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PROPIEDADES COLIGATIVAS DE LAS SOLUCIONES

En química, las propiedades coligativas de las soluciones son aquellas que dependen sólo de la cantidad de partículas de soluto que están presentes en la solución y no de la naturaleza o tipo de soluto.

Propiedades coligativas más comunes:

  • Descenso de la Presión de Vapor

Cuando se prepara una solución con un solvente ¨puro¨ y un soluto NO VOLÁTIL (que no se transformará en gas -vapor-) y se mide su Presión de vapor, al compararla con la Presión de vapor de su solvente puro, se observa que la presión de vapor de la solución es MENOR que la presión de vapor del solvente. Esto es consecuencia de la presencia del soluto no volátil. A su vez, cuando compara las presiones de vapor de dos soluciones de igual composición y diferente concentración, veremos que aquella solución más concentrada tiene menor Presión de vapor.


Descenso de Pvapor = Pvapor solvente - Pvapor solución


Ya que el soluto obstaculiza la formación de cristales sólidos, como por ejemplo el liquido refrigerante de los motores de los automóviles tiene una base de agua pura, a presión atmosférica se congelaría a 0 °C dentro de las tuberías y no resultaría útil en lugares fríos. Entonces se le agregan ciertas sustancias químicas que hacen descender su punto de congelación.

Ecuación: ΔTf = Kf m

- m es mol/kg

- ΔTf es el descenso del punto de congelación y es igual a T - Tf, donde T es el punto de congelación de la solución y Tf es el punto de congelación del solvente puro.

- Kf, es una constante de congelación del solvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 1,86 ºC/m

APLICACIÓN: Cuando desea enfriar algo rápidamente haga una mezcla de hielo con sal o si tiene precaución alcohol. El punto de congelación bajará y el hielo se derretirá rápidamente. Pese a aparentar haberse perdido el frío la mezcla formada estará en realidad a unos cuantos grados bajo cero y será mucho más efectiva para enfriar que los cubos de hielo sólidos.

El punto de congelación es la temperatura a la cual un líquido comienza a congelarse -transformarse en sólido-. Su valor coincide con el punto de fusión -cambio opuesto, pero en lugar de entregar energía para "congelarse", el sistema recibe energía para "fundirse" y volverse líquido.

Al agregar moléculas o iones a un solvente puro, la temperatura en el que este entra en ebullición es más alto. Por ejemplo, el agua pura a presión atmosférica hierve a 100°C, pero si se disuelve algo en ella el punto de ebullición sube algunos grados centígrados.

Ecuación: ΔTb = Kb · m

- m es mol/kg

- ΔTb es el aumento del punto de ebullición y es igual a T - Tb, donde T es el punto de ebullición de la solución y Tb es el punto de ebullición del solvente puro.

- Kb, es una constante de ebullición del solvente. Su valor, cuando el solvente es agua es 0,52 ºC/m

El punto de ebullición es la temperatura a la cual la presión de vapor de un solvente o solución iguala la Presión externa y comienza a observarse las moléculas de líquido transformarse en gas.

  • Presión osmótica

La ósmosis es la tendencia que tienen los solventes a ir desde zonas de menor hacia zonas de mayor concentración de partículas. El efecto puede pensarse como una tendencia de los solventes a "diluir". Es el pasaje espontáneo de solvente desde una solución más diluida hacia una solución más concentrada, cuando se hallan separadas por una membrana semipermeable.

Ecuación: (también: π = (nRT) / V)

en donde:

- n es el número de moles de partículas en la solución.

- R es la constante universal de los gases, donde R = 8.314472 J · K-1 · mol-1

- T es la temperatura en kelvins

Teniendo en cuenta que n/V representa la molaridad (M) de la solución obtenemos:

Al igual que en la ley de los gases ideales, la presión osmótica no depende de la carga de las partículas.

Otras Propiedades coligativas

  • Aumento ebulloscópico

Es la diferencia entre el punto de ebullición de un disolvente puro y una solución de este con un soluto a una concentración dada. Es directamente proporcional a la molalidad del soluto, o más precisamente, a la actividad del soluto, según la siguiente ecuación:

aumento ebulloscópico= i x Kb x actividad

- la actividad se expresa en mol/kg y se obtiene multiplicando la molalidad por el coeficiente de actividad.

- Kb, constante de aumento ebulloscópico, carácterística de cada sustancia.

- i es el factor de van't Hoff, tiene en cuenta la formación de iones en la solución, indica el número de partículas formadas por cada partícula de soluto que pasa a la solución.

  • Descenso crioscópico

El descenso crioscópico, o depresión del punto de fusión, es la diferencia entre el punto de fusión de un solvente puro y una solución de este con un soluto a una concentración dada. Es directamente proporcional a la molalidad del soluto, o más precisamente, a la actividad del soluto, según la siguiente ecuación:

descenso crioscópico= i x Kf x actividad

- la actividad se expresa en mol/kg y se obtiene multiplicando la molalidad por el coeficiente de actividad.

- Kf, es una propiedad coligativa, dada por RTf2/ΔHf, donde R es la constante de los gases, y Tf es el punto de fusión normal del solvente y ΔHf es el calor de fusión por kilogramo del solvente.

- Kf para el agua es 1.858 K·kg/mol (o más comúnmente usado, 1.858 C/m) lo que significa que por cada mol de soluto disuelto en un kilogramo de agua, la depresión del punto de fusión 1.858 kelvin.

- i es el factor de van't Hoff, tiene en cuenta la formación de iones en la solución, indica el número de partículas formadas por cada partícula de soluto que pasa a la solución.

Usos

El descenso crioscópico puede ser usado par determinar la actividad de un soluto en solución o su grado de disociación en un solvente dado.

Es gracias al descenso crioscópico que puede usarse sal común para fundir nieve, hielo o escarcha simplemente espolvoreandolo.

El fenómeno tiene importantes consecuencias en el caso del agua de mar, porque la respuesta al enfriamiento intenso del agua del océano, como ocurre en el invierno de las regiones polares, es la separación de una fase sólida flotante de agua pura. Es así como se forma la banquisa en torno a la Antártida o al océano Ártico, como un agregado compacto de hielo puro de agua, con salmuera llenando los intersticios, y flotando sobre una masa de agua líquida a menos de 0ºC (hasta un límite de -1,9ºC para una salinidad del 3.5%).

LEY DE LOS GASES IDEALES

Los gases ideales son gases hipotéticamente hablando, idealizados del comportamiento de los gases en condiciones corrientes. Así, los gases manifestarían un comportamiento muy parecido al ideal del alto calor y también por el mal comportamiento que presentan las bajas presiones de todos los gases. Debido a su estado gaseoso, también se les conoce como gases perfectos.

Los gases se encuentran en un estado casi cilindrico, las partículas del gas no pueden adquirir volúmenes tan grandes como otros, ademas pueden tomar la forma de lo que quieran. Sus moléculas se encuentran muy separadas unas de otras, suponiendo que se suprimen las fuerzas y colisiones intermoleculares, por tanto el gas se puede comprimir o expandir con facilidad.

Empíricamente, se pueden observar una serie de relaciones entre la temperatura, la presión y el volumen de los gases ideales.

  1. Ley de Boyle-Mariotte

La Ley de Boyle-Mariotte (o Ley de Boyle, como se la conoce a veces), formulada por Robert Boyle y Edme Mariotte, es una de las leyes de los gases ideales que relaciona el volumen y la presión de una cierta cantidad de gas mantenida a temperatura constante, y dice que el volumen es inversamente proporcional a la presión:

donde es constante si la temperatura y la masa del gas permanecen constantes.

