Este documento describe la membrana plasmática y sus funciones. Explica que la membrana plasmática está formada por una bicapa lipídica que separa el interior de la célula del exterior. La bicapa lipídica permite el transporte selectivo de sustancias a través de la membrana mediante diferentes mecanismos como la difusión, el transporte activo que requiere energía, y el transporte mediado por proteínas transportadoras. La membrana plasmática juega un papel fundamental en la comunicación de la célula con el
1. http://fisexpscs.blogspot.com/
l u n e s 1 6 d e n o v i e m b r e d e 2 0 0 9
Membrana plasmatica
Muchas estructuras de la célula están formadas por membranas. Las
membranas biológicas constituyen fronteras que permiten no sólo separar
sino también poner en comunicación diferentes compartimentos en el interior
de la célula y a la propia célula con el exterior.
La estructura de todas las membranas biológicas es muy parecida. Las
diferencias se establecen más bien al nivel de la función particular que tienen
los distintos orgánulos formados por membranas; función que va a depender
de la composición que tengan sus membranas. Este tipo de membranas se
denomina, debido a esto, unidad de membrana o membrana unitaria. La
membrana plasmática de la célula y la de los orgánulos celulares está
formada por membranas unitarias.
ORGÁNULOS Y OTRAS ESTRUCTURAS FORMADOS POR MEMBRANAS
UNITARIAS
- Membrana plasmática
- Retículo endoplasmático granular y liso
- Aparato de Golgi
- Lisosomas
- Peroxisomas
- Mitocondrias
- Plastos
- Vacuolas
- Envoltura nuclear
CARÁCTER ANFIPÁTICO DE LOS LÍPIDOS.
Ciertos lípidos, y en particular los fosfolípidos, tienen una parte de la molécula
que es polar: hidrófila y otra (la correspondiente a las cadenas
hidrocarbonadas de los ácidos grasos) que es no polar: hidrófoba. Las
moléculas que presentan estas características reciben el nombre de
anfipáticas. A partir de ahora representaremos la parte polar (hidrófila) y la
no polar (hidrófoba) de los lípidos anfipáticos.
FORMACIÓN DE BICAPAS LIPÍDICAS
Si se dispersa por una superficie acuosa una pequeña cantidad de un lípido
anfipático, se puede formar una capa de una molécula de espesor: monocapa.
Esto es debido a que las partes hidrófilas se disponen hacia el interior y los
grupos hidrófobos hacia el exterior de la superficie acuosa. Pueden también
formarse bicapas, en particular entre dos compartimentos acuosos.
Entonces, las partes hidrófobas se disponen enfrentadas y las partes
hidrófilas se colocan
hacia la solución acuosa. Los lípidos anfipáticos forman este tipo de
2. estructuras espontáneamente. Las bicapas pueden formar compartimentos
cerrados denominados
liposomas. Las bicapas lipídicas poseen características similares a las de las
membranas
celulares: son permeables al agua pero impermeables a los cationes y aniones
y a las grandes moléculas polares. En realidad, las membranas celulares son,
esencialmente, bicapas lipídicas.
FUNCIONES
Las biomembranas son estructuras nuy importantes a nivel celular, y también
sumamente abundantes: en células eucarióticas pueden alcanzar hasta un
80% del peso
seco.
Principales funciones:
a]- separación física entre compartimientos
b]- transporte de sustancias, involucradas, por ejemplo, en el metabolismo
c]- recepción de estímulos [hormonas, transmisión de impulsos nerviosos,
etc.], y
muchas veces también su reconocimiento
d]- conducción de impulsos nerviosos
e]- interacciones célula-célula
BASE ESTRUCTURAL: BIOMEMBRANAS ELEMENTALES
Los fosfolípidos tienden a agruparse espontáneamente en micelas. Son
pequeñas aglomeraciones esferoidales donde las colas, apolares, se dirigen
todas hacia el centro, libre de agua, y las cabezas, polares se orientan hacia la
periferia, ofreciendo una superficie afín con el agua. El interior de estos
esferoides es hidrofóbico, mientras que su exterior es hidrofílico, de acuerdo
al comportamiento dual [antipático] de este tipo de lípidos.
cabeza
polar
cola
no polar
COMPOSICIÓN DE LAS BIOMEMBRANAS
Las biomembranas funcionales están compuestas de lípidos y proteínas.
Cierta porción
glucídica detectable forma en realidad parte de las otras sustancias
mencionadas, integrando glucoproteínas y glucolípidos. Los lípidos
constituyen la matriz o base estructural. Las proporciones entre los distintos
componentes es muy variable. Las proteínas forman la parte funcional de las
biomembranas. La variedad es muy grande, de acuerdo a las muchas
funciones que pueden desempeñar: receptores, transportadores para entrada
y/o salida de sustancias, enzimas, antígenos de superficie, etc. La proporción
entre lípidos y proteínas también es variable.
