Los bioelementos, el agua y las sales minerales 2013

12,345 views

Published on

11 Comments
16 Likes
Statistics
Notes
No Downloads
Views
Total views
12,345
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
5,134
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
11
Likes
16
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Los bioelementos, el agua y las sales minerales 2013

  1. 1. 2 Los bioelementos, el agua y las sales minerales CONSIDERACIONES SOBRE LA PAU 9% de pruebas de PAU incluyen preguntas relacionadas con los contenidos de este tema  Preguntas concretas con respuestas concretas  Las cuestiones sobre la ósmosis se deben apoyar en esquemas donde se indique la situación inicial y la final  La ósmosis se aplica a casos concretos  Si preguntan sobre los sistemas tampón en seres vivos, Recuerda el principio de Le Châtelier
  2. 2. ¿Qué se suele preguntar?  Propiedades físico-químicas del agua derivadas de su estructura  Funciones biológicas del agua en relación a sus propiedades  La ósmosis aplicada a células animales y vegetales en medios de distinta concentración  Función de las sales en estado sólido y en disolución  Principales sistemas tampón en los s. vivos y su actuación CONSIDERACIONES SOBRE LA PAU
  3. 3. Los bioelementos Los bioelementos, el agua y las sales minerales Biomoléculas El agua Las sales minerales Disoluciones Propiedades de las disoluciones Sistemas tampón Dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales
  4. 4. Los bioelementos BIOELEMENTOS Elementos que constituyen la materia viva Por su abundancia son BIOELEMENTOS PRIMARIOS Indispensables para formar biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos BIOELEMENTOS SECUNDARIOS Están en biomoléculas orgánicas o en otras Indispensables Variables Ca, Na, K, Mg, Cl, Fe y I Br, Zn y Ti Están en todos los s. v. No todos los s. v.
  5. 5. Los elementos de masa atómica pequeña tienen a completar su último orbital compartiendo electrones Los bioelementos Bioelementos primarios Constituyen el 98% de los seres vivos C, N, H, O ,S, P Forman con facilidad enlaces covalentes
  6. 6. Los bioelementos Bioelementos primarios
  7. 7. Los bioelementos Bioelementos primarios Los bioelementos mayoritarios pueden incorporarse fácilmente a los seres vivos desde el medio externo ya que se encuentra en moléculas que pueden ser captadas de manera sencilla (CO2, H2O, nitratos). Este hecho asegura el intercambio constante de materia entre los organismos vivos y su medio ambiente Nitratos, Fosfatos H2O, fosfatos CO2 O2 ATMÓSFERA HIDRÓSFERA GEOSFERA Seres vivos
  8. 8. Los bioelementos Bioelementos primarios Biosfera Hidrosfera Litosfera Atmósfera N2 gas inerte, pocos organismos lo usan H y O forman el agua H y O, alto % de agua en los s.v.
  9. 9. Los bioelementos Bioelementos primarios Grupo del carbono y el hidrógeno Tiene cuatro electrones en su periferia y puede formar enlaces covalentes estables con otros carbonos y con el hidrógeno. Puede constituir largas cadenas hidrocarbonadas (macromoléculas), los compuestos del carbono.
