido o sólido, siendo su calor específico de 1 cal/g, esto significa que una masa de agua puede absorber o desprender grandes cantidades de calor, sin experimentar apenas cambios de temperatura, lo que tiene gran influencia en el clima (las grandes masas de agua de los océanos tardan más tiempo en calentarse y enfriarse que el suelo terrestre). Sus calores latentes de vaporización y de fusión (540 y 80 cal/g, respectivamente) son también excepcionalmente elevados.


Propiedades Quimicas del Agua:

Casi la totalidad de los procesos químicos que ocurren en la naturaleza, no solo en organismos vivos, sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en el laboratorio y en la industria, tienen lugar entre sustancias disueltas en agua, esto es en disolución. Normalmente se dice que el agua es el disolvente universal, puesto que todas las sustancias son de alguna manera solubles en ella, ya que o posee propiedades ácidas ni básicas, se combina con ciertas sales para formar hidratos, reacciona con los óxidos de metales formando ácidos y actúa como catalizador en muchas reacciones químicas.

Paginas consultadas

• http://www.agua.org.mx/content/category/4/14/43/
• http://www.aula21.net/Nutriweb/agua.htm
• http://platea.pntic.mec.es/iali/personal/agua/agua/propieda.htm
• http://mx.kalipedia.com/fisica-quimica/tema/molecula-agua.html?x1=20070924klpcnafyq_82.Kes
  

Soluciones quimicas

¿Por qué toda solución es una mezcla pero no toda mezcla es una solución?

Una mezcla está formada por la unión de sustancias en cantidades variables y que no se encuentran químicamente combinadas. Por lo tanto, una mezcla no tiene un conjunto de propiedades únicas, sino que cada una de las sustancias constituyentes aporta al todo con sus propiedades específicas.

Las mezclas están compuestas por una sustancia, que es el medio, en el que se encuentran una o más sustancias en menor proporción.

Ejemplo: Agua con azúcar

De acuerdo al tamaño de las partículas, las mezclas pueden ser homogéneas o heterogéneas.

a) Mezclas heterogéneas: Son aquellas cuyos componentes se pueden distinguir a simple vista, apreciándose más de una fase física.
Ejemplo: Agua con piedra, agua con aceite. (4)

b) Mezclas homogéneas: Son aquellas cuyos componentes no son identificables a simple vista, es decir, se aprecia una sola fase física.

Ejemplo: El agua potable es una mezcla homogénea de agua y varias sales minerales . Sin embargo, no vemos las sales que están disueltas; sólo observamos la fase líquida.

Entre las mezclas homogéneas se distingue una de gran interés: la solución o disolución química.(4)

Las disoluciones

Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias a nivel molecular; de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí, por lo tanto, se diferencian de las mezclas comunes ( heterogéneas ) , y de los compuestos químicos ( composición constante ) (1a) los componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites (1). La sustancia disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se disuelve denominada solvente (2).

La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto y la cantidad de solvente.

Las soluciones poseen una serie de propiedades que las caracterizan :

1. Su composición química es variable.
2. Las propiedades químicas de los componentes de una solución no se alteran.
3. Las propiedades físicas de la solución son diferentes a las del solvente puro : la adición de un soluto a un solvente aumenta su punto de ebullición y disminuye su punto de congelación; la adición de un soluto a un solvente disminuye la presión de vapor de éste.

Una solución ó disolución concentrada, tiene una cantidad relativamente grande de soluto o solutos disueltos, y una disolución diluida tiene solamente una pequeña cantidad de soluto.

Si bien las disoluciones líquidas son más comunes, las disoluciones también pueden existir en estados gaseosos y sólidos.

Por ejemplo la moneda de níquel de cinco centavos de Estados Unidos es una disolución sólida del 75 por ciento de Cu y del 25 por ciento de Ni.