3. ESTRUCTURA EN MOSAICO FLUIDO
La bicapa lipídica es la matriz en la cual las moléculas proteicas son como
islas. Esta estructura recibe el nombre de mosaico fluido, pues la matriz posee
baja viscosidad y las proteínas pueden ser consideradas semejantes a trozos
de piedras dispersos en un mosaico. Dichas moléculas de proteínas se
encuentran más o menos inmersas en la matriz lipídica, proteínas intrínsecas
o integradas; o bien como solamente apoyadas sobre las cabezas de los
fosfolípidos [son mantenidas por interacciones electrostáticas], a ambos
lados de la membrana, proteínas extrínsecas o periféricas. La posición que
ocupa una proteína determinada en la matriz depende siempre de
interacciones de los grupos laterales de ciertos restos de aminoácidos
componentes con las moléculas lipídicas.
PROPIEDADES DE ESTE TIPO DE ESTRUCTURA:
a)- Fluidez: permite un movimiento muy libre tanto de lípidos como de
proteínas, al menos dentro de cada una de las capas.
b)- Asimetría: la composición lipídica y la proteica [esta más aún] son
diferentes entre ambas capas.
c)- Resistencia eléctrica: si a uno y otro lado de la membrana se hallan sendas
soluciones con distinta carga neta, aquella es perfectamente apta para
mantener la diferencia de potencial eléctrico que se produce, la cual se
denomina potencia de membrana.
TRANSPORTE DE SUSTANCIAS A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICA
La célula necesita sustancias para su metabolismo. Como consecuencia de
éste se van a producir sustancias de desecho que la célula precisa eliminar.
Así pues, a través de la membrana plasmática se va a dar un continuo
transporte de sustancias en ambos sentidos. Según la dirección de este y el
tipo de sustancia tendremos:
- Ingestión:Es la entrada en la célula de aquellas sustancias necesarias para
su
metabolismo.
- Excreción: Salida de los productos de desecho.
- Secreción: Si lo que sale no son productos de desecho sino sustancias
destinadas a la exportación.
Aunque vamos a referirnos únicamente al transporte a través de la membrana
plasmática, deberá tenerse en cuenta que los fenómenos de transporte que
estudiaremos a continuación se dan también a través de las membranas
biológicas de los orgánulos formados por membranas: retículo, aparato de
Golgi, lisosomas, vacuolas, mitocondrias y plastos.
Mediante estos fenómenos la célula asegura un medio interno diferente y
funciones distintas en cada uno de los orgánulos formados por membranas.
A)EL TRANSPORTE DE SUSTANCIAS EN FORMA MOLECULAR A TRAVÉS DE LAS
MEMBRANAS
4. En el caso de sustancias disueltas, según se consuma o no energía,
distinguiremos los siguientes tipos de transporte:
I) Transporte pasivo. Se trata de un transporte a favor del gradiente de
concentración, por lo que no requiere un aporte de energía. Puede ser:
b) Transporte pasivo simple o difusión de moléculas a favor del gradiente.
i) Difusión a través de la bicapa lipídica. Pasan así sustancias lipìdicas como
las hormonas
esteroideas, los fármacos liposolubles y los anestésicos, como el éter.
También sustancias apolares como el oxígeno y el nitrógeno atmosférico y
algunas moléculas polares muy
pequeñas como el agua, el CO2, el etanol y la glicerina.
ii) Difusión a través de canales protéicos. Se realiza a través de proteínas
canal. Proteínas que
forman canales acuosos en la doble capa lipídica. Pasan así ciertos iones,
como el Na+ , el K+ y el Ca+ + .
a) Transporte pasivo facilitado (difusión facilitada). Las moléculas hidrófilas
(glúcidos,
aminoácidos...) no pueden atravesar la doble capa lipídica por difusión a favor
del
gradiente de concentración. Determinadas proteínas de la membrana,
llamadas
permeasas, actúan como "barcas" para que estas sustancias puedan salvar el
obstáculo
que supone la doble capa lipídi ca. Este tipo de transporte tampoco requiere
un consumo
de energía, pues se realiza a favor del gradiente de concentración.
II)Transporte activo: Cuando el transporte se realiza en contra de un
gradiente quími co
(de concentración) o eléctrico. Para este tipo de transporte se precisan
transportadores específi cos instalados en la membrana, siempre proteí nas,
que, mediante un gasto de energía en forma de ATP, transportan sustancias a
través de ésta. Con este tipo de transporte pueden transportarse, además de
pequeñas partí culas, moléculas orgánicas de mayor tamaño, siempre en
contra del gradiente de concentración o eléctrico.
