domingo, 15 de febrero de 2009

2.1 IMPORTANCIA BIOLOGICA DE LAS SOLUCIONES

SOLUCIONES
En química, una disolución (del latín disolutio) es una mezcla homogénea, a nivel molecular de una o más especies químicas que no reaccionan entre sí; cuyos componentes se encuentran en proporción que varía entre ciertos límites.
Toda disolución está formada por una fase dispersa llamada soluto y un medio dispersante denominado solvente. También se define solvente como la sustancia que existe en mayor cantidad que el soluto en la disolución. Si ambos, soluto y solvente, existen en igual cantidad (como un 50% de etanol y 50% de agua en una disolución), la sustancia que es más frecuentemente utilizada como solvente es la que se designa como tal (en este caso, el agua). Una disolución puede estar formada por uno o más solutos y uno o más disolventes. Una disolución será una mezcla en la misma proporción en cualquier cantidad que tomemos (por pequeña que sea la gota), y no se podrán separar por centrifugación ni filtración.
Un ejemplo común podría ser un sólido disuelto en un líquido, como la sal o el
azúcar disuelto en agua (o incluso el oro en mercurio, formando una amalgama)
Se distingue de una suspensión, que es una mezcla en la que el soluto no está totalmente disgregado en el disolvente, sino dispersado en pequeñas partículas. Así, diferentes gotas pueden tener diferente cantidad de una sustancia en suspensión. Mientras una disolución es siempre transparente, una suspensión presentará turbidez, será traslúcida u opaca. Una emulsión será intermedia entre disolución y suspensión.

Características generales
Son mezclas homogéneas
Al disolver una sustancia, el volumen final es menor que la suma de los volúmenes del solvente y el soluto
La cantidad de soluto y la cantidad de solvente se encuentran en proporciones que varían entre ciertos límites. Normalmente el disolvente se encuentra en mayor proporción que el soluto, aunque no siempre es así. La proporción en que tengamos el soluto en el seno del disolvente depende del tipo de interacción que se produzca entre ellos. Esta interacción está relacionada con la solubilidad del soluto en el disolvente.
Sus propiedades físicas dependen de su concentración:
· Disolución HCl (ácido clorhídrico) 12 mol/L Densidad = 1,18 g/cm3
· Disolución HCl (ácido clorhídrico) 6 mol/L Densidad = 1,10 g/cm3
Sus componentes se separan por cambios de fases, como la fusión, evaporación, condensación, etc.
Tienen ausencia de sedimentación, es decir al someter una disolución a un proceso de centrifugación las partículas del soluto no sedimentan debido a que el tamaño de las mismas son inferiores a 10 Angstrom ( Å ).
Sus componentes se unen y se genera el solvente mediante el proceso denominado decontriación.
Clasificación de las disoluciones
Por su estado de agregación
Sólidas
· Sólido en Sólido: Cuando tanto el soluto como el solvente se encuentran en estado sólido. Un ejemplo claro de éste tipo de disoluciones son las aleaciones, como el Zinc en el Estaño (latón).
· Gas en Sólido: Como su definición lo dice, es la mezcla de un gas en un sólido. Un ejemplo puede ser el Hidrógeno (g) en el Paladio(s).
· Líquido en Sólido: Cuando una sustancia líquida se disuelve junto con un sólido. Las Amalgamas se hacen con Mercurio(l) mezclado con Plata(s).
Líquidas
· Sólidos en Líquidos: Este tipo de disoluciones es de las más utilizadas, pues se disuelven por lo general pequeñas cantidades de sustancias sólidas (solutos) en grandes cantidades líquidas (solventes). Ejemplos claros de este tipo son la mezcla del Agua con el Azucar, también cuando se prepara un Té, o al agregar Sal a la hora de cocinar.
· Gases en Líquidos: Un ejemplo es cuando se agrega Oxígeno en Agua.
· Líquidos en Líquidos: Este es otra de las disoluciones más utilizadas. En prácticas de química por ejemplo, se han realizado mezclas de Alcohol con Agua para comprobar su densidad; después de mezclarlas, un método para volverlas a separar es por destilación.
Gaseosas
· Sólidos en Gases: Existen infinidad de disoluciones de este tipo, pues las podemos encontrar en la contaminación al estudiar los componentes del humo por ejemplo, se encontrará que hay varios minerales disueltos en gases.
· Gases en Gases: De igual manera, existe una gran variedad de disoluciones de gases con gases en la atmósfera, como el Oxígeno en Nitrógeno.
· Líquidos en Gases: Este tipo de disoluciones se encuentran en las nieblas.