Las disoluciones sólidas con un metal como disolvente se llaman aleaciones (3)



CLASIFICACIÓN DE LAS SOLUCIONES (5)

POR SU ESTADO DE AGREGACIÓN				POR SU CONCENTRACIÓN
sólidas		sólido en sólido: aleaciones como zinc en estaño (latón);		no saturada; Ellas pueden admitir más soluto hasta alcanzar su grado de saturación. Ej.: a 0ºC 100g de agua disuelven 37,5 NaCl, es decir, a la temperatura dada, una disolución que contengan 20g NaCl en 100g de agua, es no saturada.
		gas en sólido: hidrógeno en paladio;
		líquido en sólido: mercurio en plata (amalgama).
líquidas		líquido en líquido: alcohol en agua;		saturada: El solvente no es capaz de disolver más soluto. Ej.: una disolución acuosa saturada de NaCl es aquella que contiene 37,5g disueltos en 100g de agua 0ºC.
		sólido en líquido: sal en agua
		gas en líquido: oxígeno en agua
gaseosas		gas en gas: oxígeno en nitrógeno;		sobre saturada: Para preparar este tipo de disolución se agrega soluto en exceso, a elevada temperatura y luego se enfría el sistema lentamente. Estas disolución es inestable, ya que al añadir un cristal muy pequeño del soluto, el exceso existente precipita; de igual manera sucede con un cambio brusco de temperatura.
		gas en líquido: gaseosas, cervezas;
		gas en sólido: hidrógeno absorbido sobre superficies de Ni, Pd, Pt, etc.

Las concentraciones de las soluciones, se pueden expresar asi:

La concentración de las soluciones es la cantidad de soluto contenido en una cantidad determinada de solvente o solución. Los términos diluida o concentrada expresan concentraciones relativas. Para expresar con exactitud la concentración de las soluciones se usan sistemas como los siguientes:

a) Porcentaje peso a peso (% P/P): indica el peso de soluto por cada 100 unidades de peso de la solución.

b) Porcentaje volumen a volumen (% V/V): se refiere al volumen de soluto por cada 100 unidades de volumen de la solución.

c) Porcentaje peso a volumen (% P/V): indica el número de gramos de soluto que hay en cada 100 ml de solución.

d) Fracción molar (Xi): se define como la relación entre las moles de un componente y las moles totales presentes en la solución.

X_sto + X_ste = 1

e) Molaridad ( M ): Es el número de moles de soluto contenido en un litro de solución. Una solución 3 molar ( 3 M ) es aquella que contiene tres moles de soluto por litro de solución.(2)

Paginas Consultadas

1a. http://eneayudas.cl/index.php?option=com_content&task=view&id=68&Itemid=86
1. http://html.rincondelvago.com/soluciones-quimicas_1.html
2. http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.htm
3. http://solucionquimica.es.tl/%BFQUE-ES-UNA-SOLUCI%D3N-f-.htm?PHPSESSID=5c9571ad0fc169d0c8a26db1ad1dee35
4. http://solucionquimica.es.tl/MEZCLAS-Y-SOLUCIONES.htm
5. http://html.rincondelvago.com/soluciones-quimicas_1.html

Propiedades Coligativas

Las propiedades coligativas son características de una solución que dependen principalmente de la cantidad relativa de moléculas de solvente y de soluto y no dependen de las características o tipo de moléculas en la solución y Se considerarán soluciones ideales. En el caso de las soluciones no ideales, se requieren correcciones a estas ecuaciones ideales porque en estas las interacciones intermoleculares llegan a ser importantes.(1)

Hay 4 tipos de propiedades coligativas:

1. Disminucion de presion de vapor
2. Elevacion del punto de ebullicion
3. Disminucion del punto de fusion
4. Presion osmotica

Disminucion de presion de vapor

La presión de vapor de un disolvente desciende cuando se le añade un soluto no volátil. Este efecto es el resultado de dos factores:

1. La disminución del número de moléculas del disolvente en la superficie libre y
2. La aparición de fuerzas atractivas entre las moléculas del soluto y las moléculas del disolvente, dificultando su paso a vapor.