  10. 10. Los bioelementos Bioelementos primarios Grupo del carbono y el hidrógeno Los cuatro enlaces están dirigidos hacia los cuatro vértices de un tetraedro imaginario Forman estructuras tridimensionales, permitiendo la formación de numerosos tipos de moléculas
  11. 11. Los bioelementos Bioelementos primarios Grupo del carbono y el hidrógeno C C C C C C Hay una gran diversidad de moléculas formadas por átomos de carbono, porque los enlaces pueden ser simples, dobles y triples y por los grupos funcionales formados al unirse con otros átomos
  12. 12. Los bioelementos Bioelementos primarios Grupo del oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo Son elementos electronegativos y al establecer enlaces covalentes entre si o con el hidrógeno forman moléculas dipolares (H2O, NH3, SH2, H3PO4)Oxígeno (O) Bioelemento más electronegativo, aporta más polaridad y abunda por su presencia en el agua Nitrógeno (N) Están en los grupos amino (-NH2) de aminoácidos y ácidos nucleicos Azufre (S) Forma el radical sulfhidrilo (-SH) de las proteínas, que forman los enlaces disulfuro que mantienen la estructura proteica Fósforo (P) En los grupos fosfato (-PO4)-3 de ATP y de los fosfolípidos
  13. 13. Los bioelementos Bioelementos secundarios Bioelementos secundarios BIOELEMENTOS MÁS ABUNDANTES OLIGO ELEMENTOS Pueden ser por su abundancia En proporción superior al 0,1 % En proporción inferior al 0,1 %
  14. 14. Los bioelementos Bioelementos secundarios Bioelementos más abundantes Na, K y Cl :En forma de iones mantienen grado de salinidad y participan en el impulso nervioso Ca: Está en caparazones y huesos, interviene en la contracción muscular, en la permeabilidad de membrana y en la coagulación Mg: Imprescindible para el funcionamiento de muchas enzimas, parte de la clorofila, interviene en síntesis y degradación del ATP, en la replicación del ADN y su estabilización y en la síntesis del ARN
  15. 15. Los bioelementos Bioelementos secundarios Oligoelementos Fe: Como ión Fe2+ en la hemoglobina y mioglobina y en citocromos de la respiración celular Zn: Es abundante en el cerebro, en los órganos sexuales y en el páncreas. En este último se asocia a la acción de la hormona insulina para el control de la concentración del azúcar en sangre. Co: Hace falta para sintetizar la vitamina B12 y algunas enzimas que regulan la fijación del nitrógeno. Mn: Actúa asociado a diversas enzimas degradativas de proteínas, como factor de crecimiento, y en los procesos fotosintéticos. Su deficiencia origina por ello amarillamiento de las hojas. Cu: se requiere para formar la hemocianina, pigmento respiratorio de muchos invertebrados acuáticos, y para algunas enzimas oxidasas.
  16. 16. Los bioelementos Bioelementos secundarios Oligoelementos Li: Actúa incrementando la secreción de los neurotransmisores y favorece la estabilidad del estado de ánimo en enfermos de depresiones endógenas. Si: Forma parte de los caparazones de las diatomeas y da rigidez a los tallos de las gramíneas y de los equisetos. I: Es necesario para formar la hormona tiroidea, responsable del ritmo del metabolismo energético. Su falta provoca el bocio. F: Se encuentra en el esmalte de los dientes y en los huesos. Su carencia favorece la caries de los dientes.
  17. 17. Las biomoléculas o principios inmediatos BIOELEMENTOS Elementos que constituyen los seres vivos Se asocian mediante enlaces para formar BIOMOLÉCULAS Estos compuestos que se pueden aislar por métodos como la disolución, la filtración, la destilación, la centrifugación, etc. Polímeros o macromoléculas Algunas forman Se constituyen por Monómeros Polisacárido Monosacárido Proteína Aminoácido