Cuando aumenta la presión, el volumen disminuye, mientras que si la presión disminuye el volumen aumenta.

  1. Ley de Charles y Gay-Lussac

La ley de Charles y Gay-Lussac, frecuentemente llamada ley de Charles o ley de Gay-Lussac, es una de las leyes de los gases ideales. Relaciona el volumen y la temperatura de una cierta cantidad de gas ideal, mantenido a una presión constante, mediante una constante de proporcionalidad directa. En esta ley, Charles dice que a una presión constante, al aumentar la temperatura, el volumen del gas aumenta y al disminuir la temperatura el volumen del gas disminuye. Esto se debe a que "temperatura" significa movimiento de las partículas. Así que, a mayor movimiento de las partículas (temperatura), mayor volumen del gas.

La ley de Charles es una de las más importantes leyes acerca del comportamiento de los gases, y ha sido usada de muchas formas diferentes, desde globos de aire caliente hasta acuarios. Se expresa por la fórmula:

donde:

- V es el volumen

- T es la temperatura absoluta (es decir, medida en kelvin)

- k es la constante de proporcionalidad

BIBLIOGRAFÍA

Wikipedia, la enciclopedia libre. (2007). Propiedades coligativas de las soluciones. [Documento en línea]. Disponible: http://es.wikipedia.org/wiki/Propiedades_coligativas . [Consulta: 2007, julio 7].

QUÍMICA ORGÁNICA

IMPORTANCIA TECNOLÓGICA DE LOS ALCOHOLES

Algunos alcoholes tienen aplicación como disolventes, aditivo para combustible, soluciones anticongelantes, en cosméticos, en la fabricación de bebidas alcohólicas, como alcohol medicinal, en la preparación de barnices y colorantes.

IMPORTANCIA TECNOLÓGICA DE LOS FENOLES

El fenol sirve para preparar medicamentos, particularmente derivados del ácido salicílico como la aspirina. Otros derivados se utilizan en la industria de los perfumes. Igualmente se emplea en la industria de los plásticos y fibras textiles artificiales como el naylon. Se usa igualmente en la refinación del petróleo, en la fabricación de colorantes, detergentes, insecticidas, herbicidas y explosivos. Como puede apreciarse, el fenol es una materia clave de la industria de la química orgánica.

IMPORTANCIA TECNOLOGÍA DE LAS AMINAS

Uno de los materiales usados para fabricar naylon, hexametilendiamina, es una amina alifática. Diversas aminas aromáticas se emplean para preparar tintes orgánicos de gran aplicación en la sociedad industrial. Las aminas también se emplean para preparar productos medicinales, incluyendo anestesia local.

El Naylon fue la primera que se produjo comercialmente, siendo sintetizado por el ganador del premio Nobel Wallace H. Carothers en los laboratorios Du Pont y se usa para fabricar ropa, medías, alfombras, hilos, cordeles y muchos otros productos.

La dimetilamina se emplea industrialmente en la elaboración de fungicidas y aceleradores para la vulcanización del caucho.

IMPORTANCIA TECNOLÓGICA DE LOS ALDEHÍDOS Y CETONAS

Las cetonas se utilizan en perfumería y como aromatizan te. La acetona es un líquido de olor agradable, muy volátil y miscible completamente con el agua y con otros líquidos como la gasolina. Se emplea extensa mente como solvente.

El metanal cuyo nombre común es formaldehído se usa para la elaboración de plásticos como la fórmica. Las soluciones acuosas de formaldehído denominados formalina, se emplean como desinfectantes y para preservar tejidos.

IMPORTANCIA TECNOLÓGICA DE LOS ÁCIDOS CARBOXÍLICOS

La importancia tecnológica de los ácidos carboxílicos puede derivarse de la aplicación y uso que tienen algunos de ellos. Por ejemplo:

Ácido metanoico (ácido fórmico) es un líquido incoloro de olor picante, muy tóxico por inhalación e ingestión. Se usa para el teñido de textiles, papel y galvanizado.

Ácido etanoico (ácido acético) es un líquido incoloro de olor penetrante característico. Causa la acidez del vinagre donde la concentración es de 4% m/m a 5% m/m. Debido a que en forma pura se congela a 1 6,6 °C originando un sólido semejante al hielo, se le denomina ácido acético glacial.

Se emplea como reactivo para preparar acetatos y ésteres que se usan como solventes, en la fabricación de drogas, colorantes y pigmentos de pinturas, etc.

Ácido adípico es un sólido blanco cristalino que se usa para la fabricación de nylon y espuma de poluretano. El ácido oxálico en solución acuosa se usa para desmanchar la ropa. El ácido benzoico se presenta en escamas blancas y es utilizado en la obtención de benzoatos, que ayudan a conservar los alimentos; también es empleado en perfumería, cremas dentales y como germicida.

Otros ácidos como el butanoico están presentes en la manteca rancia, la cual debe su olor desagradable a este ácido. Los ácidos palmítico, esteárico y oleico, se encuentran muy extendidos en la mayoría de las grasas y aceites vegetales y animales.

Los ácidos carboxílicos también forman sales que se emplean extensamente como aditivos de alimentos para impedir la formación de manchas.

MOLÉCULAS, COMPUESTOS MOLECULARES Y FORMULAS QUÍMICAS

DEFINICIONES BÁSICAS

Cantidad de Sustancia:

Así como el kilogramo es la unidad de medida física macroscópica de la masa, el mol es la unidad de medida de la cantidad de sustancia química a nivel microscópico.

La unidad de cantidad de sustancia química se define en términos del isótopo doce (12C). Según la I.U.P.A.C. la unidad llamada mol es la cantidad de sustancia química que contiene tantas entidades como átomos existentes en 12 g de carbono (12C).

Un mol corresponde siempre a 6,02.1023 entidades microscópicas (átomos, moléculas, iones, electrones u otras partículas o grupos específicos de tales partículas).

1 mol de …

Entidades microscópicas

átomos de cobre (cu)

6,02.1023

átomos

moléculas de nitrógeno (N2)

moléculas

Iones bromuro (Br-)

iones

Electrones (e-)

electrones

Constante de Avogradro: L= 6,02.1023 mol -1 : Es la constante de proporcionalidad entre la cantidad de sustancia y e número de partículas de esa sustancia. Se representa con la letra L y tiene un valor de 6,02.1023 mol -1.

Masa atómica relativa (Ar): Debido a los valores tan pequeños de las masas de los átomos y de las moléculas, ha sido necesario asignarles valores relativos. Así, los químicos establecieron una escala de masas atómicas relativas. Para ello, seleccionaron un elemento (12C) y lo tomaron como unidad o patrón y luego, por comparación, establecieron cuántas veces un elemento era más pesado que él.

Masa molar: Es la suma de las masas atómicas relativas de todos los átomos que constituyen una molécula. Es el peso fórmula expresado en gramos.

Ejemplo: Molécula de agua: constituida por un átomo de oxígeno cuya *masa atómica relativa es 16 y dos átomos de hidrógeno, cada una con una masa atómica relativa igual a 1. Luego, la masa molar de la molécula de agua es igual a 18:

(H2O):

H = 1 x 2 = 2

O = 16 x 1 = 16

2 + 16 = 18 (unidad g/mol)

*la masa atómica relativa, aparece en la tabla periódica como peso atómico.