) Tranporte químico
5. Permite la entrada o la salida de la célula de partículas o grandes moléculas
envueltas en una membrana. Se trata de un mecanismo que sólo es utilizado
por algunos tipos de células, por
ejemplo: amebas, macrófagos o las células del epitelio intestinal.
I) ENDOCITOSIS. Las sustancias entran en la célula envueltas en vesículas
formadas a
partir de la membrana plasmática. Cuando lo que entra en la célula son
partículas sólidas o pequeñas gotitas líquidas el transporte se realiza por
mecanismos especiales e incluso se hace perceptible. Estos mecanismos
implican una deformación de la membrana y la formación de vacuolas. Este
tipo de transporte puede ser de gran importancia en ciertas células, como por
ejemplo, en los macrófagos y en las amebas. Distinguiremos dos tipos de
endocitosis:
la fagocitosis y la pinocitosis
a) Fagocitosis: Es la ingestión de grandes partí culas sólidas (bacterias, restos
celulares)
por medio de seudópodos. Los seudópodos son grandes evaginaciones de la
membrana plasmática que envuelven a la partí cula. Ésta pasa al citoplasma
de la célula en forma de vacuola fagocítica. Este tipo de ingestión la
encontramos, por ejemplo, en las amebas o en los macrófagos.
b) Pinocitosis. Es la ingestión de sustancias disueltas en forma de pequeñas
gotitas
líquidas que atraviesan la membrana al invaginarse ésta. Se forman así
pequeñas
vacuolas llamadas vacuolas pinocíticas que pueden reunirse formando
vacuolas de
mayor tamaño.
II) EXOCITOSIS: Consiste en la secreción o excreción de sustancias por medio
de vacuolas,
vesículas de exocitosis, que se fusionan con la membrana plasmática
abriéndose al
exterior y expulsando su contenido. Las vacuolas provienen de los sistemas
de membranas o de la endocitosis. La membrana de la vacuola queda incluida
en la membrana celular, lo que es normal teniendo en cuenta que ambas
membranas poseen la misma estructura.
En todos los mecanismos de endocitosis hay una disminución de la membrana
plasmática al introducirse ésta en el citoplasma. Esta disminución es
compensada por la formación de membranas por exocitosis. La membrana
plasmática está en estas células en un continuo proceso de renovación. En un
macrófago, por ejemplo, toda su membrana es ingerida en 30 min.
6. Publicado por Selene Cabello Solares en 09:19 0 comentarios
Potencial quimico
Potencial químico
El potencial químico de un sistema termodinámico es el cambio de energía
que experimentaría el sistema si fuera introducida en éste una partícula
adicional, con la entropía y el volumen mantenidos constantes. Si un sistema
contiene más de una especie de partículas, hay un potencial químico diferente
asociado a cada especie, definido como el cambio en energía cuando el
número de partículas de esa especie se incrementa en una unidad. El
potencial químico es un parametro fundamental en termodinámica y se asocia
a la cantidad de materia.
El potencial químico es particularmente importante cuando se estudian
sistemas de partículas que reaccionan. Consideremos el caso más simple de
dos especies, donde una partícula de la especie 1 puede transformarse en una
partícula de la especie 2 y viceversa. Un ejemplo de un sistema de esta clase
sería una mezcla supersaturada de agua líquida (especie 1) y vapor de agua
(especie 2). Si el sistema está en equilibrio, los potenciales químicos de las
dos especies deben ser iguales. De lo contrario, cualquier incremento en un
potencial químico produciría emisión neta e irreversible de energía del
sistema en forma de calor[1] cuando esa especie con el potencial
incrementado se transformara en la otra especie, o una ganancia neta de
energía (de nuevo en forma de calor) si tuviera lugar la transformación
reversible. En las reacciones químicas, las condiciones de equilibrio son
generalmente más complicadas ya que intervienen más de dos especies. En
este caso, la relación entre los potenciales químicos en el equilibrio viene
dada por la ley de acción de las masas.
Puesto que el potencial químico es una cantidad termodinámica, es definido
independientemente del comportamiento micróscopico del sistema, es decir,
de las propiedades de las partículas que lo constituyen. Sin embargo, algunos
sistemas contienen importantes variables que son equivalentes al potencial
químico. En los gases y líquidos de Fermi, el potencial químico en el cero
absoluto de temperatura es equivalente a la energía de Fermi. En los sistemas
electrónicos, el potencial químico está relacionado con el potencial eléctrico
eficaz.