  18. 18. Biomoléculas Simples Con átomos del mismo elemento Compuestas Con átomos de elementos diferentes Oxígeno molecular (O2) Nitrógeno molecular (N2) Inorgánicas Orgánicas Constituidas por polímeros de carbono e hidrógeno Agua (H2O) Dióxido de carbono (CO2) Sales minerales (NaCl, CaCO3, etc.) Glúcidos. Formados por C, H y O Lípidos. Constituidos por C, H y un pequeño porcentaje de O Proteínas. Formadas por C, H, O, N y S Ácidos nucleicos. Constituidos por C, H, O, N y P Las biomoléculas o principios inmediatos
  19. 19. 3 FuncionesESTRUCTURAL Proteínas y sales de huesos o lípidos de membrana ENERGÉTICA Grasas BIOCATALIZADORA Aceleradora de las reacciones bioquímicas, como las proteínas enzimáticas Las biomoléculas o principios inmediatos Funciones de las biomoléculas
  20. 20. El 02, el C02 y el N2 son tres sustancias gaseosas a temperatura ambiente. •El 02 es necesario para la respiración aeróbica o un producto de excreción en la fotosíntesis. •El C02 es un producto de excreción en la respiración celular, eliminándose directamente a través de las membranas celulares en los organismos unicelulares o en los pluricelulares de organización sencilla. Lo captan de la atmósfera las algas y las plantas al realizar la fotosíntesis en sus cloroplastos. •El N2 es prácticamente un gas inerte, y por ello los vegetales son incapaces de tomarlo de la atmósfera; sólo algunas bacterias del suelo (por ejemplo, Clostridium pasteurianum) y otras que son simbiontes de las raíces de las leguminosas (algunas especies del género Rhizobium) son capaces de captarlo y aprovecharlo para sintetizar proteínas. Las biomoléculas o principios inmediatos Funciones de las biomoléculas
  21. 21. Compuesto más abundante en los seres vivos La cantidad presente en un organismo depende de la especie, de la edad del individuo y del órgano. El agua
  22. 22. Existe una relación directa entre contenido en agua y actividad fisiológica de un organismo: Los más activos, como las reacciones bioquímicas se realizan en medio acuático, tienen más cantidad de agua. También tiene relación con el medio en el que se desenvuelve el organismo: Así, los menores porcentajes se dan en seres con vida latente, como semillas, virus, etc., pero también encontramos altos porcentajes de agua en seres como la medusa (95% de agua) pese a su metabolismo poco intenso. El agua
  23. 23. AGUA EN LOS SERES VIVOS Agua circulante Agua intersticial Agua intracelular Se encuentra de tres formas Se desplaza en los organismos transportando sustancias (sangre, savia,…) Entre las células, a veces fuertemente adherida a la sustancia intercelular (agua de imbibición), como sucede en el tejido conjuntivo. Está en el citosol y los orgánulos Agua intersticial Agua intracelular En los seres humanos, el agua circulante supone el 8 % de su peso, el agua intersticial el 15 %, y el agua intracelular el 40 % El agua
  24. 24. Los organismos pueden conseguir el agua directamente a partir del agua exterior o a partir de otras biomoléculas mediante diferentes reacciones bioquímicas, es lo que se denomina «agua metabólica» (en los camellos, la degradación de la grasa de la joroba produce agua y por ejemplo, a partir de la oxidación de la glucosa, también aparece agua). Ganancias Pérdidas Orina Sudor Aire espirado Heces Bebidas Alimentos Agua metabólica El agua
  25. 25. Enlace covalente e- e- El agua, a temperatura ambiente, es líquida, (otras moléculas de peso molecular parecido, como el SO2, el CO2 o el NO2 son gases). Se forma por un oxígeno y dos hidrógenos unidos por enlaces covalentes Este comportamiento físico se debe a que en la molécula de agua los dos electrones de los dos hidrógenos están desplazados hacia el átomo de oxígeno, por lo que en la molécula aparece un polo negativo, donde está el átomo de oxígeno, debido a la mayor densidad electrónica, y dos polos positivos donde están los dos núcleos de hidrógeno, debido a la menor densidad electrónica. Las moléculas de agua son dipolos. El agua La molécula de agua