Fórmula química: es un conjunto de símbolos y subíndices, en un orden determinado, que nos dicen en qué proporción están los átomos. En los compuestos covalentes representan una molécula, mientras que en los iónicos indica la proporción en la que se encuentran los distintos átomos.

Composición Porcentual o Composición centecimal

El porciento en masa, que se conoce como composición porcentual de un compuesto, representa la masa de cada elemento por 100 g (o cualquier otra unidad de masa) de compuesto.

Puede calcularse a través de la formula del compuesto. Por ejemplo, la masa molar del CO2 es = 44.0 g/mol, que esta compuesto por 12 g de carbono (un mol) y 32.0 g del Oxígeno (dos moles). La composición porcentual se calcula dividiendo la masa total de cada elemento componente entre la masa total (masa molar) del compuesto multiplicada por 100%:

Masa total del átomo componente x 100% =Comp. %

Masa total (masa molar)

En el CO2 la composición porcentual del C es:

12.0 g C x 100% = 27.3 % C

44.0 g CO2

Y la composición porcentual del O es:

32.0 g O x 100% = 72.7% O

44.0 g CO2

Fórmula Empírica o mínima

Indica la relación mínima, en números enteros, de los átomos de cada elemento en el compuesto.

Los datos que se necesitan para determinar la fórmula empírica de un compuesto son:

  1. La composición porcentual
  2. Las masas atómicas relativas de cada uno de los elementos que integran el compuesto.

Para determinar la fórmula empírica de un compuesto se dividen los porcentajes de cada uno de los elementos entre sus respectivas masas atómicas relativas, obteniéndose así la relación atómica en que se combinan. Como en la generalidad de los casos los resultados obtenidos son números fraccionados y en las moléculas existen números enteros de átomos y no fraccionados de éstos, se transforman las fracciones a números enteros, dividiendo cada uno entre la menor de ellas.

Fórmula Molecular:

Expresa la composición real de un compuesto, ya que indica el número real de moles de átomos de cada elemento presente en la molécula. Es un múltiplo de la fórmula empírica y, en consecuencia en algunos casos es idéntica a ella. Los datos que se necesitan para determinarla son:

  1. La composición porcentual
  2. Las masas atómicas relativas
  3. Las masas mol moleculares de las fórmulas empíricas y molecular del compuesto.

Para determinar la fórmula molecular de un compuesto se procese de manera similar a como se opera para determinar fórmulas empíricas, pero una vez conocida ésta, se divide la masa molecular relativa entre la masa de la fórmula empírica; el número encontrado (número de unidades empíricas en 1 mol) representa el número de veces que la fórmula molecular contiene a la fórmula empírica.

Por lo tanto, la fórmula molecular obedece a la siguiente formula:

a = masa molar = unidad empírica/mol

masa empírica

Al multiplicar los subíndices de los átomos de la formula empírica por a, se obtendrá la fórmula molecular.

TABLA PERIÓDICA




La tabla periódica se organiza en filas horizontales, que se llaman periodos, y columnas verticales que reciben el nombre de grupos, además, por facilidad de representación, aparecen dos filas horizontales fuera de la tabla que corresponden a elementos que deberían ir en el sexto y séptimo periodo, tras el tercer elemento del periodo.



Los grupos con mayor número de elementos, los grupos 1, 2, 13, 14, 15, 16, 17 y 18, se conocen como grupos principales, los grupos del 3 al 12 están formados por los llamados elementos de transición y los elementos que aparecen aparte se conocen como elementos de transición interna. Los elementos de la primera fila de elementos de transición interna se denominan lantánidos o tierras raras, mientras que los de la segunda fila son actínidos.



Salvo el tecnecio y el prometio (elementos transuránicos) que son elementos artificiales, no se hallan en la naturaleza, y han sido obtenidos por el hombre; todos los elementos de la tabla periódica hasta el uranio, se encuentran en la naturaleza.


El número de elementos de cada periodo no es fijo. Así, el primer periodo consta de dos elementos (hidrógeno y helio), los periodos segundo y tercero tienen cada uno ocho elementos, el cuarto y el quinto dieciocho, el sexto treinta y dos y el séptimo, aunque debería tener treinta y dos elementos aún no se han fabricado todos, desconociéndose 3 de ellos y de otros muchos no se conocen sus propiedades.


PERIODO 1 ( 2 ELEMENTOS)

PERIODO 3 (8 ELEMENTOS)

PERIODO 4 18 ELEMENTOS)

PERIODO 6 (32 ELEMENTOS)

Cuando se descubrió la ordenación periódica de los elementos, se realizó de forma que elementos con propiedades químicas similares cayeran en la misma vertical, en el mismo grupo, de forma que algunas propiedades, que dependen más o menos directamente del tamaño del átomo, aumentaran o decrecieran regularmente al bajar en el grupo (afinidad electrónica, potencial de ionización, electronegatividad, radio atómico). De esta forma, conocer la tabla periódica significa conocer las propiedades de los elementos y sus compuestos: valencia, óxidos que forma, propiedades de los óxidos, carácter metálico, etc.


El orden de los elementos en la tabla periódica, y la forma de ésta, con periodos de distintos tamaños, se debe a su configuración electrónica y a que una configuración especialmente estable, es aquella en la que el elemento tiene en su última capa, la capa de valencia, 8 electrones, 2 en el orbital s y seis en los orbítales p, de forma que los orbítales s y p están completos. En un grupo, los elementos tienen la misma configuración electrónica en su capa de valencia. Así, conocida la configuración electrónica de un elemento sabemos su situación en la tabla y, a la inversa, conociendo su situación en la tabla sabemos su configuración electrónica.

Los primeros dos grupos están completando orbítales s, el correspondiente a la capa que indica el periodo. Así, el rubidio, en el quinto periodo, tendrá es su capa de valencia la configuración 5s1, mientras que el bario, en el periodo sexto, tendrá la configuración 6s2. Los grupos 3 a 12 completan los orbítales d de la capa anterior a la capa de valencia, de forma que hierro y cobalto, en el periodo cuarto, tendrán las configuraciones 3d64s2 y 3d74s2, en la que la capa de valencia no se modifica pero sí la capa anterior.

Los grupos 13 a 18 completan los orbítales p de la capa de valencia. Finalmente, en los elementos de transición interna, los elementos completan los orbítales f de su antepenúltima capa.







PROPIEDADES PERIODICAS


Las propiedades físicas y químicas de los elementos dependen, fundamentalmente, de su configuración electrónica


En un átomo, la corteza electrónica, que contiene tantos electrones como protones tiene el núcleo, de forma que el átomo sea eléctricamente neutro, no está distribuida de manera uniforme, sino que los electrones se disponen en capas concéntricas alrededor del núcleo.


La atracción del núcleo atómico sobre un electrón en una capa se ve, pues, apantallada por los electrones que existan en las capas inferiores (que lo repelen hacia el exterior) y reforzada por los electrones existentes en las capas exteriores (que lo repelen hacia el interior del átomo)


  1. AFINIDAD ELECTRÓNICA


La afinidad electrónica se define como la energía que liberará un átomo, en estado gaseoso, cuando captura un electrón y se convierte en un ión negativo o anión.


