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 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.



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
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
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.

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 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:
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 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

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

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

M soluto = g soluto/ (m) (kg disolvente)
M soluto = 120 g / (0.11 m) (0.50 kg)
M soluto = 218 g/mol


Ejemplo # 4
Determinación de una fórmula molecular a partir de datos de puntos de congelación.

La nicotina, extraída a partir de las hojas de tabaco, es un líquido completamente miscible con agua a temperaturas inferiores a 60/C (a) ¿cuál es la molalidad de la disolución acuosa si comienza a congelarse a 0.450/C, (b) si la disolución se obtiene disolviendo 1.921 g de nicotina en 48.92 g de H2O, ¿cuál debe ser la masa molar de la nicotina? © los productos de la combustión indican que la nicotina contiene 74.03 por ciento de C; 8.70 por ciento de H; 17.27 por ciento de N, por
masa. ¿Cuál es la fórmula molecular de la nicotina?

Solución:
a) Se puede calcular la molalidad de la nicotina. Observe que Tf = -0.450/ C y que
deltaTf = 0.00/C - [-(0.45/C) = 0.45/C]

m = (DeltaTf/ Kf)= ((0.450 ºC)/(186 ºC/m)) = 0.242 m

b) Ahora puede utilizarse la definición de molalidad, pero con una molalidad conocida
(0.242m) y una masa molar del soluto desconocida (M). El número de moles de soluto es
simplemente 1.921 g/M.

molalidad = (1.921 g/mol ) /(0.04892 Kg agua ) = 0.242 mol/Kg agua

M = 1.921 g /(0.04892 Kg )(0.242 mol / Kg)= 162 g / mol

c) Determine la fórmula empírica. El resultado que debe obtener es C5H7N. La masa de la fórmula empírica es de 82 u. La masa es exactamente dos veces este valor, 162 u.La
fórmula molecular es dos veces C5H7N , es decir C10H14N2. Puede determinar M (la masa
molar exacta utilizando una tabla de pesos atómicos).

Ejemplo # 5
Determinación de la masa molar a partir de medidas de presión osmótica

Se prepara una muestra de 50.00 mL de una solución acuosa que contiene 1.08 g de una
proteína del plasma sanguíneo, seroalbúmina humana. La disolución tiene una presión
osmótica de 5.85 mmHg a 298 K. ¿Cuál es la masa molar de la albúmina?

Solución
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

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

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+colegativas
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm#dc

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.

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.

bibliografias:

1.http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.htmhttp://www.scribd.com/doc/13763538/UNIDADESQUIMICAS1?autodown=pdf
2.http://www.elergonomista.com/biologia/biofisica12.html

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 :

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?
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.