Cuanto más soluto añadimos, menor es la presión de vapor observada. La formulación matemática de este hecho viene expresada por la observación de Raoult de que el descenso relativo de la presión de vapor del disolvente en una disolución es proporcional a la fraccion molar del soluto (2)

Esta fórmula nos permite enunciar la ley de Raoult: la presión de vapor de la disolución es igual a la presión de vapor del disolvente por la fracción molar del disolvente en la disolución. Esta fórmula tiene validez para todas las disoluciones verdaderas. (2)

Elevacion del punto de ebullicion

Estamos asumiendo que el soluto es un compuesto no volátil, lo cual, implica que no hace ninguna contribución significativa a la pr

esión de vapor de la solución. Si el soluto fuese un compuesto volátil, con un punto de ebullición más bajo, llevaría el punto de ebullición del solvente a valores más bajos. Si nuestro solvente originalmente tiene un punto de ebullición normal (p1 = 1 atmósfera) y se agrega un soluto no volátil, bajará la presión de vapor y la mezcla no hervirá. Para llevar la solución a ebullición, debe aumentarse la temperatura. Por lo anterior, el punto de ebullición de la solución es más alto que el del

solvente puro. (1)

Disminucion del punto de fusion

El punto de congelación de una solución es la temperatura a la cual comienzan a formarse los cristales de solvente puro en equilibrio con la solución. (3)

El descenso crioscópico es un fenómeno que ocurre para todos los solutos, en cualquier tipo de disolución –incluso en las ideales- y no depende de ninguna interacción específica de tipo soluto-disolvente. En el punto de congelación, la fase sólida y la fase líquida tienen el mismo potencial químico, es decir, son energéticamente equivalentes. El potencial químico depende de la t emperatura, y para el resto de temperaturas o bien la fase sólida o bien la líquida tienen potencial químico más bajo y son energéticamente más favorables que la fase contraria. Cuando se añade el soluto, se ve modificado el potencial químico de la fase líquida del disolvente (agua, por ejemplo), pero no el de la fase sólida (hielo). Para que ambos vuelvan a coincidir (y se dé el punto de congelación) habrá que variar la temperatura. (4)

Presion osmotica

Ciertos materiales, incluyendo muchas membranas de los sistemas biológicos y sustancias sintéticas como el celofán son semipermeables. Cuando se ponen en contacto con una solución, ellas permiten el paso de algunas moléculas pero no de otras. Generalmente permiten el paso de las moléculas pequeñas de solvente como el agua pero bloquean el paso de solutos más grandes o iones. El carácter semipermeable, se debe a la red de poros diminutos de la membrana.

Consideremos una situación en la cual solamente las moléculas de solvente pueden pasar a través de la membrana. Si esa membrana se coloca entre

dos soluciones de diferente concentración, las moléculas de solvente se moverán en ambas direcciones a través de la membrana. Sin embargo la concentración del solvente es mayor en la solución que contiene menos soluto que en la más concentrada. Por consiguiente la tasa de paso del solvente desde la solución menos concentrada hacia la más concentrada es mayor que la velocidad en la dirección o

puesta. Así hay un movimiento neto de las moléculas de solvente desde la solución menos concentrada hacia la más concentrada, este proceso se llama osmosis, Siempre, el movimiento neto del solvente es siempre hacia la solución con la concentración de solutos más alta. (3)

La presión necesaria para evitar la ósmosis se conoce como presión osmótica de la solución.

Las leyes que regulan los valores de la presión osmótica para disoluciones muy diluídas (como las que se manejan en Biología) son análogas a las leyes de los gases. Se conocen con el nombre de su descubridor Jacobus H. Van t'Hoff , premio Nobel de Química en 1901, y se expresan mediante la siguiente fórmula:

p= m R T

donde p representa la presión osmótica, m es la molalidad de la disolución, R es la constante universal de los gases y T es la temperatura absoluta.

Si comparamos la presión osmótica de dos disoluciones podemos definir tres tipos de disoluciones:

• disoluciones isotónicas son aquéllas que manifiestan la misma presión osmótica que la disolución de referencia
• disoluciones hipotónicas son aquéllas que manifiestan menor presión osmótica que la disolución de referencia
• disoluciones hipertónicas son aquéllas que manifiestan mayor presión osmótica que la disolución de ref erencia (2)
  

Paginas consultadas

1. http://www.quimaplicada.4t.com/Propcolig.htm
2. http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#pv
3. http://labquimica.wordpress.com/2007/08/26/los-fundamentos-las-propiedades-coligativas/
4. http://es.wikipedia.org/wiki/Descenso_criosc%C3%B3pico

~ Membranas ~

La palabra membrana tiene muchas definiciones, atendiendo a la Biologica:

Lámina muy delgada de tejido orgánico, generalmente flexible y resistente, de los seres animales o vegetales; entre sus funciones están la de recubrir un órgano o un conducto o la de separar o conectar dos cavidades o estructuras adyacentes.(1)

Para llevar a cabo diferentes investigaciones se utilizan las llamadas: " membranas artificiales" que son sistemas que imitan una o más de las propiedades de la membrana biológica. Estos arreglos pueden utilizarse en varios usos prácticos, como por ejemplo: modelo para el sistema biológico y medio para reacciones químicas o bioquímicas. (2)

Equilibrio de dialisis

Es un metodo adecuado para medir el acoplamiento de pequenas moleculas a macromoleculas, siempre que las moleculas de peque~o tama~o sean dializables y que exista un metodo cuantitativo de deteccion. (5)

Se pueden utilizar las Membranas semipermeables para Diálisis con Riñón Artificial (DIÁLISIS RENAL), y membranas mono y bimoleculares utilizadas como modelos para simular una Membrana Celular biológica. (3)

Con respecto a las membranas de diálisis, cada día se investiga en busca de membranas con características ideales, como son: a) alta permeabilidad, b) gran capacidad de absorción, c) bajo costo y c) biocompatibilidad.

Existen varios tipos de membranas: las celulósicas, como el cuprafán y el hemofán, cuyo elemento básico es la celulosa y son las menos biocompatibles más tarde se han diseñado las de acetato de celulosa,en las que el 75 a 80% de radicales hidróxilo han sido sustituidas por acetato, incrementando la permeabilidad y la biocompatibilidad, siendo el triacetato de celulosa la de más alta permeabilidad. Las membranas de celulosa son las más empleadas por su bajo costo.

Luego tenemos las membranas sintéticas, son más porosas que la celulósicas, con una alta capacidad de adsorción de proteínas.

Pueden ser hidrofílicas o hidrofóbicas. Son membranas de alta permeabilidad, mayor grado de biocompatibilidad, pero su costo es mayor. Entre las hidrofóbicas se encuentran la polisulfona y la polimetilmetacrilato.

Los parámetros que influyen sobre los aclaramientos de una membrana son:

Su permeabilidad hidráulica.

Su permeabilidad a las moléculas que dependen de su porosidad (la permeabilidad a las toxinas están íntimamente relacionada a la permeabilidad hidráulicaen vivo)

Su superficie

Su espesor

Su capacidad de adsorción

Su carga eléctrica. (4)

La presion osmotica se define como la mínima presión necesaria para impedir el paso de las moléculas del disolvente puro hacia una disolución a través de una membrana semipermeable (6). Las membranas semipermeables son aquellas que permiten el paso a su través de móleculas
en función de su peso/tamaño molecular, permitiendo el paso de pequeñas moléculas pero
impidiendo el paso de moléculas de gran tamaño. Estas membranas están dotadas de poros
microscópicos y dependiendo de las dimensiones de los poros así podrán pasar unas determinadas moléculas a su través. Lo harán libremente algunas, otras a medias y otras no podrán pasar en absoluto. (7)



Efecto Donnan

La presencia de un ion no difusible, en un lado de una membrana, determina una redistribución iónica cuyo resultado final será el equilibrio Donnan, donde el potencial químico es igual, pero de sentido opuesto, al potencial eléctrico. En los dos compartimientos hay igual número de cargas positivas y negativas, pero el compartimiento que contiene el ion no difusible tiene, con respecto al otro compartimiento, un mayor número de partículas.

De no existir algún otro mecanismo que compense esta distinta osmolaridad, deberá aparecer un flujo de agua desde el compartimiento que NO contiene a ion no difusible hacia el lado que contiene el Ion no difusible. Este flujo de agua haría que este compartimiento aumentara de volumen.

Si se piensa en una célula animal, como en el interior hay proteínas no difusibles, por equilibrio Donnan las células tenderían a hincharse. Sin embargo, esto no ocurre ya que en el exterior hay OTRO ION que se, comporta como NODIFUSIBLE.

Este es el Na+, que crea también, un efecto Donnan, pero de sentido contrario: el desbalance osmótico, por las proteínas intracelulares se ve, así, compensado.