  1. POTENCIAL DE IONIZACIÓN


El potencial de ionización es la energía que es necesaria suministrarle a un átomo para arrancarle un electrón de su capa de valencia, convirtiendo el átomo en un ion positivo o catión.


  1. RADIO ATÓMICO


El radio atómico es la distancia entre el núcleo del átomo y el electrón estable más alejado del mismo.




  1. ELECTRONEGATIVIDAD


Según L. Pauling, la electronegatividad es la tendencia o capacidad de un átomo, en una molécula, para atraer hacia sí los electrones. Ni las definiciones cuantitativas ni las escalas de electronegatividad se basan en la distribución electrónica, sino en propiedades que se supone reflejan la electronegatividad.






Algunos elementos de la tabla periódica ordenados por su abundancia.


Abundancia en la corteza terrestre (%)

Nombre del elemento químico

Símbolo

46.71

Oxígeno

O

27.69

Sílice

Si

8.07

Aluminio

Al

5.05

Hierro

Fe

3.65

Calcio

Ca

2.75

Sodio

Na

2.58

Potasio

K

2.08

Magnesio

Mg

0.62

Titanio

Ti

0.14

Hidrógeno

H

0.13

Fósforo

P

0.094

Carbono

C

0.09

Manganeso

Mn

0.052

Azufre

S

0.05

Bario

Ba

0.045

Cloro

Cl

0.035

Cromo

Cr

0.029

Fluor

F

0.025

Zirconio

Zr

0.019

Níquel

Ni









Proyecto interactivo de educación. Tabla periódica. [Documento en línea]. Disponible:

http://personal1.iddeo.es/romeroa/latabla/leyperiodica.htm . [Consulta: 2007, junio 5].

PRINCIPIOS BÁSICOS DE LA QUÍMICA GENERAL





PRINCIPIOS BÁSICOS:

Denominamos materia a todo aquello que podemos percibir con nuestros sentidos, es decir, todo lo que podemos ver, oler, tocar, oír o saborear es materia. Toda la materia está formada por átomos y moléculas.


Un cuerpo es una porción de materia, delimitada por unas fronteras definidas, como un folio, el lápiz o la goma de borrar; varios cuerpos constituyen un sistema material. Las distintas formas de materia que constituyen los cuerpos reciben el nombre de sustancias. El agua, el vidrio, la madera, la pintura, etc. son distintos tipos de sustancias.

LEY DE LA CONSERVACIÓN DE LA MATERIA


La ley de la conservación de la materia establece que la materia ni se pierde ni se gana en las reacciones químicas tradicionales, simplemente cambia de forma. Por consiguiente, si tenemos un cierto número de átomos de un elemento en el lado izquierdo de una ecuación, tenemos que tener el mismo número en el lado derecho. Esto implica que la masa también se conserva durante la reacción química.

PROPIEDADES DE LA MATERIA


Hay dos tipos de propiedades que presenta la Materia: Propiedades Extensivas y Propiedades Intensivas. Las Propiedades Extensivas dependen de la cantidad de Materia, por ejemplo, el peso, volumen, longitud, energía potencial, calor, etc. Las Propiedades Intensivas no dependen de la Cantidad de Materia y pueden ser una relación de propiedades, por ejemplo: Temperatura, Punto de Fusión, Punto de Ebullición, Índice de Refracción, Calor Específico, Densidad, Concentración, etc.

* Temperatura: en general se utilizan las escalas de temperaturas en grados Celsius (ºC) o en temperaturas absolutas, Kelvin (K), donde K = ºC + 273


* Punto de fusión: es la temperatura a la cual una sustancia pasa del estado sólido al estado líquido a la presión (p) de 1atm (una atmósfera.


* Punto de ebullición: es la temperatura en la cual una sustancia pasa del estado líquido al estado gaseoso a la presión de 1atm.

La materia está en constante cambio. Las transformaciones que pueden producirse son de dos tipos:


- Físicas: son aquellas en las que se mantienen las propiedades originales de la sustancia ya que sus moléculas no se modifican.


- Químicas: son aquellas en las que las sustancias se transforman en otras, debido a que los átomos que componen las moléculas se separan formando nuevas moléculas.

Las propiedades físicas de la materia son el conjunto de características que permiten su estudio usando los sentidos o algún instrumento específico. Entre ellas tenemos:


ü Masa


En física, masa es la cantidad de materia que constituye un cuerpo determinado. Esta propiedad física no varía jamás, independiente del lugar donde se encuentre el cuerpo o de su volumen. Para medir la masa se utiliza un instrumento llamado balanza. Su valor debe ser expresado siempre en una de estas unidades: tonelada, kilogramo o gramo.


ü Peso


Esta propiedad física es la fuerza de atracción que ejerce la gravedad sobre la masa de un cuerpo. A diferencia de la masa, esta propiedad varía dependiendo en el lugar donde se encuentre el cuerpo. Por ejemplo, cualquier objeto pesará más si está situado a nivel del mar que si se encuentra en lo alto de una montaña, pero su masa seguirá siendo la misma. Más sorprendente aún es la variación del peso en la Tierra v/s la Luna, ya que en el satélite el peso disminuye considerablemente. El peso se mide con un instrumento llamado dinamómetro y su unidad se expresa en Newton (N).


ü Volumen


El volumen de un cuerpo es el espacio que éste ocupa. Para medirlo, se debe ver cuantas veces entra en él una unidad de volumen utilizada como unidad de medida. Esta unidad se llama metro cúbico, y corresponde a un cubo de un metro de lado.


Para medir volúmenes mayores y menores que el metro cúbico, se utilizan sus múltiplos y submúltiplos, que aumentan o disminuyen de 1.000 en 1.000.


ü Densidad


La densidad es una característica de cada sustancia.

Nos vamos a referir a líquidos y sólidos homogéneos. Su densidad, prácticamente, no cambia con la presión y la temperatura; mientras que los gases son muy sensibles a las variaciones de estas magnitudes.


SUSTANCIAS PURAS, COMPUESTA Y MEZCLAS


La Materia se clasifica en Mezclas y Sustancias Puras. Las Mezclas son combinaciones de sustancias puras en proporciones variables y se clasifican en: Mezclas Homogéneas (Soluciones) y Mezclas Heterogéneas.


En una Mezcla Heterogénea pueden distinguirse con facilidad las diferentes fases que forman la Mezcla, mientras que en una Mezcla Homogénea no hay distinción de fases.


Las Sustancias Puras son aquellas que conservan una composición fija e invariable y cuyas propiedades físicas y químicas son siempre las mismas. Algunas no pueden descomponerse, otras sí, se dividen en dos grupos, que son los elementos y los compuestos:


  • Los elementos son sustancias formadas por un solo tipo de átomos y que no pueden ser descompuestas o dividas en sustancias más simples por medios químicos ordinarios.


  • Los compuestos son sustancias formadas por dos o más elementos unidos químicamente, por lo que para separarlos se necesitan procesos bastante energéticos.

*Las mezclas pueden ser conjuntos de compuestos, de elementos o de ambos. Poseen una composición variable ya que dependen de los tipos de componentes y de las cantidades de cada uno. No son sustancias puras por lo que no tienen puntos determinados de ebullición y fusión, sino que tienen rangos de cada uno.

ESTADOS DE LA MATERIA:


La materia se puede encontrar en tres estados:


  1. Sólido, como la madera y el cobre;
  2. Líquido, como el agua y el aceite; y
  3. Gaseoso, como el aire y el vapor de agua.