Potencial de difusión y Donnan
En el recipiente de la Fig. 2.33 hay una membrana que separa dos soluciones
de KCl. En 1 la concentración de KCl es de 100 mmol/L y en 2, la
concentración de KCl es de 50 mmol/L. Habrá un gradiente de concentración
de K+ y de Cl- de 1 hacia 2 y de agua de 2 hacia 1. Para evitarnos tener que
estudiar dos fenómenos (difusión y ósmosis) al mismo tiempo, agregamos en
el lado 2 una sustancia, como el manitol
o la sacarosa, que NO sea permeable en la membrana, hasta que la
7. osmolaridad a ambos lados sea la misma. En esas condiciones, sólo hay
gradiente para el K+ y el Cl-
Si la membrana que hemos colocado tiene características similares las del
glóbulo rojo, de acuerdo a la Tabla 2.ll la permeabilidad al K+ es del orden de
10-9 cm.s- 1 y la del Cl- está en el orden de los 10-4 cm.s-1, por lo que la
velocidad con que el Cl- atraviesa la nembrana es mayor que la velocidad con
que pasa el K+.
En esas condiciones, no podemos decir que el KCl atraviesa la membrana
exactamente igual a como lo haría una molécula neutra. El Cl-, al atravesar la
membrana, le ha ganado la delantera, aunque sea mínimamente, al K+ . Esa
mínima ventaja es suficiente para que entre el lado 1 y el lado 2 aparezca una
DIFERENCIA DE POTENCIAL ELECTRICO, con el signo negativo en 2 y el
positivo en 1. Este potencial eléctrico tiene, a su vez, un efecto inmediato
sobre los flujos difusionales de Cl- y de K+. Como el lado 2 se ha hecho
negativo, el movimiento de K+ de 1 hacia 2 tiende a acelerarse, mientras que
el movimiento de Cl- de 1 hacia 2 tiende a frenarse. Así, si por la diferencia en
los coeficientes de permeabilidad difusional, los iones K+ y Cl- pasaban la
membrana a distintas velocidades, ahora, por la aparición de una nueva
fuerza impulsora, la DV, estos tiende a pasar con velocidades similares.
Este es el origen del POTENCIAL DE DIFUSION: un potencial eléctrico
vinculado a la difusión de iones que tienen distinta permeabilidad, a favor de
un gradiente de concentración.
- Formas en que un potencial de difusión puede mantenerse. Los potenciales
de difusión duran el mismo tiempo que las diferencias de concentración y
desaparecen cuando ellas se disipan. Si, en un sistema, encontramos un
potencial que suponemos es de difusión y éste se mantiene constante, sin
decaer o desaparecer con el tiempo, debemos buscar cuál es el mecanismo
que está manteniendo las CONCENTRACIONES CONSTANTES.
Analizaremos varias posibilidades:
a) Uno de los compartimientos tiene un ion no difusible.
b) A uno de los compartimientos le llega un flujo constante de iones.
c) Hay un mecanismo de transporte activo que "bombea" los iones que se
pierden del compartimiento.
a ) Uno de los compartlmlentos tiene un ion no difusible: En el modelo de la
Fig. 2.33 se colocaron 2 soluciones de KCl y se dijo que la permeabilidad del
Cl- era mayor que la permeabilidad del K+.
Hagamos, ahora, otro modelo (Fig. 2.34), en el que la permeabilidad del anión
sea CERO, que no pase la membrana en absoluto. Un caso posible sería el de
las proteínas contenidas en el interior celular y que, por el pH a que se
encuentran, se comportan como aniones (Pr-).
Como la solución que las contiene es eléctricamente neutra habrá un número
igual de cationes que los acompañan y que, por comodidad, diremos que es
K+. Del otro lado no hay Pr-, pero hay aniones DIFUSIBLES, que pueden
atravesar la membrana. A estos aniones, también por comodidad, los
representaremos como Cl- y estarán acompañados por un número igual de
cationes, que llamaremos K+.
Hagamos que las concentraciones, a ambos lados, sean:
8. Lado 1: 150 mmol/L de KCl, disociados en 150 mEq/L de K+ y 150 mEq/L de
Cl-. Volumen: 1 litro.
Lado 2: 150 mmol/L de proteinato de potasio, disociado en 150 mEq/L de Pr-
y 150 mEq/L de K+. Volumen: 1 litro
Se puede ver que hay una diferencia, un gradiente de concentración para el
Cl- de 1 hacia 2, que hay un gradiente de Pr- de 2 hacia 1 y que no hay
gradiente para el K+. Como la proteína no puede difundir a través de la
membrana, el flujo de Cl- determinará la aparición de una diferencia de
potencial eléctrico, con signo (-) en 2 y (+) en 1. La diferencia de potencial se
convierte en una fuerza impulsora para el K+, que ahora tendrá un flujo neto
de 1 hacia 2. La diferencia de potencial también será una fuerza que se opone
al movimiento del ion Cl-.