El Na+, sin embargo, no es totalmente impermeable y, por gradiente eléctrico y químico, tiende, permanentemente a entrar al interior celular. Será la bomba de Na+ la que lo hará permanecer en el exterior, COMO SI FUERA IMPERMEABLE. (8)




Diferencias de pH

Según la teoría quimiosmótica de Mitchell( ganador del premio Nobel en 1978), el sistema transportador de electrones produce un gradiente de protones entre los dos lados de la membrana mitocondrial interna, que crea una diferencia de pH y un potencial de membrana. De acuerdo a esta teoría, los protones son bombeados de la matriz mitocondrial hacia el compartimiento intermembranal, a medida que los electrones del NADH2 se mueven a través de una cadena transportadora de electrones, la cual forma parte de la membrana mitocondrial. Cada par de electrones cruza la membrana tres veces, transportando en cada una de ellas dos protones hacia el espacio intermembranal (9)





Transporte a traves de las membranas (10)

Lo primero que tiene que hacer un microorganismo a la hora de su nutrición es captar los nutrientes que necesite desde el medio exterior. Debido a que la bicapapa lipídica (membrana) actúa como barrera que impide el paso de la mayor parte de las sustancias, esto significa que deben existir mecanismos específicos para lograr la entrada de los nutrientes. Además, teniendo en cuenta que las bacterias suelen vivir en medios diluidos, deben realizar un “trabajo” para trasladar muchos de esos nutrientes en contra del gradiente de concentración.

Tradicionalmente se viene considerando tres métodos principales de transporte de sustancias a través de la membrana:

• Transporte pasivo inespecifico (difusion simple)
• Transporte pasivo especifico (difusion facilitada)
• Transporte activo

Transporte pasivo inespecifico (difusion simple) (10)

Este transporte consiste en la difusión pasiva de ciertas sustancias para las que la membrana es impermeable, debido a la diferencia de concentración (DC) a ambos lados de dicha membrana (la sustancia tiene mayor concentración fuera que dentro de la célula). Aparte de esta diferencia de concentración, en la difusión pasiva influyen:

la constante de permeabilidad (P), es decir, el grado de permeabilidad de la membrana a la sustancia en cuestión;

el área o superficie total (A) a través de la que se produce el transporte.

Las membranas citoplásmicas son impermeables en sí mismas a la mayor parte de las moléculas. Sólo se da en el caso de O₂, CO₂, NH₃, agua y otras pequeñas sustancias polares no ionizadas.

La difusión simple se produce por el paso de estas sustancias a través de poros inespecíficos de la membrana citoplásmica.

Transporte pasivo especifico (difusion facilitada) (10)

Es un proceso que permite el paso de compuestos por difusión a través de transportadores estereoespecíficos y (al igual que en el caso anterior) sobre la base de un gradiente de concentración (en la dirección termodinámicamente favorable).

El transportador suele ser una proteína integral de membrana (permeasa o facilitador), cuya conformación determina un canal interior, y por el cual un determinado sustrato puede alcanzar el interior, sin gasto de energía. Se piensa que cuando el soluto se une a la parte de la permeasa que da al exterior, esta proteína sufre un cambio conformacional que libera la molécula en el interior. Como al entrar la molécula, enseguida entra en el metabolismo y desaparece como tal, esto basta para mantener el gradiente de concentración que permite esta difusión.

Transporte activo (10)

Consiste en el transporte de sustancias en contra de un gradiente de concentración, lo que requiere un gasto energético. En la mayor parte de los casos este transporte activo (que supone un trabajo osmótico) se realiza a expensas de un gradiente de H+ (potencial electroquímico de protones) previamente creado a ambos lados de la membrana, por procesos de respiración y fotosíntesis; por hidrólisis de ATP.

Membranas biologicas (11)

La membrana celular es la estructura que permite la separación entre la célula y el ambiente extracelular. Es lo que le da la individualidad a una célula. Tiene un espesor aproximado de 10 nm, incluyendo la presencia de proteínas.

La estructura básica de una membrana es una bicapa de fosfolípidos. Por lo general presenta una proporción de 0-10% de carbohidratos, 40% de lípidos y 60% de proteínas. En glóbulos rojos la relación lípidos/proteínas es de 1:15 y en el sistema nervioso es de 4:1

Modelos de membranas

Gorter y Grendell (1925): Establecen que la membrana esta formada por una simple bicapa de lípidos.