- Estado sólido: un sólido es una sustancia formada por moléculas, que se encuentran muy unidas entre sí por una fuerza llamada Fuerza de Cohesión. Los sólidos son duros y difíciles de comprimir, porque las moléculas, que están muy unidas, no dejan espacio entre ellas.


- Estado líquido: un líquido es una sustancia formada por moléculas que están en constante desplazamiento, y que se mueven unas sobre otras. Los líquidos son fluidos porque no tienen forma propia, sino que toman la del recipiente que los contiene.


- Estado gaseoso: un gas es una sustancia formada por moléculas que se encuentran separadas entre sí. Los gases no tienen forma propia, ya que las moléculas que los forman se desplazan en varias direcciones y a gran velocidad. Por esta razón, ocupan grandes espacios.


La Materia. [Documento en línea]. Disponible: http://html.rincondelvago.com/sustancias-puras-y-mezclas.html [Consulta: 2007, Mayo, 27].


La Materia. [Documento en línea]. Disponible: http://html.rincondelvago.com/materia_2.html . [Consulta: 2007, Mayo, 27].

ÁCIDOS NUCLÉICOS

ÁCIDOS NUCLÉICOS

Son biomoléculas orgánicas que contienen siempre C, H, O, N y P, estructurados en unidades básicas llamadas nucleótidos.

Un nucleótido contiene tres componentes: un azúcar, que es una pentosa (5 carbonos) que puede ser ribosa ó desoxirribosa, un grupo fosfato, y una base nitrogenada, clasificadas en 2 grupos: las purinas y las pirimidinas. En el ADN las purinas son la Adenina (A) y la Guanina (G) y las pirimidinas son la Citosina (C) y la Timina (T). El ARN tiene la pirimidina Uracilo (U) en lugar de la timina. Las purinas solo se aparean con las piriminidas y viceversa.

Cuando se unen entre sí muchos nucleótidos, mediante un tipo de enlace llamado fosfodiéster (azúcar-fosfórico, azúcar, fosfórico, etc.), se forma un polinucleótido o ácido nucléico.

DNA

RNA

Tamaño

- Muy grande

- Pequeño

Estructura

- Bicatenario (doble cadena)

(excepto en ciertos virus)

- Monocatenario (1 cadena) (excepto en ciertos virus)

Disposición

- Abierta (eucariotas)

- Circular (procariotas)

- Abierta (normalmente)

Tipo de

azúcar

- Desoxirribosa

- Ribosa

Bases nitrogenadas

A, C, G, T

A, C, G, U

Función

-Duplicación (reproducción)

- Transcripción (formación de RNA)

- Almacenamiento de la información genética

-Traducción (formación de proteínas)

DNA: ÁCIDO DESOXIRRIBONUCLÉICO.

Es la molécula que contiene y transmite la información genética de los organismos. Presenta una ESTRUCTURA PRIMARIA: representada por la secuencia de bases del polinucleótido, que se agrupan funcionalmente formando genes, con grupos de bases que se expresan (exones), y grupo que no lo hacen (intrones). Y una ESTRUCTURA SECUNDARIA (modelo de Watson & Crick): cuando dos hebras de DNA se emparejan de forma antiparalela, estableciendo puentes de hidrógeno entre sus bases complementarias (A-T y C-G), y se enrollan en una doble hélice en molécula abierta (eucariotas) ó circular (procariotas).

Finalmente, el DNA se empaqueta asociándose con proteína (normalmente histonas), en cinco niveles:

1) Collar de perlas, formando la fibra de cromatina: DNA asociado con histonas.

2) Enrollamiento en solenoide.

3) Bucles de solenoides.

4) Rosetas y rodillos.

5) Cromosoma (sucesión de rodillos).

Las hebras que conforman el ADN son “complementarias” porque las bases de cada cadena se aparean de forma complementaria Adenina con Timina (A-T) y Guanina con Citosina (C-G). Y “antiparalelas” porque una cadena está colocada en posición 5'- 3' y la complementaria en posición 3'- 5'.


REPLICACIÓN DEL ADN

Los puentes de Hidrogeno que enlazan pares de bases son relativamente débiles. En el momento de la replicación las dos bandas de ADN se separan a lo largo de esta línea débil como se separan las dos partes de una cremallera. Cada banda se convierte entonces en el modelo para la formación de otra banda complementaria, atrayendo nucleótidos libres a sus sitios complementarios y enlazando los nucleótidos adyacentes bajo la dirección de la enzima ADN polimerasa.

RNA: ÁCIDO RIBONUCLÉICO.

Es un polinucleótido monocatenario de ribosa, que se dispone en estructura primaria. Su función es traducir la información genética de los genes (DNA) a proteínas, a través del código genético. Para ello presenta tres tipos básicos de molécula:

· ARN mensajero (ARNm): Es el encargado de copiar la información genética contenida en el ADN y trasladarla desde el núcleo celular hasta los ribosomas, en el citoplasma, donde se produce la síntesis de proteínas. Cada cadena de ARNm corresponde a un gen, o sea, una parte de una cadena de ADN. Cada gen contiene información para la síntesis de una proteína y hay tantos ARNm como proteínas ya que son específicos para cada una de ellas.

ARN mensajero, consiste en una secuencia de nucleótidos que corresponde a la transcripción de un trozo de DNA (gen). No obstante, esta transcripción no es siempre un proceso simple y directo. En secuencias que contienen exones e intrones, el transcrito primario sufre una maduración durante la que se cortan los intrones y se empalman los exones (splicing). Su función es la de transportar la información genética del núcleo a los ribosomas en que son transcritos.

· ARN de transferencia (ARNt): Estructuralmente, son las moléculas más pequeñas de los tres tipos de ARN. Se encarga de leer la información que posee el ARNm y, de acuerdo con ella, situar los distintos aminoácidos en el lugar adecuado para constituir una cadena polipeptídica. Existe un ARNt específico para cada aminoácido.

Los ARN de transferencia, son moléculas de ARN con estructura cruciforme, encargados de leer el código del ARNm en los ribosomas e ir sintetizando la cadena de de proteína a partir de los aminoácidos que tiene asociados a su estructura. Existen tantos ARNt como aminoácidos codificables. Cada ARNt tiene en una parte de su estructura la secuencia que codifica un aminoácido (anticodón) que se unirá al codón del ARNm. En la parte opuesta tiene una parte diseñada para unirse al aminoácido que codifica el anticodón.

· ARN ribosómico (ARNr): Es la clase de ARN más abundante en todas las células y tiene gran importancia en la constitución de los ribosomas, pero no se conoce demasiado bien su función.

ARN ribosómico, es un ARN estructural que compone los ribosomas junto con proteínas. Parece ser que tiene una función de enzimático al facilitar las interacciones para que el RNAm se acomode en el ribosoma y sea leído por los RNAts, y al mismo tiempo facilita la interacción con proteínas enzimáticas que posibilitan la formación de los enlaces peptídicos.

El ARNr es el que contribuye a dar a los ribosomas su forma acanalada, al condicionar la posición de las proteínas, posibilitando la unión a su estructura del ARNm, de los ARNt y de la proteína que se está sintetizando. Supone el 75% del RNA celular en procariotas y el 50% en eucariotas.

CARBOHIDRATOS, PROTEÍNAS Y LÍPIDOS.

* CARBOHIDRATOS



Un carbohidrato es un compuesto orgánico formado por carbono, hidrógeno, y oxígeno con un porcentaje de cerca de dos átomos de oxígeno por cada átomo de carbono.