En la Fig. 2.34 se han representado, con líneas llenas, las FUERZAS
QUIMICAS, las vinculadas a los gradientes de concentración. Se ha
representado, con líneas punteadas, las FUERZAS ELECTRICAS, las vinculadas
a la diferencia de potencial eléctrico. Se puedo ver que el Cl- TIENDE a
moverse, de 1 hacia 2, por gradiente químico y que también TIENDE a
moverse de 2 hacia 1 por gradiente eléctrico. El K+, por su parte, tiende a
moverse, como se dijo, de 1 hacia 2 por "electrico", lo que determinará que su
concentración en 2 aumente. Este aumento en la concentración de K+
determinará la aparición de un gradiente de concentración, por lo que el K+
tenderá, también, a moverse, de 2 hacia 1, por "químico".
Potencial de membrana
Hay potenciales eléctricos en todas las membranas de todas las células del
cuerpo; algunas células como las nerviosas y las musculares, son excitables,
es decir capaces de auto generar impulsos electroquímicos en sus
membranas. En mayor parte de los casos estos impulsos sirven para
transmitir señales a lo largo de la membrana. En otros tipos de células, como
las glandulares, macrófagos y células ciliadas, es probable que ocurran
alteraciones de otro tipo en el potencial de la membrana y esos cambios
desempeñan una función significativa en el control de muchas funciones
celulares.
Cuando la concentración de potasio es muy alta dentro de la célula y muy baja
fuera de ella a esto se le llama permeabilidad selectiva los iones de potasio
pero a ningunos más. A causa del enorme gradiente de concentración entre el
potasio interior y el exterior, los iones de potasio muestran fuerte tendencia a
difundirse hacia fuera. Al difundirse se llevan consigo cargas positivas hacia
el exterior generando un estado de electropositividad fuera de la membrana y
de electronegatividad en el interior debido a los aniones negativos que no se
difunden al exterior junto con el potasio. Esta nueva diferencia de potencial
rechaza los iones positivos de potasio en dirección retrograda desde el
exterior hacia el interior.
En 1 mseg poco más o menos, el cambio de potencial alcanza la suficiente
intensidad para bloquear además la difusión neta de iones de potasio al
exterior a pesar de elevado gradiente de concentración. En los troncos
nerviosos del mamífero normal la diferencia de potencial que se requiere se
9. aproxima a 94 milivoltios (mV) y en el interior de la membrana es negativo.
Cuando hay una concentración muy baja de iones de sodio fuera de la
membrana y una concertación muy baja de sodio en el interior. Estos iones
también tienen carga positiva y la membrana es muy permeable al sodio e
impermeable a otros iones. La difusión de los iones de sodio hacia el interior
genera un potencial de membrana ahora de polaridad opuesta; el lado externo
es negativo y el lado interno es positivo. Una ves mas los milisegundos el
potencial de membrana se eleva lo suficiente para bloquear la difusión neta
de iones de sodio hacia el interior; sin embargo, en esta ocasión el potencial
delos troncos nerviosos de mamíferos se aproxima a 61mV y el interior de la
fibra es positivo.
Esta es la diferencia de concentración de iones a través de una membrana con
permeabilidad selectiva puede generar un potencial de membrana en
condiciones apropiadas.
Bibliografía
http://es.wikipedia.org/wiki/Potencial_qu%C3%ADmico
http://www.elergonomista.com/biologia/biofisica64.html
http://html.rincondelvago.com/potencial-de-membrana.html
Publicado por Selene Cabello Solares en 08:22 0 comentarios
d o m i n g o 1 8 d e o c t u b r e d e 2 0 0 9
Problemas-propiedades coligativas
PROBLEMAS RESUELTOS - PROPIEDADES COLIGATIVAS
Ejemplo #1
PRESIÓN DE VAPOR DE UNA DISOLUCIÓN DE COMPONENTES VOLÁTILES
A 40/C, la presión de vapor del heptano puro es de 92.0 torr y la presión de
vapor del octano puro es de 31.0 torr. Considera una disolución que contiene
1.00 mol de heptano y 4.00 moles de octano. Calcula la presión de vapor de
cada componente y la presión de vapor total sobre la disolución.
Planteamiento
Primero calculamos la fracción molar de cada componente en la disolución
líquida. Después aplicamos la Ley de Raoult a cada uno de los componentes
volátiles. La presión de vapor total es la suma de las presiones de vapor de los
componentes.
Solución
Primero calculamos la fracción molar de cada componente en la disolución
líquida.
XA = X heptano = 1 mol heptano/(1 mol hepatano) + (4 mol octano)= 0.2
10. XB = X octano = 1-Xheptano =0.8
Aplicando la Ley de Raoult para los componentes volátiles en la solución:
P heptano = X heptano Pºheptano = (0.2) (92.0 torr) = 18.4 torr
P octano = X octano Pºoctano = (0.8)(31.0 torr) = 24.8 torr
Aplicando la Ley de Dalton para los componentes volátiles sobre la solución:
Ptotal = P heptano + P octano
Ptotal = (18.4 + 24.8) torr = 43.2 torr
Ejemplo #2
COMPOSICIÓN DEL VAPOR
Calcula las fracciones molares de heptano y de octano en el vapor que están
en equilibrio con la disolución en el ejemplo anterior.