Danielli y Davson (1935): Incluyen una cubierta externa de proteínas. El interior es una capa lipoide no especificada.

Unidad de membrana de Robertson (1950) :Explicaba la apariencia trilaminar de muchas membranas al microscopio electrónico.

Mosaico Fluido (Jonathan Singer y Garth L. Nicolson, (1972) : Es el modelo aceptado actualmente. La estructura de la bicapa es bastante fluida. Las moléculas de proteínas pueden desplazarse lateralmente por la bicapa, tomando unas disposiciones (mosaico) que cambian en el tiempo y en lugar.

Componentes de la membrana celular (11)

Proteínas: Se dividen en integrales, si atrviezan la membrana y perifericas si se encunetran mirando hacia el interior de la membrana. Funciones: Enzimas, receptores e influyen en la conexión de hormonas y otras moléculas. Transportadoras: Reguladoras de movimientos de iones y moléculas a través de la membrana

Carbohidratos: Se encunetran dirigidos hacia el exterior de la membrana asociados a lípidos (glucolípidos) y a porteínas (glicoproteínas. Funciones: Adhesión celular. Reconocimiento celular de hormonas, anticuerpos, virus; que reaccionan con la célula.

Lípidos: Forman la capa de fosfolípidos y otros lípidos como el colesterol en células animales.Funciones: Individualidad y carácter anfipático a la membrana. El colesterol proporciona flexibilidad dependiendo de la proporción y el tipo de ácido graso de los fosfolípidos.

Proteinas de membrana (12)

Son de dos tipos:


Proteínas integrales: son aquellas que cruzan la membrana y aparecen a ambos lados de la capa de fosfolípidos. La mayor parte de estas proteínas son glicoproteinas, proteínas que tiene unidos uno varios monosacáridos. La parte de carbohidrato de la molécula está siempre de cada al exterior de la célula

Proteínas periféricas: están no se extienden a lo ancho de la bicapa sino que están unidas a las superficies interna o externa de la misma y se separan fácilmente de la misma.

Bomba Sodio/Potasio (13)



La bomba de sodio y potasio cumple un rol muy importante en la producción y transmisión de los impulsos nerviosos y en la contracción de las células musculares. El sodio tiene mayor concentración fuera de la célula y el potasio dentro de la misma. La proteína transmembrana “bombea” sodio expulsándolo fuera de la célula y lo propio hace con el potasio al interior de ella. Este mecanismo se produce en contra del gradiente de concentración gracias a la enzima ATPasa, que actúa sobre el ATP con el fin de obtener la energía necesaria para que las sustancias puedan atravesar la membrana celular. La forma de actuar de la bomba de sodio y potasio es la siguiente:


1: tres iones de sodio (3 Na+) intracelulares se insertan en la proteína transportadora.
2: el ATP aporta un grupo fosfato (Pi) liberándose difosfato de adenosina (ADP). El grupo fosfato se une a la proteína, hecho que provoca cambios en el canal proteico.
3: esto produce la expulsión de los 3 Na+ fuera de la célula.
4: dos iones de potasio (2 K+) extracelulares se acoplan a la proteína de transporte.
5: el grupo fosfato se libera de la proteína induciendo a los 2 K+ a ingresar a la célula. A partir de ese momento, comienza una nueva etapa con la expulsión de otros tres iones de sodio.



La bomba de sodio y potasio controla el volumen de las eucariotas animales al regular el pasaje del sodio y del potasio. El gradiente generado produce un potencial eléctrico que aprovechan todas aquellas sustancias que debe atravesar la membrana plasmática en contra del gradiente de concentración. A medida que sale sodio de la célula, el líquido extracelular adquiere un mayor potencial eléctrico positivo, lo que provoca atracción de iones negativos (cloro, bicarbonato) intracelulares. Al haber más iones de sodio y cloruros (Na+ y Cl-) en el medio extracelular, el agua tiende a salir de la célula por efecto de la ósmosis. De esta manera, la bomba de sodio y potasio controla el volumen celular.