El carbono mas simple es un tipo de azúcar llamado monosacárido. Ejemplos comunes de estos son los ísomeros, la glucosa y fructosa. Dos moléculas de monosacaridos pueden unirse para formar un disacárido, es decir, un carbohidrato de dos azucares. Cuando la glucosa y la fructosa se combinan en una reacción de condensación, se forma una molécula de sacarosa. La sacarosa es el azúcar más común.


Las moléculas más grandes de carbohidratos son los polisacáridos, polímeros compuestos de muchas unidades de monosacáridos. El almidón, la celulosa y el glucógeno son ejemplos de polisacáridos. Los almidones, son cadenas muy ramificadas de unidades de glucosa, como almacenamiento de alimentos. Los animales almacenan alimento en forma de glucógeno, otro polímero de la glucosa similar al almidón, pero mucho más ramificado.



FUNCIONES


  1. Energética o de Reserva: el glúcido más importante es la glucosa. Se puede considerar como la molécula energética esencial. Algunos polisacáridos actúan como moléculas de reserva de energía: almidón, y glucógeno.


  1. Estructural: entre los glúcidos más importante de función estructural más importante podemos citar: celulosa (pared de la célula vegetal), quitina (exoesqueleto de los artrópodos, etc.).



MONOSACÁRIDOS


*Son glúcidos sencillos, a veces se les denomina azúcares por su sabor dulce y carbohidratos por contener el H y el O en la misma proporción que el agua. Su formula general es CnH2nOn, siendo n un número de C (de 3 a 8 átomos de C).


*Se nombran añadiendo la terminación OSA al prefijo que determina el número de C de la cadena:


- 3C Triosa

- 4C Tetrosa

- 5C Pentosas

- 6C Hexosas

- 7C Heptosas


Y según la función aldehído o cetona serán:


- Aldehído (-CHO): aldosas.

- Cetona (=CO): Cetosas.


PROPIEDADES


  1. Son sólidos, blancos y cristalinos.
  2. Hidrosolubles
  3. Dulces
  4. Son reductores


*Los monosacáridos tiene carácter reductor, debido a que su grupo funcional =CO (carbonilo) es susceptible de oxidarse y formar un ácido orgánico o carboxilo (-COOH).


*Una sustancia es reductora si es capaz de reducir a otras, en consecuencia ella se oxida.



DISACÁRIDOS


Compuestos formadas por la unión de dos monosaridos mediante un enlace llamado enlace glucosídico.


PROPIEDADES


  1. Son cristalizables
  2. Generalmente dulces
  3. Solubles
  4. Se desdoblan en monosacáridos
  5. Algunos mantiene su poder reductor



POLISACARIDOS


Se forman por la unión de miles de unidades de monosacáridos (principalmente glucosas) estableciendo enlaces glucosídicos entre ellos, y perdiendo en este proceso el poder reductor, la solubilidad, la cristalización y el sabor dulce. Son de elevado peso molecular.


PROPIEDADES


  1. No son dulces
  2. No poseen carácter reductor
  3. Pueden tener función estructural o energética






* PROTEINAS


Las proteínas son esenciales para toda la vida. Ellas construyen estructuras y llevan acabo el metabolismo de la célula. Una proteína es un polímero grande complejo compuesto de carbono, hidrogeno, oxígeno, nitrógeno y, en algunas ocasiones, azufre. Las unidades básicas de las proteínas se llaman aminoácidos. Hay veinte aminoácidos comunes. Dado que hay veinte unidades básicas, las proteínas pueden tomar una gran variedad de formas y tamaños. De hecho, las proteínas varían en estructura más que cualquier otro tipo de moléculas orgánicas.


Las proteínas tienen múltiples funciones biológicas: estructural, energética, trasporte, hormonal, regulación del pH, etc. Una de tales funciones es imprescindibles: la función biocatalizadores de las enzimas.


*AMINOACIDOS:


Estas unidades son moléculas mixtas ya que tiene dos grupos funcionales: amino (-NH2) y ácido carboxílico (-COOH). En su estructura encontramos un carbono α, ubicado entre los dos grupos funcionales, además se observa un grupo distintivo representado por la letra “R” el cual esta enlazado al carbono α:


NH2-CH-COOH

|

R

Los aminoácidos tienen que unirse entre sí con un enlace llamado peptídico y formando una cadena llamada polipeptídica.



ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS

Estructura

Primaria

Es la secuencia de aminoácidos de la proteína, es decir el número, tipo y orden de colocación de sus aminoácidos. Estructura lineal, no presenta ramificaciones.

Estructura

Secundaria

La cadena se pliega mediante enlaces de hidrógeno, obteniéndose enrollamientos espirales (α-hélice) o láminas plegadas (ß-láminas).

Estructura

Terciaria

Nuevos plegamientos que le dan arquitectura tridimensional. También conformación filamentosa, formándose proteínas insolubles de función estructural, como p.ej. la queratina o conformación globular, formando proteínas solubles con función dinámica, p.ej las enzimas.

Estructura

Cuaternaria

Se aplica sólo a proteínas constituidas por dos o más cadenas polipeptídicas y se refiere a la disposición espacial de esas cadenas y a la disposición espacial de esas cadenas y a los enlaces que se establecen entre ellas.


Las proteínas pueden inactivarse mediante calor, cambios de pH, agitación, perdiendo su estructura 2ª, 3ª ó 4ª (no los enlaces peptídicos que se rompen mediante hidrólisis), lo que se llama desnaturalización que puede ser reversible o irreversible.


PROPIEDADES


1. Actividad óptica, poseen diferente ubicación del grupo amino.

2. Ácido-Base, es una sustancia que puede comportarse como ácido o como base.

3. Especificidad, lo que quiere decir que cada especie, incluso los individuos de la misma especie, tiene proteínas distintas que realizan la misma función.


Tipos de Proteínas:


· Proteínas de trasporte: situadas en la membrana plasmática.

· Proteínas nutritivas: configuran nuestro organismo.

· Proteínas estructurales: configuran nuestro organismo.

· Proteínas de defensa: participan en el sistema inmune.

· Proteínas reguladoras: hormonas.

· Proteínas contráctiles: situadas en los músculos.



* LIPIDOS


Los lípidos son compuestos orgánicos que tienen una gran proporción de uniones de C-H y menos oxígeno que los carbohidratos.


A los lípidos comúnmente se les conoce como grasas o aceites. Ellos son insolubles en agua por que sus moléculas son no polares, y por consiguiente, no son atraídas por las moléculas de agua.


Las células utilizan lípidos para almacenar a largo plazo la energía, como aislantes y cubiertas protectoras. De hecho, los lípidos son los principales componentes de las membranas que rodean todas las células vivientes. El tipo más común de lípido, consiste en tres ácidos grasos unidos a una molécula de glicerol.

Ejemplo de una molécula de glicerol:


H

|

H-C-OH

|

H-C-OH

|

H-C-OH

|

H


PROPIEDADES:


  1. No se disuelven en agua, formando estructuras denominadas micelas.
  2. Se disuelven en disolventes orgánicos, tales como cloroformo, benceno, aguarrás o acetona.
  3. Son menos densos que el agua, por lo que flotan sobre ella.
  4. Son untosos al tacto.


