Articulos.

Lipid rafts: contentious only from simplistic standpoints.

Las balsas lipidicas pueden facilitar selectivamente la interacción proteina-proteina excluyendo o incluyendo proteinas. Esta clase de mecanismo  ha sido fuertemente implicado en las plataformas de señalización y mas permanentemente  esctructuras como son la sinapsis inmunologica, como en el tipo de proteinas de entrada dentro de caminos para el trafico de especifico exocitico y pinocitico.

Un requerimiento crucial de la hipotesis de rafts en las membranas biologicas es que los dominios pueden segregar proteinas lateralmente.

La hipotesis clasica lipido-raft postula que los rafts pre existen en la membrana plasmatica. Proteinas con lipidos anclados o dominios transmembranales que son capaces de partirse dentro de medioambiente Lo son secuestrados o concentrados en estas balsas lipidicas.

Las balsas lipidicas son entidades que imponen la heterogeneidad lateral sobre las proteinas de la membrana plasmatica en virtud de la habilidad de las proteinas en la partición dentro o no de sus dominios.

Dos clases generales de difusión lateral por las proteinas de la membrana plasmática pueden ser definidas como: las que capturan y estabilizan pequeños dominios Lo (raft proteins), y las que no pueden hacerlo (raft excluded).

La localización y movilización de las proteinas que son atadas por un ancla lipidica esta determinada por la composición de la bicapa lipidica, como diferentes anclas lipidicas asociadas preferentemente con conjuntos lipidicos especificos.

Regulation of trabsbilayer plasma membrane phospholipid asymmetry.

 La distribución transmembranal de lipidos a lo largo de las membranas biologicas es asimetrica. Los lipidos contienen colina, fosfatidilcolina (PC) y esfingomielina (SM), son sobre la capa externa de la membrana plasmática o de la capa lumenal equivalente topologicamente. Los glicerofosfolipidos contienen aminas, fosfatidiletanolamina (PE) y fosfatidilserina (PS), estan localizados preferentemente sobre la capa citoplasmatica. Otros fosfolipidos menores, como son el ácido fosfatidico (PA), fosfatidil inositol (PI), fosfatidil inositol-4-bifosfato (PIP2), estan tambien presentes del lado que da al citoplasma de la membrana.
La biosintensis de lipidos es tambien asimetrica. Las enzimas responsables de la sintesis de lipidos estan localizadas comunmente solo sobre una lado de la membrana en la que ocurre la biosintesis. Para los mas abundantes glycerofosfolipidos (PS, PE, PC y PI), la sintesis de novo ocurre sobre el lado del citosol del reticulo endoplasmico (ER). Con la escepcion de PC, este lugar de lipidos sintetizados nuevamente sobre el lado de la membrana en la que enriquecen finalmente la membrana plasmatica.

La acumulación de lipidos sobre un lado de la membrana puede inducir unin de la membrana y consecuentemente cambios en la forma de la membrana.
Unicamente la asimetria lipidica ha sido establecida, esta se mantiene por una combinación de lenta difusión transmembranal, interacciones lipido-proteina, y transporte mediado por proteinas.
La distribución de los lipidos es determinada por la especificidad de los lipidos trasportadores localizados en la membrana.

Pilas.

Una pila es un dispositivo capaz de producir energía eléctrica a partir de energía química. Realiza el proceso inverso a la electrólisis.

La pila requiere que se produzcan dos reacciones, una de oxidación en la que se liberen electrones, y otra de reducción en electrodos distintos, de modo que entre ambos se establezca un flujo de electrones.

Para que el sistema funcione espontáneamente es necesario que la función de Gibbs global sea negativa. Al sistema como se ha dicho antes se le llama célula o pila galvánica y al conjunto de cada electrodo con su disolución asociada, semipila o semicélula.

Convenios

A cada electrodo se le asigna un potencial normal o estándar correspondiente al de reacción de reducción.

Por ejemplo:

Zn²⁺ + 2e^- ↔ Zn Eº = -0,763 V

El potencial normal corresponde a una pila en la que el otro electrodo fuera de hidrógeno, que se toma como patrón.

El conjunto de la célula se escribe de modo que la reacción sea espontánea de izquierda a derecha. La fases se separan con un barra vertical y las células con una doble barra.

Zn | Zn2+ | | Cu2+ | Cu correspondería a la reacción global

Zn + Cu²⁺ ↔ Zn²⁺ + Cu

El potencial se calcula mediante la ecuación de Nerst (1889):

donde Eº es el potencial normal, n el número de electrones que se intercambian en la reacción, log significa logaritmo decimal y Red y Ox las concentraciones de la forma reducida y oxidada.

Escrita la ecuación para todo el proceso

donde el subíndice d indica electrodo de la derecha e i el de la izquierda. Convencionalmente se escribe la ecuación de modo que el electrodo que se reduce (cátodo), se escribe a la derecha. En este caso, el cátodo corresponde al electrodo positivo.