Paginas consultadas

1. http://es.thefreedictionary.com/membranas
2. http://www.pucpr.edu/colegios/ciencias/investigaciones.htm
3. http://www.lookfordiagnosis.com/mesh_info.php?term=Membranas+Artificiales&lang=2
4. http://www.monografias.com/trabajos13/dialadec/dialadec.shtml
5. http://books.google.com/books?id=iW0yHGmE-JwC&pg=PA579&lpg=PA579&dq=equilibrio+en+dialisis&source=bl&ots=7AeBCOXjcH&sig=nVv3GlUoG1MzZrg2WYHcdh0HwXw&hl=es&ei=kaA9SpKnGpWqMtmGnaEO&sa=X&oi=book_result&ct=result&resnum=2
6. http://es.encarta.msn.com/encnet/refpages/search.aspx?q=presion+osmotica
7. http://www.carloshaya.net/biblioteca/contenidos/docs/nefrologia/predialisis/blancaramos1.PDF
8. http://www.elergonomista.com/biologia/biofisica68.html
9. http://www.forest.ula.ve/~rubenhg/atp/
10. http://www.ugr.es/~eianez/Microbiologia/06membrana.htm
    
11. http://www.bolivar.udo.edu.ve/biologia/Membrana%20Celular.htm
12. http://www.iqb.es/cbasicas/farma/farma01/sec01/c1_002.htm
13. http://hnncbiol.blogspot.com/2008/01/bomba-de-sodio-y-potasio_21.html
    

~Electrodos~

Segun la real lengua de la academia, electrodo se define como:

"Extremo de un conductor en contacto con un medio, al que lleva o del que recibe una corriente eléctrica."(1)

Un electrodo es un conductor utilizado para hacer contacto con una parte no metálica de un circuito, por ejemplo un semiconductor, un electrolito, el vacío (en una válvula termoiónica), un gas (en una lámpara de neón), etc. La palabra fue acuñada por el científico Michael Faraday y procede de las voces griegas electron, que significa ámbar y de la que proviene la palabra electricidad y hodos, que significa camino.(2)

El potenciometro es un electrodo:

Un electrodo de pH es un electrodo cuya salida cambia en milivolts cuando cambia la concentracion de protones. Posee un circuito compensador de temperatura que que sensa y corrige la lectura segun sea la temperatura a medir. El pHmetro esta armado por la asociacion de un electrodo de referencia y uno de pH montados juntos y un circuito de compensacion de temperatura El pH-metro es un dispositivo que mide el potencial de una solución. Este potencial depende de la actividad de los protones, por lo cual, conociendo el potencial, es posible conocer el pH de la solución a medir (3)

1. Fundamento teórico (4)

El pH indica la acidez o alcalinidad de una sustancia.
El agua se autoioniza del siguiente modo:

2 H2O H3O+ + OH-

Con una constante de equilibrio Kw muy pequeña:

Kw = [H3O+]·[OH-] = 10-14

pH = - log [H+] = - log[H3O+]

pOH = - log [OH-]

Por tanto: pH + pOH = 14

Para la medida del pH se pueden emplear varios procedimientos, los dos más utilizados son los siguientes:

1. Empleo de tiras de papel indicador universal.
Marcan muy claramente el pH de la sustancia a medir mediante una escala impresa en la propia caja comercial.

2. Empleo del pHmetro, que es un voltímetro equipado con electrodos, con una escala potenciométrica que nos indica el pH. Es preciso calibrarlo según las instrucciones del fabricante.

En todas las medidas de pH podemos hacer las medidas en función de nuestras posibilidades, es decir si disponemos de pHmetros los empleamos por su mayor precisión, si no disponemos, empleamos las tiras de papel indicador universal, y lo ideal sería emplear ambos procedimientos y establecer comparaciones.

Cuestionario

1. ¿Qué es el potencial de membrana?(5)

La diferencia de concentración de iones a través de una membrana selectivamente permeable, crea el potencial, También existe el potencial de membrana en reposo,

donde el interior de la célula es negativo con relación al exterior.
Aunque las concentraciones de los diferentes iones tratan de balancearse a ambos
lados de la membrana, no lo logran debido a que la membrana celular sólo deja pasar
algunos iones a través de sus canales (canales iónicos).
En el estado de reposo, los iones de potasio (K+) pueden atravesar fácilmente la membrana,
mientras que para los iones de cloro (Cl-) y de sodio (Na+) es más difícil pasar.