LOS ÁCIDOS GRASOS


Los ácidos grasos son moléculas formadas por cadenas de carbono que poseen un grupo carboxilo (COOH) como grupo funcional. El número de carbonos habitualmente es de número par. Los tipos de ácidos grasos más abundantes en la Naturaleza están formados por cadenas de 16 a 22 átomos de carbono.


La parte que contiene el grupo carboxilo manifiesta carga negativa en contacto con el agua, por lo que presenta carácter ácido. El resto de la molécula no presenta polaridad (apolar) y es una estructura hidrófoba (repelente al agua). Como la cadena apolar es mucho más grande que la parte con carga (polar), la molécula no se disuelve en agua.


Los ácidos grasos se clasifican en saturados e insaturados:


  • Saturados


Los enlaces entre los carbonos son enlaces simples, con la misma distancia entre ellos (1,54 Å) y el mismo ángulo (110º). Esta circunstancia permite la unión entre varias moléculas mediante fuerzas de Van der Waals. Cuanto mayor sea la cadena (más carbonos), mayor es la posibilidad de formación de estas interacciones débiles. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos saturados suelen encontrarse en estado sólido.


Ejemplo:


Ácido Palmítico: CH3-(CH2)14-COOH


· Insaturados

En ellos pueden aparecer enlaces dobles o triples entre los carbonos de la cadena. La distancia entre los carbonos no es la misma que la que hay en los demás enlaces de la molécula, ni tampoco los ángulos de enlace (123º para enlace doble, 110º para enlace simple). Esto origina que las moléculas tengan más problemas para formar uniones mediante fuerzas de Van der Waals entre ellas. Por ello, a temperatura ambiente, los ácidos grasos insaturados suelen encontrarse en estado líquido.


Ejemplo:

Ácido Palmitoleico: CH3-(CH2)6-CH=CH-(CH2)7-COOH


Los ácidos grasos forman parte de otros compuestos lipídicos. Todos aquellos lípidos que tienen ácidos grasos en su estructura tienen la capacidad de realizar la reacción de saponificación, y por ello se llaman lípidos saponificables.


Reacción de Saponificación


Cuando un ácido graso se une a una base fuerte se forma un jabón, con parte polar, que se mezcla con el agua, y parte apolar, insoluble en agua. Es una molécula anfipática.







ACIL-GLICÉRIDOS


Los acil-glicéridos están formados por ácidos grasos, por lo que son lípidos saponificables. Son moléculas formadas por la unión de uno, dos o tres ácidos grasos, con una glicerina. La unión se da entre los grupos -OH de cada molécula. Se libera una molécula de agua. El enlace recibe el nombre de éster.


Si la glicerina se une a un ácido graso, se forma un monoacilglicérido. Si se une a dos ácidos grasos se forma un diacilglicérido. Si se une a tres ácidos grasos se forma un triacilglicérido o, simplemente, triglicérido.


Los ácidos grasos se clasifican atendiendo al estado que presentan a temperatura ambiente. Los sólidos se denominan sebos, y están formados por ácidos grasos saturados. Los líquidos se llaman aceites, y están formados por ácidos grasos insaturados y saturados.


Funciones de los acil-glicéridos


La importancia de los acil-glicéridos radica en que:


  • Actúan como combustible energético. Son moléculas muy reducidas que, al oxidarse totalmente, liberan mucha energía
  • Funcionan como reserva energética. Acumulan mucha energía en poco peso. Comparada con los glúcidos, su combustión produce más del doble de energía. Los animales utilizan los lípidos como reserva energética para poder desplazarse mejor.
  • Sirven como aislantes térmicos. Conducen mal el calor. Los animales de zonas frías presentan, a veces, una gran capa de tejido adiposo.
  • Son buenos amortiguadores mecánicos. Absorben la energía de los golpes y, por ello, protegen estructuras sensibles o estructuras que sufren continuo rozamiento.





AGUA Y MINERALES

* AGUA

El agua es uno de los componentes indispensables para la vida de cualquier organismo, y constituye hasta más de los 2/3 del peso de algunos de ellos. Su distribución varía según los diferentes órganos, pero existe en mayor porcentaje en los más activos biológicamente. El agua facilita la absorción de alimentos y la excreción de metabolitos e interviene en muchos procesos vitales. Además, es indispensable para la termorregulación de los organismos.

División del agua en nuestro organismo:

Agua 65%-79%:

  • Agua Intracelular 70%:

- Agua libre

- Agua asociada a macromoléculas

  • Agua Extracelular 30%:

- Agua Plasmática

- Agua intersticial

*Agua intracelular, existe en el interior de la célula, tanto en el citosol como en el resto de las estructuras celulares.

*Agua libre, de la que puede disponer la célula de inmediato y con facilidad *Agua ligada o asociada, que es la que se encuentra unida a estructuras y entidades macromoleculares.

*Agua plasmática, en la que se incluye el agua del plasma y de la linfa.

*Agua intersticial, que comprende el agua presente en el líquido intersticial, en el líquido cefalorraquídeo, en el humor ocular, etc.

ESTRUCTURA QUÍMICA DEL AGUA

- La molécula de agua está formada por la unión de un átomo de oxígeno y dos de hidrógeno mediante enlaces covalentes (enlace que comparte electrones).

- Es una molécula dipolar (posee zonas con carga eléctrica negativa y zonas con carga eléctrica positivas).

- Las moléculas de agua no están separadas, se asocian por puentes de hidrogeno. Estos son enlaces más débiles que los covalentes, se forman y se rompen constantemente (en el agua líquida cada enlace dura 10-11 seg.). Presentan una gran cohesión molecular y una gran estabilidad molecular.

PROPIEDADES FISÍCO-QUÍMICAS DEL AGUA

  1. Densidad máxima a 4 °C:

n Este comportamiento anómalo permite que el hielo flote en el agua.

n Esta densidad anómala permite la existencia de vida marina en los casquetes polares ya que el hielo flotante actúa como aislante térmico, impidiendo que la masa oceánica se congele.

  1. Elevado Calor Específico:

(calor necesario para elevar la temperatura de 1 g de agua en 1 °C concretamente desde 15 a 16 °C).

n Esta propiedad esta en relación con los puentes de hidrogeno que se forman entre las moléculas de agua. El agua puede absorber grandes cantidades de “calor” que utiliza para romper los puentes de hidrógeno por lo que la temperatura se eleva muy lentamente.

n Este alto valor permite al organismo importantes cambios de calor con escasa modificación de la temperatura corporal.

n El agua se convierte en un mecanismo regulador de la temperatura del organismo, evitando alteraciones peligrosas, fundamentalmente a través de la circulación sanguínea.

  1. Elevada Temp. de Ebullición:

n En comparación con otros hidruros, la temperatura de ebullición del agua es mucho mas elevada (100 °C a 1 atmósfera).

n Esto hace que el agua se mantenga liquida en un amplio margen de temp. (0-100 °C), lo que posibilita la vida en diferentes climas, incluso a temp. extremas.

n Gracias a esto el agua actúa como medio de trasporte de las sustancias, como función de amortiguación mecánica y como líquido lubricante.

  1. Elevado Calor de Vaporización:

(calor necesario para vaporizar 1 g de agua: 536 cal/g).

n Para pasar del estado líquido al gaseoso es necesario que los puentes de hidrógeno se rompan.

n Este valor elevado permite eliminar el exceso de calor, evaporando cantidades relativamente pequeñas de agua.

n Ello posibilita, cuando es necesario, mantener la temp. del organismo mas baja que la del medio ambiente.

n Por tanto, la vaporización continua de agua por la piel y los pulmones constituye otro mecanismo regulador de la temperatura.

n La evaporación del sudor también contribuye a este mantenimiento, con lo que globalmente ello supone la eliminación total de unas 620 Kcal diarias.