Por su concentración
Disoluciones Empíricas
También llamadas disoluciones cualitativas, esta clasificación no toma en cuenta la cantidad de soluto y del disolvente que están presentes, y dependiendo de su proporción no cuantificada de éstos, es como se clasifican como sigue:
· Disolución diluida: Es aquella en donde la cantidad de soluto que interviene está en mínima proporción en un volumen determinado.
· Disolución concentrada: Tiene una
· Disolución saturada: En ellas existe un equilibrio entre el soluto y el solvente, y se caracterizan porque hay una gran cantidad de soluto a una temperatura y presión determinada.
· Disolución sobresaturada: Son sistemas inestables en donde es posible que al incrementar la temperatura de la misma, se logre disolver un poco más de soluto, sin modificar la cantidad del disolvente.

Disoluciones Valoradas
A diferencia de las
disoluciones empíricas, las disoluciones valoradas ó cuantitativas, sí toman en cuenta las cantidades exactas de soluto y solvente que se están utilizando en una disolución. Este tipo de clasificación es muy utilizada en el campo de la Medicina Farmacéutica, pues a la hora de hacer medicamentos, es importante que se mezclen las sustancias lo más exacto posible, pues diminutas variaciones en la solubilidad pueden significar la diferencia entre la vida y la muerte.
Las medidas más utilizadas para expresar la concentración de las disoluciones cuantitativas, son:
· Molaridad
· Normalidad
· Partes por millón (p.p.m.)
· Porciento en peso
http://es.wikipedia.org/wiki/Soluciones

IMPORTANCIA BIOLOGICA DE LAS SOLUCIONES
Componente celular: El cuerpo de un ser vivo tiene gua en su estructura. Cada célula puede tener de un 30% de agua (célula ósea) a un 95% de agua (tomate).
Solvente universal: el agua disuelve más del 50% de las sustancias conocidas presentes en cualquier medio como el suelo o el cuerpo. Esto permite, por ej., que lo vegetales puedan integrar a su sistema minerales disueltos en el agua y a los animales les facilita la circulación por la sangre de desechos y nutrientes.
Moderadora del clima: al evaporarse el agua se transforma en humedad. El grado de humedad esta condicionado por factores como el viento y la temperatura pero a su vez puede interactuar sobre ellos, ej. los cambios de temperatura son menos bruscos con humedad. En los desiertos donde el agua es muy poca y por ende casi no hay humedad la amplitud térmica es de 40C.
Condiciona el comportamiento: Los animales y vegetales o partes de ellos frente a un estimulo del agua la buscan o la rechazan (tropismos (veg.) y taximos (anim.) Ej: la raíz tiene hidrotropismo positivo y el tallo negativo.
Medio de transporte: arrastra insectos, animales grandes, plantas, polen, semillas, etc. Un ej. es la selva en galería que se forma en las orillas del rio Paraná, a la altura del Delta, porque vienen todas las semillas, polen, etc. de misiones y son arrastrados por el rio Paraná.
Corrientes marina: existen muchas corrientes en los océanos y mares, estas transportan agua a diferentes temperaturas. Esto causa que el agua modifique la temperatura de las costas y facilita las rutas migratoria de los peces. Ej: las aguas del Mediterráneo deberían ser más frías por su posición geográfica, sin embargo por la corriente del Golfo proveniente de México, son más cálidas.

Interviene en funciones biológicas:
· Germinación: el agua la desencadena.
· Absorción: Penetra por las raíces o la piel de animales y vegetales y contribuye, entre otras cosas, a regular la temperatura corp.
· Circulación: facilita el transporte de nutrientes o desechos en la sangre de los animales o en la savia de lo vegetales.
· Excreción: Disuelve los desechos de la sangre y de esa forma se los elimina fácilmente por los órganos excretores.
· Fecundación: las células sexuales vegetales y animales se unen en presencia del agua.
· Fotosíntesis: participa directamente en el proceso y forma con parte del aire, el alimento.
· Polinización: transporta el polen hasta el gineceo de las flores