BIBLIOGRAFÍA.

http://www.fq.profes.net/propuestas3.aspid_contenido=37598&ciclo=4206&cat=Bachillerato&nombre_id=Experiencias20de%20electroqu%EDmica

http://www2.uca.es/grup-invest/corrosion/integrado/P18.pdf

 

Electroforesis

La electroforesis es una técnica para la separación de moléculas según la movilidad de estas en un campo eléctrico a través de una matriz porosa, la cual finalmente las separa por tamaños moleculares y carga eléctrica, dependiendo de la técnica que se use.

La electroforesis se aplica en el campo de la Bioquímica a la separación de compuestos que poseen grupos ionizables (aminoácidos, péptidos, proteínas, ácidos nucleicos) teniendo en cuenta que la carga neta de estas sustancias depende del pH del medio en que se encuentren. Si la molécula tiene carga positiva migrará hacia el cátodo y si tiene carga negativa, hacia el ánodo. La fuerza iónica de la solución tampón tiene una importancia fundamental en la electroforesis, puesto que cuando es baja, permite velocidades de migración de los solutos más rápidas y con menor desprendimiento de calor.

Tipos de electroforesis:

• Electroforesis capilar.
• Electroforesis de frente móvil o libre.
• Electroforesis de zona (en papel o en gel)

BIBLIOGRAFÍA.

http://depa.pquim.unam.mx/amyd/archivero/Exposicion_electroforesis_5087.pdf

http://www.uco.es/organiza/departamentos/bioquimica-biol-mol/pdfs/15%20ELECTROFORESIS.pdf

http://www2.uah.es/sancho/farmacia/practicas/guiones/1er%20cuatrimestre/Guiones/electroforesis.pdf

http://www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r46007.PDF

Oxímetro

El oxímetro consiste en un electrodo de plata, otro de oro y un electrolito, todos separados de la muestra por una membrana permeable a los gases. El oxígeno se difunde a través de la membrana y se reduce a hidroxilo en el cátodo de oro, según la reacción:

O+ 2·H O + 4·e- ®4·OH- 2 2

Los eletrones necesarios proceden de un ánodo de plata. Debido a que el electrolito contiene iones cloruro, la reacción que tiene lugar es:

Ag+ Cl- ®AgCl + e-

A cualquier temperatura, la corriente que fluye entre cátodo y ánodo es proprocional al nivel de oxígeno exterior a la membrana.

OXIMETRO DE PULSO.

El oxímetro de pulso es un equipo que consiste básicamente en un dedal y un aparato que grafica la saturación de oxígeno en sangre.

Los oxímetros de pulso monitorean de forma no invasiva la saturación de oxígeno de la sangre que se puede expresar como porcentaje o en decimales. Su uso permite el monitoreo continuo e instantáneo de la oxigenación; la detección temprana de

hipoxia.

La oximetria de pulso puede detectar el descendo de los niveles de saturación de oxígeno antes de que ocurra daño y en general, antes de que aparezcan los signos físicos.

BIBLIOGRAFÍA.

http://www.uhu.es/inmaculada_giraldez/protocolos_practicas/eutrofizacion_agua.PDF

http://www.cenetec.salud.gob.mx/descargas/equipo_guias/guias_tec/38gt_oximetro.pdf

Potenciometro.

Es un dispositivo que mide el potencial de una solución. Este potencial depende de la actividad de los protones, por lo cual, conociendo el potencial, es posible conocer el pH de la solución a medir.

Esta técnica es utilizada para determinar la concentración de una especie electroactiva o de una disolución, empleando dos elementos fundamentales. Por un lado, utiliza un electrodo de referencia. Con este nombre se indica al electrodo que posee de manera inherente un potencial constante y conocido en relación con el tiempo. Así mismo se requiere de la presencia de un electrodo de trabajo. Este tipo de electrodo se caracteriza por contar con una gran sensibilidad en relación con la especie electroactiva. Estos electrodos de trabajo presentan una amplia gama de variedades, los podemos encontrar con distintos modelos y clases.

En esta técnica también entra en juego otro factor indispensable. Se trata de los electrodos selectivos. Los mismos, como su nombre lo adelanta, se encargan de la selección de los iones ( por eso se los conoce con la sigla ESI ) y también son denominados como electrodos de membrana. Además de esta opción hay otra más que se emplea en la potenciometría: los electrodos de pH, que son elaborados a través de un material de fibra de vidrio. Cabe mencionarse que éstos comenzaron a ser empleados a comienzos del siglo XX y evolucionaron tanto que actualmente se constituyen en el modelo más requerido a la hora de emplear la técnica electroanalítica. Otros electrodos que son considerados como apropiados para aplicar la potenciometría son, por mencionar algunos ejemplos, los electrodos de membrana de cristal, los electrodos confeccionados en vidrio, los que cuentan con una membrana en estado líquido, los que tienen una membrana polimérica y aquellos que son metálicos.

Existen dos métodos principalmente para realizar mediciones potenciométricas. El primero es hacer una sola medición de potencial de la celda, se llama potenciometría directa y se utiliza principalmente para calcular el pH de solución acuosa. En el segundo, el ión se puede titular y el potencial se mide en función del volumen del titulante y se le llama titulación potenciométrica la cual utiliza la medición de un potencial para detectar el punto de equivalencia de una titulación. El único requisito es que la reacción incluya un aumento o disminución de un ión sensible el electrodo. En una titulación potenciométrica directa el punto final de la reacción se detecta determinando el volumen en el cual ocurre un cambio de potencial relativamente grande cuando se adiciona el titulante.