  1. Elevada Conductividad Calórica:

n Permite una adecuada conducción de calor en el organismo, contribuyendo a la termorregulación, al mantener constante e igualar la temp. en las diferentes zonas corporales

  1. Disolvente de compuestos polares de naturaleza no iónica:

n Ello sucede por la capacidad del agua de establecer puentes de hidrogeno con grupos polares de otras moléculas no iónicas.

n Así, puede disolver compuestos tales como alcoholes, ácidos, aminas y glúcidos.

  1. Capacidad de Hidratación o Solvatación de Iones:

n El carácter dipolar del agua determina que sus moléculas rodeen a los distintos iones, aislándolos del resto.

n A este fenómeno se le denomina hidratación o Solvatación de iones y facilita a su vez la separación de iones de diferentes cargas, lo que contribuye a la solubilización de compuestos iónicos.

  1. Elevada Constante Dieléctrica:

(E = 80 a 20 °C)

n Implica que el agua sea un buen disolvente de compuestos iónicos y sales cristalizadas.

n Este elevado valor de la constante supone que las moléculas de agua se oponen a la atracción electrostática entre los iones positivos y negativos, debilitando dichas fuerzas de atracción.

n Dicho de otra manera, el agua impide la asociación de iones, por eso siguen disueltas en el agua. Por ello se dice que el agua es un buen disolvente.

  1. Disolvente de Moléculas Antipáticas:

n El agua solubiliza (disuelve) compuestos antipáticos (se llaman así aquellos que presentan en su estructura grupos polares y apolares simultáneamente).

n Esta solubilización lleva consigo la formación de micelas, con los grupos apolares o hidrófobos en su interior y los grupos polares o hidrófilos orientados hacia el exterior para contactar con el agua.

n Esta y las anteriores propiedades determinan que el agua sea considerada como el disolvente universal, permitiendo la realización de procesos de transporte, nutrición, osmosis, etc., cuya ausencia haría imposible el desarrollo de la vida.

  1. Elevada Tensión Superficial:

n Determina una elevada cohesión entre las moléculas de su superficie (existe gran unión entre todas las moléculas de agua) y facilita su función como lubricante en las articulaciones.

n La tensión superficial disminuye con la presencia en el líquido de ciertos compuestos que reciben el nombre genérico de tensoactivos (jabones, detergentes, etc.) que facilitan la mezcla y emulsión de grasas en el medio acuoso; así, las sales biliares ejercen esta acción tensoactiva en el intestino delgado, facilitando la emulsión de grasas y, con ello, la digestión.

  1. Transparencia:

n Esta propiedad física no afecta directamente al ser humano, pero es importante para que se origine el proceso de fotosíntesis en la masa oceánica y fondos marinos.

  1. El agua es un electrolito débil:

n Ello se debe a la naturaleza de su estructura molecular. Libera el mismo catión que los ácidos (H+; ion hidrógeno o protón) y el mismo anión que las bases (OH-; ion hidroxilo).

n Por tanto, el agua es un anfolito o sustancia anfótera, es decir, puede actuar como ácido o como base.

FUNCIONES BIOQUÍMICAS Y FISIOLÓGICAS DEL AGUA

Las funciones bioquímicas y fisiológicas que el agua desempeña en el organismo se basan en las propiedades físico-químicas anteriores. Entre ellas destacan:

- El agua actúa como componente estructural de macromoléculas, como proteínas, polisacáridos, etc., ya que estabiliza su estructura, fundamentalmente a través de la formación de puentes de hidrógeno.

- El carácter termorregulador del agua permite conseguir un equilibrio de temperatura. en todo el cuerpo, la disipación de cantidades elevadas de calor metabólico, etc.

* SALES MINERALES

Son elementos que el cuerpo requiere en cantidades bastante pequeñas. Su función es reguladora, no aportan energía. Los macrominerales (calcio, fósforo, sodio, cloro, magnesio, hierro y azufre) son minerales esenciales y se necesitan en mayor proporción que otras sales. Los microminerales o elementos traza son también esenciales, pero el organismo los requiere en menor cantidad (cinc, cobre, yodo, cromo, selenio, cobalto, molibdeno, manganeso y flúor), por lo que no hay tanta posibilidad de que se produzcan déficit.

Las sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos de tres formas:

  1. Precipitadas: Forman parte de las estructuras esqueléticas dándoles mayor consistencia a los esqueletos internos y externos de los seres vivos.

- Silicatos: caparazones de algunos organismos y estructura de sostén en algunos vegetales.

- Carbonato cálcico: caparazones de algunos protozoos marinos, esqueleto externo de corales, moluscos y artrópodos, y estructuras duras (espinas de erizos de mar, dientes y huesos).

- Fosfato cálcico: esqueleto de vertebrados.

- Fluoruro cálcico: confiere dureza al esmalte de los dientes.

  1. Disueltas: dan lugar a aniones y cationes

Éstas intervienen en la regulación de la actividad enzimática y biológica, de la presión osmótica y del pH en los medios biológicos; generan potenciales eléctricos y mantienen la salinidad.

  1. Asociadas a moléculas orgánicas (fosfolípidos, nucleótidos, ácidos nucleicos, etc.).

FUNCIONES DE LAS SALES MINERALES

Pueden desempeñar papeles biológicos importantes en:

ü Constitución de estructuras de sostén y protección duras.

ü Mantenimiento estable del pH del medio extra e intracelular, actuado como solución amortiguadora o tampón como:

§ la acción cabonato-bicarbonato en el medio extracelular.

§ la acción mono, di y trifosfato en el medio intracelular

ü Los fenómenos osmóticos o paso de agua a través de una membrana semipermeable desde una solución de NaCl menos concentrada a otra más concentrada.

o Medio externo isotónico: la disolución acuosa tiene la misma concentración que el hialoplasma celular.

o Medio externo hipertónico: la disolución acuosa tiene mayor concentración el hialoplasma celular.

o Medio externo hipotónico: la disolución acuosa tiene menor concentración que el hialoplasma celular.

*Hialoplasma: se denomina así a la parte clara y fluida del citoplasma celular para distinguirla de las porciones granular y reticular.

La Osmosis: consiste en el paso de agua, a través de una membrana semipermeable, desde una solución menos concentrada a otra más concentrada.

  • Turgencia: si la concentración del medio intracelular es mayor que la extracelular, la entrada excesiva de agua producirá un hinchamiento.

  • Plasmólisis: si la concentración del medio intracelular es menor que la extracelular, la célula pierde agua y disminuye de volumen.

Estos dos procesos pueden producir la muerte celular.

Just Botella, A. (2004). Mecanismos moleculares. Agua, sales minerales y oligoelementos. [Documento en línea] Disponible: http://www.minsa.gob.ni/enfermeria/doc_inter/apuntesBioquimica.pdf . [Consulta: 2007, Mayo 15].

Biomoléculas inorgánicas y bioelementos. Agua y sales minerales. [Documento en línea] Disponible: http://html.rincondelvago.com/biomoleculas-inorganicas-y-bioelementos_agua-y-sales-minerales.html . [Consulta: 2007, Mayo 15].