  26. 26. Entre los dipolos del agua se establecen fuerzas de atracción llamadas puentes de hidrógeno, formándose grupos de 3, 4 y hasta poco más de 9 moléculas. δ+ δ+δ- Con ello se alcanzan pesos moleculares elevados y el H2O se comporta como un líquido. Aunque son uniones débiles (30 veces más que los enlaces covalentes), el hecho de que alrededor de cada molécula de agua se dispongan otras 4 moléculas unidas por puentes de H (dos puentes con el oxígeno y uno con cada uno de los hidrógenos) permite que se forme en el agua (líquida o sólida) una estructura reticular, responsable de su comportamiento anómalo y de la peculiaridad de sus propiedades fisicoquímicas. El agua La molécula de agua
  27. 27. El agua Propiedades del agua δ+ δ+ Molécula polar Formación de puentes de hidrógeno Enlace de hidrógeno base de PROPIEDADES DEL AGUA Funciones del agua en los seres vivos de las que se derivan Elevada fuerza de cohesión Elevada fuerza de adhesión Elevada tensión superficial Elevado calor específico Elevado calor de vaporización Densidad anómala Elevada constante dieléctrica Bajo grado de ionización PAU
  28. 28. Elevada fuerza de cohesión entre las moléculas Debida a los puentes de hidrógeno. Ello explica que el agua sea un líquido prácticamente incompresible, idóneo para dar volumen a las células, provocar la turgencia de las plantas, constituir el esqueleto hidrostático de anélidos y celentéreos, etc. El agua Propiedades del agua PAU
  29. 29. El fenómeno de la capilaridad depende tanto de la adhesión de las moléculas de agua a las paredes de los conductos como de la cohesión de las moléculas de agua entre sí. Esta propiedad explica, por ejemplo, que la savia bruta ascienda por los tubos capilares El agua Propiedades del agua PAU Elevada fuerza de adhesión
  30. 30. Elevada tensión superficial Su superficie opone una gran resistencia a romperse, a que se separen sus moléculas. Esto permite que muchos organismos vivan asociados a esa película superficial y que se desplacen sobre ella. El agua Propiedades del agua PAU
  31. 31. Elevado calor específico El agua puede absorber grandes cantidades de calor, mientras que, proporcionalmente, su temperatura sólo se eleva ligeramente. El agua emplea esta energía en romper los puentes de H. El agua se convierte en estabilizador térmico del organismo frente a los cambios bruscos de temperatura del ambiente. El agua Propiedades del agua PAU
  32. 32. Elevado calor de vaporización Ello se debe a que para pasar del estado líquido al gaseoso hay que romper todos los puentes de hidrógeno. Los seres vivos utilizan esta propiedad para refrescarse al evaporarse el sudor. El agua Propiedades del agua PAU
  33. 33. Densidad más alta en estado líquido que en estado sólido Ello explica que el hielo flote en el agua y que forme una capa superficial termoaislante que permite la vida, bajo ella, en ríos, mares y lagos. Si el hielo fuera más denso que el agua, acabaría helándose toda el agua. Esto se explica por que los puentes de hidrógeno “congelados” mantienen las moléculas más separadas que en el estado líquido. El agua Propiedades del agua PAU
  34. 34. Elevada constante dieléctrica Por tener moléculas dipolares, el agua es un gran medio disolvente de compuestos iónicos, como las sales minerales, y de compuestos covalentes polares, como los glúcidos. El proceso de disolución se debe a que las moléculas de agua, al ser polares, se disponen alrededor de los grupos polares del soluto, llegando en el caso de los compuestos iónicos a desdoblarlos en aniones y cationes, que quedan así rodeados por moléculas de agua. Este fenómeno se denomina solvatación iónica. Agua (H2O) Cloruro de sodio (NaCl2) H2O Cl─ Na+ El agua Propiedades del agua PAU
  35. 35. Bajo grado de ionización De cada 10.000.000 de moléculas de agua, sólo una se encuentra ionizada: Por eso, la concentración de iones hidronio (H30+ ) e hidroxilo (OH-) es muy baja, concretamente 10-7 moles por litro ([H30+ ] = [OH- ] = 10-7 ). Dados los bajos niveles de H30+ y de OH- , si al agua se le añade un ácido (se añade H30+ ) o una base (se añade OH- ), aunque sea en muy poca cantidad, estos niveles varían bruscamente. El agua Propiedades del agua PAU