2. ¿Por qué se polarizan las membranas?(6) Cualquier acontecimiento que aumente rápidamente el potencial de membrana y sobrepase
el umbral alrededor de los – 65 Mv (el potencial de membrana en reposo es de – 60 a – 70 Mv)
provocará que se abran los canales de Na (por voltaje) en forma progresiva. Hay 3 etapas: Reposo: la membrana esta polarizada (-90MV) Despolarización: aumento de la permeabilidad, entra el Na a la célula, se vuelve positivo el interior de la célula y se abren canales iónicos (-60MV) Repolarizacion: aumenta la permeabilidad de K, sale el ion al exterior y por lo tanto la célula es negativa en su interior nuevamente.

3. Da dos ejemplos de cómo se genera el potencial de membrana en
células. De cualquier tipo celular.(7) En las neuronas: La membrana en reposo mantiene un gradiente de potencial eléctrico de -70mv, el signo negativo se debe a que el citoplasma intracelular está cargado negativamente con respecto al exterior; los iones de sodio no atraviesan con facilidad la membrana en reposo, los estímulos físicos o químicos que reducen el gradiente de potencial, o que despolaricen la membrana, aumentan su permeabilidad al sodio y el flujo de este ion hacia el exterior acentúa la despolarización de la membrana, con lo que la permeabilidad al sodio se incrementa más aún.

Alcanzado un potencial crítico denominado "umbral"

, la realimentación positiva produce un efecto regenerativo que obliga al potencial de membrana a cambiar de signo. Es decir, el interior de la célula se torna positivo con respecto al exterior, al cabo de 1 ms, la permeabilidad del sodio decae y el potencial de membrana retorna a -70mv, su valor de reposo. Tras cada explosión de actividad iónica, el mecanismo de permeabilidad del sodio se mantiene refractario durante algunos milisegundos; la tasa de generación de potenciales de acción queda así limitada a unos 200 impulsos por segundo, o menos.

Aunque los axones puedan parecer hilos conductores aislados, no conducen los impulsos eléctricos de igual forma, como hilos eléctricos no serían muy valiosos, pues su resistencia a lo largo del eje es demasiado grande y a resistencia de la membrana demasiado baja; la carga positiva inyectada en el axón durante el potencial de acción queda disipada uno o dos milímetros más adelante, para que la señal recorra varios centímetros es preciso regenerar frecuentemente el potencial de acción a lo largo del camino la necesidad de reforzar repetidamente esta corriente eléctrica limita a unos 100 metros por segundo la velocidad máxima de viaje de los impulsos, tal velocidad es inferior a la millonésima de la velocidad de una señal eléctrica por un hilo

de cobre.

Los potenciales de acción, son señales de baja frecuencia conducidas en forma muy lenta, estos no pueden saltar de una célula a otra, la comunicación entre neuronas viene siempre mediada por transmisores químicos que son liberados

en las sinápsis.

Músculo liso:

Potencial de membrana: entre 50 y 60 milivoltios.

La membrana de la célula lisa contiene muchos más canales de calcio que la de la esquelética, pero pocos canales de sodio. El flujo principal d

e los iones de Ca es el responsable del potencial de acción. Los canales de calcio se abren muchas veces más lentamente que los canales de sodio, pero permanecen abiertos más tiempo

• Algunos músculos lisos como el intestino, el útero, son autoexcitables. Los potenciales de acción surgen en el m liso sin impulso externo
• Cuando el m liso visceral se distiende suficientemente, se generan habitualmente potenciales de acción
• Las fibras musculares lisas del músculo liso multiunitario se contraen en respuesta a estímulos nerviosos

Paginas consultadas:
1.http://buscon.rae.es/draeI/SrvltConsulta?TIPO_BUS=3&LEMA=electrodo
2. http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo
3. http://www.monografias.com/trabajos-pdf901/equilibrio-acido-base/equilibrio-acido-base.pdf
4. http://www.panreac.com/new/esp/productos/practicas/practicas36.htm
5. http://www.scribd.com/doc/531603/POTENCIAL-DE-MEMBRAnA
6. http://ohm.utp.edu.co/neuronales/Capitulo1/RNBiologica.htm
7. http://www.doschivos.com/trabajos/biologia/54.htm=