Para determinar el punto de equivalencia, podemos utilizar el potenciómetro, el cual nos permite generar la curva de titulación potenciométrica de la reacción cuya gráfica resulta de la medición del pH del sistema contra el volumen de ácido o de base agregados en la titulación.

Entonces podría entenderse como final de la titulación al momento en que el pH llegase a 7, sin embargo esto NO siempre es ciento, esto más bien, está en función de la “fuerza” del ácido o la base que se está titulando.

BBLIOGRAFIA.

http://www.ciencia-basica-experimental.net/potenciometria.htm

Electrodos.

La coagulación de la sangre debe regularse con precisión en el cuerpo humano para reducir al máximo las hemorragias en caso de heridas o de trombosis en los tejidos sanos. El proceso de coagulación es de gran complejidad, y está regulado por numerosas sustancias, entre las que se encuentra la heparina, que es una molécula con múltiples cargas negativas, segregada por los mastocitos situados junto a las paredes de los vasos sanguíneos.

La concentración de heparina, que se administra durante una intervención quirurgica para que la sangre no coagule, se debe vigilar continuamente para evitar pérdidas incontrolables de sangre. Hasta hace poco tiempo el único control que se podía hacer se basaba en la medida del tiempo de coagulacion; no existía un método de determinación directo y rápido para determinar la concentración de heparina en la sangre. Ante esa necesidad, se diseñó un electrodo selectivo para responder a la heparina en tiempo real durante una intervención quirurgica.

Algunos químicos han sabido diseñar electrodos que responden selectivamente a determinados analitos, que se encuentran en disolución o en fase gaseosa. Un electrodo selectivo típico tiene un tamaño aproximado de un bolígrafo. En realidad se han descubierto transistores de efecto de campo, sensibles a determinados iones, que tienen un tamaño de solo unos centenares de micras, y que pueden introducirse en los vasos sanguíneos. El uso de estos electrodos para medir voltajes y suministrar información química se llama potenciometría.

En el caso mas simple, el analito es una especie electroactiva que forma parte de una célula galvánica. Un especie electroactiva es una especie que puede ceder o aceptar electrones en un electrodo. Podemos convertir una disolución problema en una semicélula introduciendo en un electrodo, como un hilo de platino, para transferir electrones a o desde un analito. Puesto que el electrodo responde al analito, el electrodo se llama electrodo indicador.  Conectamos después esta semicélula a una segunda semicélula a través de un puente salino.  La segunda semicélula tiene una composición fija, y por tanto tiene un potencial constante. Puesto que su potencial es constante, la segunda semicélula se llama electrodo de referencia.  El voltaje de la célula es la diferencia entre el potencial variable de la semicélula del analito y el potencial constante de referencia.

Los conductores de metal o carbono sumergidos en electrólitos se conocen como electrodos. Un electrodo negativo (cátodo) es el que aporta los electrones en una célula química. Un recolector de iones positivos en un tubo lleno con gas también se conoce como electrodo (ánodo).

Bibliografía.

Daniel C. Harris. 2003. Análisis químico cuantitativo. Editorial REVERTÉ. Barcelona, España.

Alfonso R. Gennaro. 2003. Remington Farmacia. Editorial médica panamericana. Buenos Aires, Argentina.

Membranas y transporte a través de membrana.

Los fosfolipidos presentes en las células forman espontáneamente bicapas fosfolipidicas similares a hojas, que tienen un espesor de dos moléculas. En cada capa u hojuela, las cadenas hidrocarbonadas de los fosfolipidos forman un núcleo hidrófobo de 3-4 mm de espesor en la mayoría de las biomembranas.

La bicapa lipidica posee dos propiedades importantes. Primero, el núcleo hidrófobo es una barrera impermeable que evita la difusión de solutos solubles en agua (hidrófilos) a través de la membrana. Mas importante aún, esta simple función de barrera está modulada por la presencia de proteínas de membrana que median el transporte de moléculas específicas a través de una bicapa que de otro modo sería impermeable. La segunda propiedad es la estabilidad. La estructura bicapa es mantenida por interacciones de Van der Waals entre las cadenas de lipidos.  Aunque el ambiente acuoso exterior puede variar ampliamente en fuerzas ionica y pH, la bicapa tiene la fuerza para retener su arquitectura característica.

Las membranas naturales de diferentes tipos de células exhiben diversas formas que complementan la función de una célula. La superficie suave y flexible de la membrana plasmática del eritrocito le permite a la célula escurrirse a través de capilares sanguíneos angostos. Algunas células tienen una larga y estilizada extensión de la membrana plasmática, llamado cilio o flajelo, que se mueve a modo de látigo. Este movimiento provoca que los líquidos fluyan a lo largo de la superficie de una célula epitelial o espermática para nadar e través del medio. Los axones de muchas neuronas están envueltos por múltiples capas de una membrana plasmática modificada denominada vaina de mielina. Esta estructura membranosa es elaborada por una célula de soporte adyacente y facilita la conducción de impulsos nerviosos a través de largas distancias. A pesar de sus formas y funciones diversas, estas membranas y todas las otras biomembranas poseen una estructura de bicapa común.