  36. 36. Disolvente El agua por solvatación o hidratación iónica disocia las sales en iones y cationes. Es un buen disolvente de sales minerales y compuestos covalentes polares. El agua es básica para la vida, ya que prácticamente todas las reacciones biológicas tienen lugar en el medio acuoso. Cristal de NaCl Molécula de agua Iones solvatados Na+ Cl - El agua Funciones del agua en los seres vivos PAU
  37. 37. El agua interviene en muchas reacciones químicas, por ejemplo, en la hidrólisis (rotura de enlaces con intervención de agua) que se da durante la digestión de los alimentos, como fuente de hidrógenos en la fotosíntesis, etc. El agua Funciones del agua en los seres vivos PAU
  38. 38. Transportador El agua es el medio de transporte de las sustancias desde el exterior al interior de los organismos y en el propio organismo, a veces con un gran trabajo como en la ascensión de la savia bruta en los árboles. El agua Funciones del agua en los seres vivos PAU
  39. 39. Estructural Volumen y forma de las células que carecen de membrana rígida se mantienen gracias a la presión que ejerce el agua interna. Al perder agua, las células pierden su turgencia natural, se arrugan y hasta pueden llegar a romperse (lisis). El agua Funciones del agua en los seres vivos PAU
  40. 40. Amortiguador mecánico Por ejemplo, los vertebrados poseen en sus articulaciones bolsas de líquido sinovial que evita el roce entre los huesos. El agua Funciones del agua en los seres vivos PAU
  41. 41. Termorregulador Se debe a su elevado calor específico y a su elevado calor de vaporización. Es un material idóneo para mantener constante la temperatura, absorbiendo el exceso de calor o cediendo energía si es necesario. • Por ejemplo, los animales, al sudar, expulsan agua, la cual, para evaporarse, toma calor del cuerpo y, como consecuencia, éste se enfría. El agua Funciones del agua en los seres vivos PAU
  42. 42. El agua Funciones del agua en los seres vivos PAU Aporta H+ y OH- en reacciones bioquímicas, El agua pura es capaz de disociarse en ionesCapacidad de disociación iónica Mares y ríos se hielan sólo en su superficie Los puentes de hidrógeno “congelados” mantienen las moléculas más separadas Más densa líquida que sólida Mantiene forma y volumen de las células; permite cambios y deformaciones del citoplasma y el ascenso de la savia bruta Los puentes de hidrógeno mantienen juntas las moléculas de agua Alta cohesión y adhesión Transporte de sustancias y de que en su seno se den todas las reacciones metabólicas La mayoría de las sustancias polares se disuelven en ella al formar puentes de hidrógeno. Es un excelente disolvente Causa de deformaciones celulares y de los movimientos citoplasmáticos Las moléculas superficiales están fuertemente unidas a las del interior, pero no a las externas de aire. Elevada tensión superficial Para elevar su Tª ha de absorber mucho calor, para romper los puentes de H. Alto calor específico Función termorreguladora: ayuda a mantener constante la temperatura corporal de los animales homeotermos. La energía calorífica debe ser tan alta que rompa los puentes de hidrógeno. Alto calor de vaporización Medio de transporte en el organismo y medio lubricante Los puentes de hidrógeno mantienen a las moléculas unidas Líquida a Tª ambiente FUNCIÓN BIOLÓGICADEBIDA APROPIEDAD