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS
Para que uno se conserve saludable, hay muchos fluidos en cada uno de nuestros cuerpos que se deben mantener dentro de unos límites muy estrechos de pH. Para que este objetivo se realice, se crea un sistema amortiguador.
Un sistema amortiguador es una solución que puede absorber grandes cantidades moderadas de ácidos o bases, sin un cambio significativo en su pH, es decir, es una disolución que contiene unas sustancias que inhiben los cambios de HP, o concentración de ion hidrógeno de la disolución. Dichas sustancias pueden contener un ácido débil y su sal, por ejemplo, ácido acético y acetato de sodio, o una base débil y una sal de esa base, por ejemplo, hidróxido de amonio y cloruro de amonio. Los fluidos de los organismos vivos están fuertemente tamponados, y el agua del mar y ciertas sustancias del suelo son otros ejemplos de disoluciones tampones existentes en la naturaleza. Las disoluciones tampones se utilizan en química y sirven como referencia en la medida del pH.
Consideremos la reacción del amoniaco en agua: NH3(g) + H2O à NH4+ (ac) + OH- (ac). Si observamos la reacción inversa en este equilibrio, veremos que los iones amonio reaccionan con una base. Pero si disolvemos iones amonio (del cloruro de amonio) en agua ocurre: NH4+(ac) + H2O(l) ! NH3(ac) + H3O-(ac). De esta reacción inversa, podemos ver que las moléculas de amoniaco reaccionan con los ácidos. Si tuviésemos una solución con suficientes cantidades de cada una de estas sustancias, los iones amonio y las moléculas de amoniaco, tendríamos la deseada solución amortiguadora. Las moléculas del amoniaco reaccionarían con cualquier ácido que se añadiese, y los iones amonio reaccionarían con cualquier base que se añadiese. Las soluciones amortiguadoras se preparan utilizando un ácido débil o una base débil con una de sus sales. En términos generales, las reacciones aparecerían de la siguiente forma: - Para un ácido débil: HA + OH- à H2O + A- A- + H3O+ à HA + H2O.
El ácido débil (HA), reacciona con la base que se añade. El ion negativo de la sal (A-), reaccionara con el ácido que se añade.
Para una base débil: MOH + H3O+ à M+ + 2H2O M+ + OH- à MOH La base débil (MOH), reaccionara con el ácido que se añade. El ion positivo de la sal, (M+), reaccionará con la base que se añade. Los amortiguadores tienen máxima eficiencia para neutralizar los ácidos y las bases que se añaden, cuando las concentraciones del ácido débil (o de la base) y de la sal son iguales.
Podremos preparar una solución amortiguadora de casi cualquier pH, si escogemos el ácido (o base) débil correcto. Existe un ion común entre el electrolito débil y su sal. El comportamiento de una solución amortiguadora puede ser explicado siempre tomando como base nuestro conocimiento acerca del efecto del ion común y el Principio de Le Chatelier, el cual dice que si un producto o subproducto es eliminado del sistema, el equilibrio se verá perturbado y la reacción producirá más producto con el objeto de compensar la pérdida. En las polimerizaciones, este truco es usado para hacer que las reacciones alcancen altas conversiones.
La sangre esta amortiguada, principalmente, por el ion bicarbonato (HCO3-), pero cuando ocurre la hiperventilación que se trata de un estado de sobrerrespiración, causado por el miedo, la excitación o la ansiedad, ya que al ocurrir este proceso una persona expele más dióxido de carbono de lo necesario, alterando el equilibrio del acido carbónico.
Actividad:
Defina solución amortiguadora. ¿Cuáles son sus componentes?
Es una solución de un ácido débil o una base débil y su sal. Los dos componentes deben estar presentes. La disolución tiene la capacidad de resistir los cambios de pH cuando se agregan pequeñas cantidades tanto de ácidos como de bases. La disolución amortiguadora está compuesta por un ácido o una base y una sal.
Cite dos ejemplos donde se ponga en evidencia la importancia de las soluciones amortiguadoras.
Las disoluciones amortiguadoras son muy importantes en los sistemas químicos y biológicas.
El pH en el cuerpo humano varía mucho de un fluido de a otro; por ejemplo, el pH de la sangre es alrededor de 7,4, en tanto que el del jugo gástrico humano es de alrededor de 1,5. En la mayor parte de los casos, estos valores de pH, que son críticas para el funcionamiento adecuado de las enzimas y del balance de la presión osmótica, se mantienen gracias a las disoluciones amortiguadoras, una solución que contiene moléculas de ácido acético y ihttp://www.panreac.com/new/esp/productos/practicas/practicas43.htmones acetato (además, por supuesto, de otros iones).
http://www.mitecnologico.com/Main/SolucionAmortiguadora
http://quimicaisfd95.wikispaces.com/file/view/soluciones-buffer3729.pdf
www.ffyb.uba.ar/qcagral/PPS/19-Soluciones%20reguladoras%2027-09-05.pps
http://www.pallotti.edu.uy/colegio/paginas/repartidos/QUIMICA/CUADERNILLO_3/Actividad_Experimental_13.pdf
http://www.slideshare.net/mensajerodelcielo/soluciones-buffer
http://www.prepafacil.com/cbtis/Main/ImportanciaBiologicaDeLasSoluciones

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