Debido a que todas las membranas celulares encierran la totalidad de la célula o un compartimiento interno, poseen una cara interna y una cara externa. Mas comúnmente, las superficies de una membrana celular son designadas como cara citosolica y cara exoplasmatica.
una biomembrana típica se construye a partir de fosfogliceridos, esfingolipidos y esteroides. Las tres clases de lipidos son molécula anfipaticas que tienen una cabeza polar (hidrofila) y una cola hidrófoba. El efecto hidrófobo y las interacciones de Van der Waals, hacen que los grupos de la cola se asocien entre si para formar una bicapa con las cabezas orientadas hacia el agua. Aunque lo lipidos típicos de la membrana tienen carácter anfipatico en común, difieren en sus estructuras química, abundancia y funciones en la membrana.
Los fosfogliceridos, la clase de lipídos mas abundantes en la mayoría de las membranas, son derivados del glicerol 3-fosfato.  Una molécula típica de fosfoglicerido consta de una cola hidrófoba compuesta de dos cadenas acilo grasos estratificados con los dos grupos hidroxilo de glicerol fosfato y una cabeza polar unida al fosfato. Las dos cadenas de acilos grasos pueden diferir en el numero de carbonos que contienen y su grado de saturación. Un fosfoglicerido se clasifica de acuerdo con la naturaleza de su cabeza. En las fosfatidilcolinas, los fosfolipidos mas abundantes en la membrana plasmática, las cabezas polares contiene colina, un alcohol cargado positivamente, esterificado al fosfato con carga negativa. En otros fosfogliceridos, una molécula que contiene OH, como la etanolamina, la serina y el derivado inositol, se une al grupo fosfato.  El grupo fosfato cargado negativamente y los grupos cargados positivamente o los grupos hidroxilo en la cabeza interactúan fuertemente con el agua.
Los plasmalogenos son un grupo de fosfogliceridos que contienen una cadena de acilos grasos, unida al glicerol por un enlace éster y una larga cadena hidrocarbonada, unida al glicerol por un enlace éter. Estas moléculas constituyen alrededor del 20% del contenido total de fosfogliceridos en los seres humanos. Su abundancia varía de acuerdo con los tejidos y las especies, pero es especialmente alta en el cerebro humano y en el tejido del corazón. La estabilidad química adicional de los enlaces éter en los plasmalogenos o las sutiles diferencias en sus estructuras tridimensionales comparadas con las de otros fosfogliceridos puede tener una importancia fisiológica aun no reconocida.
Una segunda clase de lipidos de membrana es la de los esfingolipidos. Todos estos compuestos son derivados de la esfingosina, un aminoalcohol con una larga cadena hidrocarbonada, y contienen un acilo graso de cadena larga adherido al grupo amino de la esfingosina. En el esfingolipido mas abundantes; la esfingomielina, la fosfocolina se fija al grupo hidroxilo terminal de la esfingosina. Otros esfingolipidos son glucolipidos anfipaticos cuyas cabezas polares son azucares. El glucosilcerebrosido, el glucoesfingolipido mas simple, contiene una unidad de glucosa única ligada a la esfingosina. En los complejos glucoesfingolipidicos llamados gangliosidos, una o dos cadenas de azucares que contienen grupos de ácido sialico están adheridas a la esfingosina. Los glucolipidos constituyen el 2-10% del total de lipidos en las membranas plasmaticas y abundan mayoritariamente en el tejido nervioso.
El colesterol y sus derivados constituyen la tercera clase importante de lipidos de membranas, los esteroides. El colesterol, el principal constituyente esteroide de los tejidos animales, tiene un hidroxilo en uno de los anillos. Aunque el colesterol tienen una composición hidrocarbonada casi exclusiva, es anfipatico debido a que su grupo hidroxilo puede interactuar con el agua. El colesterol es abundante sobre todo en las membranas plasmaticas de las células de los mamiferosprocarionteslipidos de las membranas plasmaticas vegetales contienen ciertos esteroides exclusivos de los vegetales.
En el plano bidimensional de una bicapa, el movimiento térmico les permite a las moléculas lipidicas rotar libremente alrededor de sus largos ejes y difundirse lateralmente dentro de cada hojuela. Debido a que tales movimientos son laterales o rotacionales, las cadenas de acilos grasos permanecen en el interior hidrófobo de la bicapa. Tanto en las membranas naturales como en las artificiales, una molécula lipídica típica intercambia lugares con sus vecinas en una hojuela alrededor de 10 a la 7 veces por segundo y se difunde varios micrómetros por segundo a 37 grados centígrados.
Una célula típica contiene una miríada de dos tipos de membranas, cada una con propiedades únicas conferidas por su mezcla particular de lipidos y proteínas. Por ejemplo, las diferencias entre las membranas del retículo endoplasmico y del aparato de Golgi se explican en gran medida por el hecho de que los fosfolipidos son sintetizados en el RE, mientras que los esfingolipidos lo son en el Golgi. Como resultado, la proporción de esfingomielina, como porcentaje del total de fósforo lipidico, es alrededor de seis veces mas alta en las membranas del Golgi que en las del RE. En otros casos, la translocación de las membranas de un compartimiento celular a otro puede enriquecer selectivamente membranas en ciertos lipidos.