Planteamiento
La fracción molar de un componente en una mezcla gaseosa es igual a la
relación entre su presión parcial y la presión total. En el ejemplo anterior
calculamos la presión parcial de cada componente en el vapor y el de la
presión de vapor total.
Solución :
Usando la Ley de Dalton , en el vapor
X heptano = P heptano/ P total = 18.4 torr/43.2torr = 0.426
X octano = P octano/ P total = 24.8 torr/43.2 torr = 0.574
Ejemplo #3
MASA MOLAR A PARTIR DE UNA PROPIEDAD COLIGATIVA
Una muestra de 1.20 gramos de un compuesto covalente desconocido se
disuelve en 50.0
gramos de benceno. La disolución se congela a 4.92/C. Calcule la masa molar
del compuesto.
Planteamiento
Para calcular la masa molar de un compuesto desconocido, hallamos el
número de moles
representados por 1.20 gramos del compuesto desconocido. Usamos primero
los datos de punto de congelación para determinar la molalidad de la
disolución. La molalidad relaciona el número de moles de soluto y la masa de
disolvente (conocida), de modo que esto nos permite calcular el número de
moles del desconocido.
Solución
El punto de congelación del benceno puro es de 5.48/C y Kf vale 5.12/C/m.
Delta de temperatura de formación = 5.48/C - 4.92/C = 0.56/C
m = molal M = masa molar
m = delta de temperatura de formación/ kf = (0.56 ºC)/(512 ºC/m) = 0.11 m
12. Primero es necesario expresar la presión osmótica en atmósferas
P = (5.85 mmHg) (1 atm/760 mmHg) = 7.70x10-3
Ahora se puede despejar la ecuación, esto es con el número de moles de
soluto (n)
representado por la masa del soluto (m) dividida por la masa molar (M) y se
obtiene M.
P = (m/M)RT / V y M = mRT/ PV
M = (1.08g) (0.082 atm/molK) /298K) / (7.70x10-3 atm) ((0.0500L) =
6.86x104 g/mol
Bibliografía:
http://www1.uprh.edu/quimgen/4-Propied-Coliga.pdf
Publicado por Selene Cabello Solares en 12:58 0 comentarios
s á b a d o 1 0 d e o c t u b r e d e 2 0 0 9
Propiedades coligativas
Propiedades coligativas
Muchas de las propiedades de las disoluciones verdaderas se deducen del
pequeño tamaño de las partículas dispersas. En general, forman disoluciones
verdaderas las sustancias con un peso molecular inferior a 104 dalton.
Algunas de estas propiedades son función de la naturaleza del soluto (color,
sabor, densidad, viscosidad, conductividad eléctrica, etc.). Otras propiedades
dependen del disolvente, aunque pueden ser modificadas por el soluto
(tensión superficial, índice de refracción, viscosidad, etc.). Sin embargo, hay
otras propiedades más universales que sólo dependen de la concentración del
soluto y no de la naturaleza de sus moléculas. Estas son las llamadas
propiedades coligativas.Las propiedades coligativas no guardan ninguna
relación con el tamaño ni con cualquier otra propiedad de los solutos.Son
función sólo del número de partículas y son resultado del mismo fenómeno: el
efecto de las partículas de soluto sobre la presión de vapor del disolvente.
Propiedades de las disoluciones que dependen del número de partículas en un
volumen de disolvente determinado, y no de la masa de dichas partículas ni
de su naturaleza. Entre las propiedades coligativas figuran el descenso de la
presión de vapor, la elevación del punto de ebullición, el descenso del punto
de congelación y la presión osmótica. Las medidas de estas propiedades en
una disolución acuosa diluida de un soluto no ionizado, como la urea o la
glucosa, pueden permitir determinar con precisión las masas moleculares
relativas. En el caso de solutos ionizados, las medidas pueden llevar a una
estimación del porcentaje de ionización que tiene lugar. Las modificaciones
debidas a solutos gaseosos son despreciables.
PRESION DE VAPOR
13. La presión de vapor de un liquido depende de la facilidad con la cual las
moléculas puedenescapar de la superficie del mismo.La relación entre la
presión de vapor de la disolución y la del solvente esta dada por lasiguiente
relación, conocida como “ LEY DE RAOULT “.
ELEVACIÓN DEL PUNTO DE EBULLICIÓN
( soluto no volátil y no disociable)El punto de ebullición de una disolución es
la temperatura a la cual su presión de vapor igualala presión atmosférica.