  43. 43. Las sales minerales PRECIPITADAS DISUELTAS En los seres vivos se pueden encontrar Sales minerales ASOCIADAS A MOLÉCULAS ORGÁNICASConstituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética. Por ejemplo, el carbonato cálcico en las conchas de los moluscos, el fosfato cálcico, Ca3(P04)2, y el carbonato cálcico que, depositados sobre el colágeno, constituyen los huesos, el cuarzo (SiO2) en los exoesqueletos de las diatomeas y en las gramíneas, etc. Este tipo de sales pueden asociarse a macromoléculas, generalmente de tipo proteico. Dan lugar a aniones y cationes. Los principales son: Cationes: Na+ K+ Ca2+ y Mg2+. Aniones: Cl- , S04 2- , PO4 3- , CO3 2- , HCO3 - y NO3 - . Estos iones mantienen un grado de salinidad constante dentro del organismo, y ayudan a mantener también constante su pH. Cada ion desempeña funciones específicas y, a veces, antagónicas. Por ejemplo, el K+ aumenta la turgencia de la célula, mientras que el Ca2+ la merma. Esto es debido a que el K+ favorece la captación de moléculas de agua (inhibición) alrededor de las partículas coloidales citoplasmáticas, mientras que el Ca2+ la dificulta. Otro ejemplo es el corazón de la rana, que se para en sístole si hay exceso de Ca2+ , y en diástole si el exceso es de K+. El Ca2+ y el K+ son iones antagónicos. El medio interno de los organismos presenta unas concentraciones iónicas constantes. Una variación provoca alteraciones de la permeabilidad, excitabilidad y contractilidad de las células. Suelen encontrarse junto a proteínas, como las fosfoproteínas, junto a lípidos (fosfolípidos) y con glúcidos (agar-agar) Como iones en moléculas orgánicas: Fe en hemoglobina, Mg en clorofila, fosfatos en ácidos nucleicos y ATP, Co vitamina B12, I en hormonas tiroideas y S en cisteína y metionina PAU
  44. 44. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Fluidos en los seres vivos Presentan Fase dispersante o disolvente Fase dispersa o soluto H2O Según el tamaño de las partículas de soluto DISOLUCIÓN DISPERSIÓN COLOIDAL Partículas de tamaño < 5nm Mezcla homogénea Partículas disueltas: iones, moléculas, pequeñas agrupaciones, que no sedimentan Partículas de tamaño entre 5nm y 200nm Las partículas no sedimentan Pero relejan y refractan la luz y no pueden atravesar membranas
  45. 45. Las disoluciones y las dispersiones coloidales DISOLUCIÓN DISPERSIÓN COLOIDAL Soluto o fase dispersa Disolvente o fase dispersante DISOLUCIÓN VERDADERA DISPERSIÓN COLOIDAL ∅ < 5 nm 5 nm < ∅ < 200 nm
  46. 46. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Difusión Ósmosis Estabilidad del grado de acidez o pH Es la repartición homogénea de las partículas de un fluido (gas o líquido) en el seno de otro, al ponerlos en contacto. Este proceso se debe al constante movimiento en que se encuentran las partículas de líquidos y gases. La absorción o disolución de oxígeno en el agua es un ejemplo de difusión. http://highered.mcgraw- hill.com/sites/0072495855/student_vi ew0/chapter2/animation__how_diffu sion_works.html
  47. 47. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Ósmosis Es el paso del disolvente entre dos soluciones de diferente concentración a través de una membrana semipermeable que impide el paso de las moléculas de soluto. Medio hipotónico Presión osmótica baja. Medio hipertónico Presión osmótica alta. Medios isotónicos Igual presión osmótica. BAJA CONCENTRACIÓN ALTA CONCENTRACIÓN Membrana semipermeable Membrana semipermeable Permite el paso de disolventes pero no de solutos. El disolvente atraviesa la membrana hasta igualar las concentraciones en ambos lados. PAU
  48. 48. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Ósmosis El disolvente, que en los seres vivos es el agua, se mueve desde la disolución más diluida a la más concentrada. Aparece un impulso de agua hacia la mas concentrada. La membrana citoplasmática es una membrana semipermeable y da lugar a diferentes respuestas frente a la presión osmótica del medio externo. Si éste es isotónico respecto al medio interno celular, es decir, tiene la misma concentración, la célula no se deforma. Si el medio externo es hipotónico (menos concentrado), la célula se hinchará por entrada de agua en su interior. Este fenómeno se llama turgencia y es observable, por ejemplo, en los eritrocitos, añadiendo agua destilada a una gota de sangre. Si el medio externo es hipertónico (más concentrado), la célula perderá agua y se arrugará, dándose un fenómeno de plasmólisis que acaba con la rotura de la membrana. Esto sucede, por ejemplo, en los eritrocitos, cuando se añade agua saturada de sal a una gota de sangre. PAU