Las diferencias en la composición lipidica pueden también ser propias de la especialización funcional de la membrana.
Una característica de todas las membranas es la asimetría en la composición lipídica a lo largo de la bicapa. Aunque la mayoría de los fosfolípidos están presentes en ambas hojuelas de la membrana, casi siempre son más abundantes en una u otra hojuela.

Las proteínas de membrana se definen por su localización en la superficie de una bicapa fosfolipidica o en el interior de ella. Aunque cada membrana biológica posee la misma estructura de bicapa, las proteínas asociadas con una membrana en particular son responsables de sus actividades distintivas. La densidad y la dotación de las proteínas asociadas con biomembranas varían según del tipo de célula y al ubicación subcelular. Por ejemplo, la membrana mitocondrial interna tiene 76% de proteína; la membrana de mielina tiene solo un 18%. El alto contenido fosfolipidico de la mielina le permite aislar eléctricamente a una célula nerviosa de su entorno.
La bicapa lipidica presenta una ambiente hidrófobo bidimensional apropiado para las proteínas de membrana. Algunas proteínas están encerradas en la bicapa rica en lipidos; otras están asociadas con la hojuela explasmatica o citosolica de la bicapa. Los dominios proteicos de la superficie extracelular de la membrana plasmática suelen unirse a otra moléculas incluidas las proteínas externas de señalización, los iones y los metabolitos pequeños (p. el., glucosa, ácidos grasos), y a moléculas de adhesión de otras células o del ambiente externo. Los dominios dentro de la membrana plasmática, sobre todo los que forman canales y poros, mueven molecular dentro y fuera de la célula. Los dominios que se extienden a lo largo de la cara citosolica de la membrana plasmática tienen un amplio abanico de funciones, desde el anclaje de proteínas citoesqueleticas a la membrana hasta desencadenar la señalizacion de vías intracelulares.
En muchos casos pueden predecirse la función de una proteína de membrana y la topología de su cadena polipeptidica en la membrana sobre la base de su homologia con otra proteína bien caracterizada.
Las proteínas de membrana se pueden clasificar en tres categorías: integrales, ancladas por lipidos y periféricas, sobre la case de la naturaleza de las interacciones entre la membrana y la proteína.
las proteínas integrales de membrana, también denominadas proteínas transmembrana, atraviesan una bicapa fosfolipidica y se componene de tres segmentos. Los dominios citosolicos y exo plasmáticos tienen superficies exteriores hidrófilas que interactúan con las soluciones acuosas en las caras citosolica y exoplasmatica de la membrana. Estos dominios se asemejan a otras proteínas solubles en agua en su composición de aminoácidos y estructura. Por el contrario, el dominio de 3 nm de grosor que atraviesa la membrana contiene muchos aminoacidos hidrófobos cuyas cadenas laterales se proyectan hacia afuera e interactúan con el núcleo hidrocarbonado de la bicapa fosfolipidica.

Las proteínas de membrana ancladas a lipidos se unen en forma covalente a una o mas moléculas lipidicas. La cadena carbonada hidrófoba del lipido al que se adhieren esta inmersa en una hojuela y ancla la proteína a la membrana. La cadena polipeptidica en si misma no entre en la bicapa fosfolipidica.
Las proteínas periféricas de membrana no interactúan con el núcleo hidrófobo de la bicapa fosfolipidica. En cambio, suelen unirse a la membrana de manera indirecta mediante interacciones con proteínas integrales de membrana o directamente mediante interacciones con las cabezas de los lipidos. Las proteínas periféricas se localizan en la cara citosolica o en la cara exoplasmatica de la membrana.