Kb = Constante de elevación del punto de ebullición o constante
ebulloscópica. Depende delsolvente y su valor se encuentra
DISMINUCIÓN DEL PUNTO DE CONGELACIÓN
Cuando se agrega un soluto no volátil a un solvente puro, el punto de
congelación de éste disminuye.Pto. Cong. solución <>
PRESIÓN OSMÓTICA
Es la propiedad coligativa más importante por sus aplicaciones biológicas,
pero antes de entrar de lleno en el estudio de esta propiedad es necesario
revisar los conceptos de difusión y de ósmosis.Difusión es el proceso
mediante el cual las moléculas del soluto tienen a alcanzar una distribución
homogénea en todo el espacio que les es accesible, lo que se alcanza al cabo
de cierto tiempo En Biología es especialmente importante el fenómeno de
difusión a través de membranas, ya que la presencia de las membranas
biológicas condiciona el paso de disolvente y solutos en las estructuras
celulares
La presión osmótica (π) de una disolución es la presión que se requiere para
detener laosmosis del disolvente puro hacía una disolución. La presión
osmótica de una disolución estadada por:
Bibliografía
http://mx.encarta.msn.com/encnet/refpages/search.aspx?q=propiedades+c
olegativas
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#dc
14. Publicado por Selene Cabello Solares en 18:26 0 comentarios
Agua
Agua
El agua es el liquido más común de la superficie de la superficie terrestre,
también es el principal componente en peso de todos los seres vivos
(aproximadamente el 70% de su peso total); ya que el agua es el componente
más abundante de la célula.La estructura de la molécula de agua esta
formada por 2 átomos de hidrogeno y un átomo de oxígeno que se mantienen
unidos por enlaces covalentes (se forma cuando 2 átomos comparten
electrones, el cual es un enlace muy fuerte).
El agua es una molécula polar ya que tiene partes o áreas con propiedades
contrastantes u opuestas, como cargas positivas y cargas negativas; de las
cuales formarán enlaces débiles.
Estos enlaces, en los que se unen un átomo de hidrógeno con carga positiva
débil que forma parte de otra molécula, con un átomo de oxígeno (ó N ó F)
que posé una carga negativa débil y que pertenece a otra molécula, se le
conoce como “puente de hidrogeno” o “enlace de hidrogeno”.
Los puentes de hidrogeno determinan muchas propiedades del agua como
son:
Calor específico: el agua contribuye a estabilizar la temperatura del
organismo en función de su elevado calor específico.
Cohesión: fuerza implicada en mantener la unión de moléculas de la misma
sustancia.
Tensión superficial: resistencia a la penetración de la superficie de un líquido
causado por la cohesión de sus moléculas (como por ejemplo el mercurio).
Ayuda para el transporte del agua.
15. Conductividad térmica: el agua influye en la termorregulación corporal, al
conducir fácilmente el calor y por tanto iguala con rapidez la temperatura de
todos los sectores del medio interno y de las células.
Capilaridad: la acción capilar es la elevación espontánea de un liquido dentro
de un tubo angosto, Esta acción es resultado de las fuerzas de cohesión
dentro del líquido y de las fuerzas de adhesión entre el líquido y las paredes
del recipiente. Si las fuerzas entre el líquido y el recipiente son mayores que
las que hay dentro del líquido del mismo, éste subirá por las paredes del
recipiente.
Constante dieléctrica: por tener moléculas polares las cuales se disponen
alrededor de los grupos polares del soluto, es decir el soluto queda rodeado
de moléculas de agua; este fenómeno se denomina solvatación iónica.
Propiedades físicas del agua
BIBLIOGRAFÍA Hein Morris. (1997), Fundamentos de Química. International
Thomson Editores, México, pp 289-299.
Publicado por Selene Cabello Solares en 18:15 1 comentarios
d o m i n g o 4 d e o c t u b r e d e 2 0 0 9
bibliografias:
1.http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_
INORGANICA/soluciones.htmhttp://www.scribd.com/doc/13763538/UNIDA
DESQUIMICAS1?autodown=pdf
2.http://www.elergonomista.com/biologia/biofisica12.html
Publicado por Selene Cabello Solares en 21:30 0 comentarios
Solución
Soluciones
Una solución es una mezcla homogénea de dos o mas sustancias. La sustancia
disuelta se denomina soluto y esta presente generalmente en pequeña
cantidad en pequeña cantidad en comparación con la sustancia donde se
disuelve denominada solvente. en cualquier discusión de soluciones, el primer
requisito consiste en poder especificar sus composiciones, esto es, las
cantidades relativas de los diversos componentes.
La concentración de una solución expresa la relación de la cantidad de soluto
a la cantidad de solvente.Las soluciones poseen una serie de propiedades que
las caracterizan :
16. 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.