  49. 49. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Ósmosis PAU Los procesos de osmosis explican cómo las plantas consiguen absorber grandes cantidades de agua del suelo, y por qué el agua del mar no sacia la sed, ya que al estar más concentrada que el medio intracelular provoca la pérdida de agua en las células. http://highered.mcgraw- hill.com/sites/0072495855/stud ent_view0/chapter2/animation_ _how_osmosis_works.html
  50. 50. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Ósmosis PAU Medio externo hipertónico Medio externo hipotónico Medio externo isotónico
  51. 51. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Estabilidad del grado de acidez o pH En los seres vivos existe siempre una cierta cantidad de hidrogeniones (H+ ) y de iones hidroxilo (OH- ) que proceden de: • La disociación del agua que proporciona los dos iones + - Ión hidrogenio Ión hidroxilo • La disociación de cuerpos con función ácida que proporcionan H+ : ClH Cl- + H+ • La disociación de cuerpos con básicos que proporcionan OH- : NaOH  Na+ + OH-
  52. 52. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Estabilidad del grado de acidez o pH Por lo tanto la acidez o alcalinidad del medio interno de un organismo dependerá de la proporción en que se encuentren los dos iones. Así será: Neutro cuando [H+ ]=[OH- ] Ácido cuando [H+ ]>[OH- ] Alcalino cuando [H+ ]<[OH- ] Ácido Base H+ OH- 7 6 8 logaritmo decimal con signo negativo de la concentración de iones hidrogeniones Definición de pH pH agua = - log 10-7 = 7 si el pH < 7, la disolución será ácida; si el pH = 7, será neutra; si el pH > 7, será básica.
  53. 53. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Estabilidad del grado de acidez o pH La actividad biológica del medio interno celular se produce a un determinado valor de pH. Dado el bajo grado de ionización del H2O, si se le añade un ácido (se añade ) o una base (se añade ), aunque sea en muy poca cantidad, estos niveles varían bruscamente. En los líquidos biológicos, sin embargo, y pese a estar constituidos únicamente por agua, la adición de ácidos o bases no varía apenas su pH. ¿Cómo consiguen los seres vivos mantener estable el pH de sus fluidos? ¿Cómo consiguen los seres vivos mantener estable el pH de sus fluidos? Con disoluciones tampón o amortiguadoras
  54. 54. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Estabilidad del grado de acidez o pH Disoluciones tampón o amortiguadoras Son sales minerales y proteínas disueltas en los líquidos biológicos que pueden ionizarse en mayor o menor grado dando lugar a H+ o OH- que contrarresten el efecto de las bases, o ácidos añadidos. PAU Cambios producidos al añadir un ácido o una base al agua Cambios producidos al añadir un ácido o una base a una disolución tamponada
  55. 55. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Estabilidad del grado de acidez o pH Disoluciones tampón o amortiguadoras TAMPÓN: disolución compuesta de un ácido débil y su correspondiente base conjugada. PAU Los tampones son capaces de regular el pH en el entorno de su valor de pKa, donde la concentración de ácido y base son iguales CH3COOH ↔ CH3COO- + H+
  56. 56. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las disoluciones verdaderas Estabilidad del grado de acidez o pH Disoluciones tampón o amortiguadoras PAU ● Tampón bicarbonato (pKa = 6,1  regula pH = 7,4) ● Tampón fosfato (pKa = 6,8  mejor tampón) El pH fisiológico es de aproximadamente 7,2-7,4 Si añado un ácido el equilibrio se desplaza hacia LA DERECHA