La bicapa lipidica de las membranas celulares  es permeable a moléculas pequeñas no polares como el oxigeno y el dióxido de carbono y a moléculas polares muy pequeñas como las moléculas de agua. La bicapa lipídica es sumamente impermeable a la mayoría de las moléculas hidrosolubles de gran tamaño y a todos los iones. La transferencia de nutrientes, metabolitos e iones a través de la membrana plasmática y las membranas internas de las células depende de proteínas de transporte de membrana.
Las membranas celulares contienen una diversidad de proteínas de transporte y cada una de ellas es responsable de la transferencia de un tipo particular de soluto a través de la membrana. Existen dos clases de proteínas de transporte de membrana, a saber, proteínas transportadoras y proteínas de canal.
El gradiente electroquímico representa la fuerza impulsora neta ejercida sobre un ion y deriva del gradiente de concentración y el campo electrice para ese ion.
El transporte pasivo consiste en el desplazamiento espontáneo de un soluto sin carga a favor de su gradiente de concentración y de un soluto con carga (un ion) a favor de su gradiente electroquímico. El transporte activo consiste en la transferencia de un soluto sin carga o un ion en contra de su gradiente de concentración o de su gradiente electroquímico mediante un proceso que requiere energía.
Las proteínas transportadoras se unen a solutos específicos (iones inorgánicos, moléculas orgánicas pequeñas o ambos tipos de compuestos) y los transportan a través de la bicapa lipidica mediante un proceso de alteración conformacional de las proteínas que expone el sitio de unión con el soluto en primer lugar de un lado de la membrana y luego del otro lado.
Las proteínas transportadoras pueden actuar como bombas que permiten el transporte de un soluto cuesta arriba en contra de su gradiente electroquímico mediante energía derivada de la hidrólisis de ATP, el flujo cuesta abajo de iones Na o H o la energía luminosa.
La bomba de Na - K presente en la membrana plasmática de las células animales es una ATPasa que transporta activamente Na hacia el exterior de la célula y K hacia el interior, manteniendo un gradiente de Na de alta magnitud a través de la membrana plasmática que se utiliza para impulsar otros procesos de transporte y transmitir señales eléctricas.
Las proteínas de canal forman poros acuosos a través de la bicapa lipidica por los que pueden difundir los solutos. Mientras que el proceso de transporte mediado por proteínas transportadas puede ser pasivo o activo, el transporte mediado por las proteínas de canal siempre es pasivo.
La mayoría de las proteínas de canal son canales ionicos selectivos que permiten que iones inorgánicos con el tamaño y la carga apropiados atraviesen la membrana a favor de sus gradientes electroquímicos. El transporte a lo largo de los canales ionicos es como mínimo 1000 veces mas rápido que el transporte mediado por cualquiera de las proteínas transportadoras conocidas.
Casi todos los canales ionicos están regulados y se abren transitoriamente en respuesta a ciertos estímulos específicos, como por ejemplo una variación del potencial de membrana (canales regulados por voltaje) o la unión de un ligando (canales regulados por ligando).
El potencial de membrana esta determinado por la distribución desigual de la carga eléctrica a ambos lados de la membrana plasmática y es modificado por el flujo de iones a través de canales abiertos. En la mayor parte de las células animales los canales de fuga selectivos para el K mantienen el potencial de membrana de reposo en un valor negativo cercano al valor en el que la fuerza impulsora del desplazamiento de K a través de la membrana equivale a casi cero.
Las neuronas propagan señales en forma de potenciales de acción que pueden recorrer grandes distancias a lo largo de un axón sin debilitarse.

BIBLIOGRAFIA.

Alberts Bruce; Dennis Bray. 2006. Introducción a la biología celular. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina.

Lodish Harvey., et al. 2006. Biología celular y molecular. Editorial Médica Panamericana. Buenos Aires, Argentina.

PRÁCTICA DE LABORATORIO: PREPARACIÓN DISOLUCIONES

INTRODUCCIÓN.

Una disolución es una mezcla homogénea. Los componentes de una disolución reciben nombres especiales: soluto y disolvente. Sus proporciones relativas determinan la concentración.

Se obtiene una disolución cuando una sustancia química se disuelve por completo en otra.

Las propiedades de la disolución que se forma al disolver un soluto cualquiera en un liquido, son distintas a las disolvente puro.

A una temperatura dada, cada sustancia tiene un limite de disolución para un determinado disolvente; pasado ese limite, el disolvente no admite mas soluto, a esta propiedad se le denomina solubilidad. La solubilidad es la máxima cantidad de soluto que se puede disolver, a una dada temperatura, en un determinado disolvente.

La concentración de una disolución es una medida de la cantidad de soluto disuelto.

En el caso de una solución diluida, podemos decir que el disolvente es el componente que se encuentra en menor proporción.

Considerando diferentes cantidades de soluto disueltas en el mismo volumen disolvente, una disolución puede ser:

1. Diluida: cuando contiene una pequeña cantidad de soluto

2. Concentrada: cuando la cantidad de soluto esta por llegar al limite de la solubilidad.

3. Saturada: cuando la disolución esta en equilibrio con exceso de soluto.

Se pueden distinguir diferentes etapas en el proceso de formación de una disolución saturada:

a) Al principio, cuando e soluto se coloca en el disolvente solo tiene lugar la disolución.

b) La velocidad de cristalización llega a ser significativa.

c) La disolución esta saturada cuando se igualan las velocidades de disolución y cristalización.

Una disolución puede estar formada por líquidos. cuando un liquido se disuelve en otro se dice que son miscibles. Cuando no se mezclan, son inmiscibles, como por ejemplo el agua y el aceite. Unos pocos líquidos son miscibles sin importar las proporciones en las que se mezclen; un ejemplo es el agua y el etanol. Se dice que estos líquidos son completamente miscibles. En la mayoría de los líquidos existe un limite para la cantidad de uno que se disuelve en el otro, estos son parcialmente miscibles.

OBJETIVOS.

Aprender las diferentes maneras de preparar disoluciones

Preparar disoluciones.

Comprender las diferencias entre las distintas clases de disoluciones porcentuales

Distinguir la diferencia entre las disoluciones molares y normales, tomando en cuenta la reaccion quimica que se verifica entre los reactivos.