PRINCIPALES CLASES DE SOLUCIONES SOLUBILIDAD
La solubilidad es la cantidad máxima de un soluto que puede disolverse en
una cantidad dada de solvente a una determinada temperatura.Los factores
que afectan la solubilidad son:
a) Superficie de contacto: La interacción soluto-solvente aumenta cuando hay
mayor superficie de contacto y el cuerpo se disuelve con más rapidez (
pulverizando el soluto).
b) Agitación: Al agitar la solución se van separando las capas de disolución
que se forman del soluto y nuevas moléculas del solvente continúan la
disolución
c) Temperatura: Al aument6ar la temperatura se favorece el movimiento de
las moléculas y hace que la energía de las partículas del sólido sea alta y
puedan abandonar su superficie disolviéndose.
d) Presión: Esta influye en la solubilidad de gases y es directamente
proporcional
Soluciones electrolíticas.
Se llaman soluciones electrolíticas a todas aquellas en las que el soluto se
encuentra disuelto en el solvente formando IONES. En una solución de NaCl,
KCl
o Na2SO4 no hay ni una sola molécula de cloruro de sodio, cloruro de potasio
o
sulfato de sodio. Así:
NaCl Na++ Cl-
KCl K+ + Cl-
Na2SO4 Na++ Na++ SO4
Al ver esto, cabe preguntarse por qué el NaCl se disocia en 2 partículas tan
elementales como el Cl- y el Na+, el KCl también en 2 iones, mientras que el
Na2SO4 se disocia dando, por un lado, 2 iones sodio y, por el otro, un
RADICAL
sulfato, que tiene 1 azufre y 4 oxígenos. La respuesta vendrá de la
comprensión de
qué es una DlSOCIACION y cómo ésta se relaciona con los TIPOS DE ENLACE
que hay entre las distintas partes de una molécula y con las propiedades o
NATURALEZA DEL AGUA.
- Disociación electrolítica
Los iones, que están ya preformados en la sal, aun en su forma cristalina, se
disocian al entrar en solución siempre y cuando haya alguna fuerza que pueda
romper sus enlaces. Pero tenemos que desviarnos un momento e ir a ver:
a) ¿Qué es un enlace electroestático?
17. b) ¿Qué es un enlace covalente?
c) ¿Por qué el agua es una sustancia polar?
- Tipos de enlaces
Consideramos primero el caso del SODIO. Su ATOMO forma fácilmente
uniones o enlaces con otro átomos o conjunto de átomos y tiene una
configuración electrónica como muestra la tabla 1.IV. Hay 2 electrones en el
nivel
K, 6 en el nivel L y 1 en el nivel M. En la medida que en su núcleo hay 11
protones,
el átomo resulta NEUTRO.
Los GASES NOBLES, como el ARGON, XENON, etc., por su parte, son
químicamente inertes, ya que no forman uniones o enlaces con otros átomos.
¿Oué es lo que diferencia al sodio de estos elementos? En la tabla 1.V se
puede
ver que los gases nobles tienen una distribución electrónica muy particular,
en la
que todos, salvo el Helio, tienen 8 electrones en la última capa o nivel.
Los gases nobles se IONIZAN, es decir, pierden o ganan electrones del último
nivel, con mucha dificultad y se ha atribuido esta propiedad a los ocho
electrones
periféricos, por lo que se dice que "el octeto está completo" y el elemento no
puede combinarse.
Para que el SODIO pueda cumplir con esta LEY DEL OCTETO deberá perder el
único electrón tiene en su última capa (M) y como la capa más interior (L)
tiene 8
electrones, se habrá alcanzado la "cifra estabilizadora". Con 10 electrones en
las
órbitas, el ATOMO SODIO es ahora el ion SODIO (Na+).
- Enlace iónico o electrovalente
El sodio y el cloruro forman fácilmente una SAL, la de cloruro de sodio, en Ia
medida en que uno ha "cedido" 1 electrón y el otro lo ha "aceptado",
convirtiéndose en los iones correspondientes. El C- y el Na+ permanecerán
unidos
por atracción electroestática, formando un ENLACE lONICO o ENLACE
ELECTROVALENTE.
En el estado sólido, el NaCl forma un cristal. La estructura cristalina le ha
hecho perder movilidad al ion Na+y al ion Cl-y, en esteestado, a pesar de
haber iones positivos y negativos, el cloruro de sodio conducemuy mal la
corriente eléctrica. Esto se debe a que no hay CARGAS ELECTRICASLIBRES. Si,
ahora, el NaCl es fundido o, más fácilmente, se DISUELVE en agua,
los iones Na+y Cl- , con sus CARGAS, quedan libres y la corriente eléctrica es
conducida con mayor facilidad.
Este tipo de soluciones, formadas por iones y que conducen la corriente
eléctrica
son las llamadas SOLUCIONES ELECTROLITICAS.
Publicado por Selene Cabello Solares en 21:04 0 comentarios
Entradas antiguas Página principal