  57. 57. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales Capacidad de presentarse en forma de gel Elevado poder absorbente Elevada viscosidad Separación por diálisis Efecto Tyndall Capacidad de sedimentación Capacidad de respuesta a al electroforesis Sol Gel Fase dispersa (sólido) Fase dispersante (sólido con fibras entrelazadas) Fase dispersante (líquido) Pueden presentarse en dos estados en forma de sol o estado líquido, y en forma de gel o estado semisólido. Fase dispersa un sólido y la dispersante un líquido Fase dispersa un líquido y la dispersante un sólido
  58. 58. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales Capacidad de presentarse en forma de gel La transformación de sol en gel, y viceversa, está en relación con la síntesis o con la despolimerización, respectivamente, de proteínas fibrilares y permite la emisión de pseudópodos, y, por tanto, el movimiento ameboide y la fagocitosis
  59. 59. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales La adsorción es la atracción que ejerce la superficie de un sólido sobre las moléculas de un líquido o de un gas. La misma cantidad de sustancia ejerce mayor adsorción si se encuentra finamente dividida. Ejemplo biológico de adsorción son los contactos «enzimas con sustratos» Elevado poder absorbente
  60. 60. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales Es la separación de las partículas dispersas de elevado peso molecular (coloides) de las de bajo peso molecular (cristaloides), gracias a una membrana semipermeable cuyo tamaño de poro sólo deja pasar las moléculas pequeñas (agua y cristaloides), pero no las grandes. Separación por diálisis Tubo de diálisis con membrana semipermeable Agua destilada Cristaloide Coloide Una aplicación clínica es la hemodiálisis, que es la separación de la urea de la sangre de individuos con deficiencia renal.
  61. 61. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales La viscosidad es la resistencia interna que presenta un líquido al movimiento relativo de sus moléculas. Las dispersiones coloidales, dado el elevado tamaño de sus moléculas, son muy viscosas. Separación por diálisis
  62. 62. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales El tamaño de las partículas coloidales oscila entre una milimicra y 0,2 micras, que es el límite de observación en el microscopio óptico. Así pues, las dispersiones coloidales, al igual que las disoluciones verdaderas, son transparentes y claras. Sin embargo, si se iluminan lateralmente y sobre fondo oscuro, se observa una cierta opalescencia provocada por la reflexión de los rayos luminosos. Es algo parecido a lo que ocurre cuando un rayo de luz ilumina el polvo en una habitación a oscuras. Si la iluminación es frontal, el polvo ya no resulta apreciable. Efecto Tyndall
  63. 63. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales Las dispersiones coloidales son estables en condiciones normales, pero si se someten a fuertes campos gravitatorios, se puede conseguir que sedimenten sus partículas. Ello se realiza en las ultracentrifugadoras, que pueden alcanzar las 100000 revoluciones por minuto. Capacidad de sedimentación
  64. 64. Las disoluciones y las dispersiones coloidales Propiedades de las dispersiones coloidales Es el transporte de las partículas coloidales gracias a la acción de un campo eléctrico a través de un gel. Generalmente se utiliza para separar las distintas proteínas que se extraen juntas en un tejido. La velocidad es mayor cuanto más alta sea su carga eléctrica global y cuanto menor sea su tamaño (peso molecular). Se suelen utilizar geles de almidón o de poliacrilamida. Capacidad de respuesta a al electroforesis Cada muestra contiene diferentes proteínas Al gel se le aplica un campo eléctrico Cada banda azul representa una proteína diferente
  65. 65. Ejercicios de selectividad Modelo 2004 - A
  66. 66. Septiembre 2006 - B
  67. 67. Junio 2007 - A

×