MATERIAL

1 balanza analitica

1 espatula

2 matraces volumetricos de 100 ml

7 matraces aforados de 100 ml

3 pipetas graduadas de 10 ml

1 propipeta

1 parrilla de agitación

1 barra magnética (agitador magnético)

1 piseta

1 probeta de 100 ml

1 pipeta Pasteur con bulbo.

REACTIVOS.

Sulfato cúprico directo del frasco

Cloruro de sodio directo del frasco.

Ácido clorhídrico concentrado.

Ácido sulfúrico concentrado.

Agua destilada.

DESARROLLO.

Parte 1: Preparación de disoluciones a partir de sólidos y líquidos.

         

A) Preparar 100 ml  de disolucion de CuSO4 0.100 M, a partir de CuSO4 sólido:

1. Pesar los gramos de CuSO4 necesarios para preparar 100 ml de una disolucion 0.100 M, lo que corresponde a 1.59 gramos.
2. Poner 50.0 ml de agua destilada en un matraz aforado.
3. Agregar lentamente el sulfato cúprico, cuidando de no tirar la sustancia fuera del matraz.
4. Mantener en agitación constante hasta que el soluto esté completamente disuelto.
5. Agregar agua destilada hasta que se forme un menisco sobre la marca del matraz. Este proceso se llama aforar.
6. Se tapa el matraz y se agita ligeramente.

B) Preparar 100 ml de disolución a partir de CuSO4 0.100 M (disolución)

1. Usar una pipeta graduada para tomar el volumen necesario de sulfato de cobre 0.100 M para realizar la dilución, lo que corresponde a 10 ml.
2. Depositarlo en un matraz aforado de 100 ml.
3. Agregar el agua destilada necesaria para aforar.
4. Tapar y agitar ligeramente la disolución.

Parte II: Preparación de disoluciones porcentuales masa/masa y masa/volumen.

A) Preparar 100 gramos de una disolución de NaCl al 3.00% en masa.

1. Pesar los gramos necesarios de NaCl para preparar la disolución requerida, lo que corresponde a 3 gramos.
2. La cantidad de agua destilada necesaria para preparar la disolución requerida es 97 g. Si la densidad del agua destilada es de 1.0 g/ml, los gramos de agua necesarios corresponden a 97 ml.
3. Colocar 97 ml de agua destilada, en un matraz volumetrico.
4. Agregar el cloruro de sodio y agitar hasta que se disuelva totalmente.
5. Pesar la disolución resultante.
6. Medir el volumen de la misma.

B) Preparar 100 ml de disolucion de NaCl al 3.00 % masa/volumen.

1. Pesar los gramos necesarios de NaCl para preparar la disolución requerida, lo que corresponde a 3 gramos.
2. Poner 50.0 ml de agua destilada en un matraz aforado de 100 ml
3. Agregar el cloruro de sodio y agitar hasta que se disuelva totalmente.
4. Agregar el agua destilada necesaria para aforar el matraz
5. Tapar y agitar ligeramente.
6. Pesar la disolución resultante.

Parte III: Disoluciones molares y normales

A) Preparar 100 ml de HCl 0.100 M, a partir de HCl concentrado (37.0% en masa y densidad de 1.18 g/ml)

1. Colocar 50.0 ml de agua destilada en un matraz aforado de 100 ml.
2. Con una propipeta tomar el volumen necesario de ácido concentrado, para preparar la disolución requerida, esto es 0.83 ml.
3. Agregar el ácido lentamente al matraz con agua, deslizandolo gota a gota por las paredes del recipiente.
4. Agitar ligeramente la disolución.
5. Agregar agua destilada hasta aforar
6. Tapar y agitar ligeramente.

B) Preparar 100 ml de H2SO4 0.100 M, a partir de H2SO4 concentrado (98% en masa, densidad de 1.87)

1. Colocar 50.0 ml de agua destilada en un matraz aforado.
2. Con una propipeta tomar el volumen necesario de ácido sulfúrico concentrado, para preparar la disolución requerida, esto0.53 ml.
3. Agregar el ácido lentamente al matraz con agua, deslizandolo gota a gota por las paredes del recipiente.
4. Agitar ligeramente
5. Agregar agua destilada hasta aforar.
6. Tapar y agitar ligeramente.

C) Preparar 100 ml de HCl 0.100 N, a partir de HCl concentrado (37% de pureza y densidad de 1.18 g/ml).

1. Colocar 50.0 ml de agua destilada en un matraz aforado.
2. Usar una propipeta para tomar el volumen necesario de ácido concentrado, a fin de preparar la disolución requerida, esto es 0.83 ml.
3. Agregar el ácido lentamente al matraz con agua, deslizandolo gota a gota por las paredes del recipiente.
4. Agitar ligeramente
5. Agregar agua destilada hasta aforar.
6. Tapar y agitar ligeramente.

D) Preparar  100 ml de H2SO4 0.100 N a partir de H2SO4 concentrado (98% en masa, densidad 1.87 g/ml).

1. Colocar 50.0 ml de agua destilada en un matraz aforado.
2. Con una propipeta tomar el volumen necesario de ácido concentrado para preparar la disolución, esto es 0.26 ml.
3. Agregar el ácido lentamente al matraz con agua, deslizándolo gota a gota por las paredes del recipiente.
4. Agitar cuidadosamente.
5. Agregar agua destilada hasta aforar
6. Tapar y agitar ligeramente.

Actividad.

a) Anotar la diferencia entre las cantidades (en ml) de ácido clorhídrico usadas al preparar las disoluciones 0.100 M y 0.100 N de HCl.

No hay diferencia de cantidades entre estos dos disolventes.

b) Anotar la diferencia entre las cantidades (en ml) de ácido sulfúrico usadas al preparar las disoluciones 0.100 M y 0.100 N de H2SO4.

Para la preparación de H2SO4 al 0.100 M se usa 0.53 ml de solución. La diferencia es solo la mitad entre ambas disoluciones.

c) Explicar estas diferencias en función del нúmero de equivalentes que existen en un mol de H2SO4.

El número de equivalentes en el H2SO4 es de 2, por tanto este número equivalente indica que por un mol de H2SO4 hay dos moles de H.

CUESTIONARIO

1.- Completar la siguiente tabla con los ejemplos que se piden para  las distintas disoluciones que pueden existir, dependiendo del estado del soluto y el solvente en cada caso.

Fase dispersora (solvente)	Fase dispersa (soluto)	Ejemplo
	Solido	Aleaciones metálicas
Solido	Liquido	Mercurio en plata (amalgama)
	Gaseoso	Hidrogeno en paladio
	Solido	Sal en agua
Liquido	Liquido	Alcohol en agua
	Gaseoso	Oxigeno en agua
	Solido	Hidrógeno absorbido sobre superficies de Ni, Pb.
Gaseoso	Liquido	Sistema coloidal
	Gaseoso	Aire

2.- Si la formula de molaridad es M=n/l, ¿por qué se pesa la masa del soluto para preparar la disolución y no se usan directamente los moles?
Porque la masa del soluto facilita la preparación de una solucion.

3.- ¿Por qué en la disolución porcentual en masa se considera la masa del agua, mientras que en la disolución porcentual masa/volumen no se toma en cuenta?

Porque siempre el soluto (número de gramos) estará en 100 ml de solución.

4.- ¿Existen diferencias entre una disolución 0.100 M y una disolución 0.100 N de ácido clorhídrico?

No, debido a que la formula del ácido clorhídrico es HCl la cual contiene solo un hidrogeno el cual al tomarse como equivalente para sacar el peso equivalente queda como PM/1= PM, por lo tanto, no va a afectar si es molaridad o normalidad.

5.- Al preparar una disolución 0.100 N de ácido sulfúrico ¿se debe establecer la reacción química que se dará al utilizar este reactivo? ¿Y si se prepara la disolución 0.100 M, se debe tomar en cuenta el mismo criterio?

En la molaridad y normalidad es importante establecer la reaccion en la normalidad ya que la reacción nos permite saber el numero de equivalentes y asi determinar con cuantos gramos preparar la solución que quede a la concentracion normal deseada.

6.- Clasifica las reacciones señaladas en el punto 7, con base en el tipo de reacción (neutralizacion acido-base o redox).

a) neutralizacion
b) neutralizacion
c) neutralizacion
d) redox
e) redox

7.- Indica el número de equivalentes psra compuestos, en los que se indican las siguientes reacciones:

a) 32.66 y 40
b) 72 y 72.9
c) 63 y 40
d) 63 y 17.03

8.- El frasco de donde se obtuvo el H2SO4 tiene las siguientes especificaciones: masa molar= 98.09 g/mol, densidad= 1.87 g/ml, % de pureza= 98.0. reportar la concentracion del H2SO4 en:

a) % masa = 18.7
b) % masa/volumen = 183.26
c) Molaridad = 18.68
d) Normalidad = 0.019

BIBLIOGRAFIA

http://www.quimica.uns.edu.ar/descargas/Modulo5.pdf

Propiedades coligativas de las soluciones.

Se llaman propiedades coligativas a las propiedades de las disoluciones que son independientes de la naturaleza de los componentes y solo dependen de la proporción en que estén mezclados o de su concentración. Son: la variación de la presión de vapor de una disolución, las variaciones de la temperatura de ebullición y fusión y el fenómeno de la presión osmótica.

Descenso en la presión de vapor.

La adición y disolución de un soluto no volátil a un liquido puro causa disminución de su presión de vapor. Este comportamiento se debe al aumento de las interacciones entre las partículas de soluto y de solvente, con relación a las del solvente puro, lo cual evita que un mayor numero de partículas del solvente escapen de la solución.

la presión de vapor de una solución diluida que contiene un soluto no volátil se expresa por medio de la Ley de Raoult.

Aumento del punto de ebullición.

Como la presión de vapor de un liquido se aumenta al aumentar la temperatura y los solutos no volatiles abaten o disminuyen la presión de vapor de la solución, se necesita una temperatura mas elevada para lograr que la solución ebulla.

Descenso del punto de congelación.

El punto de congelación de una solución se abate o se disminuye, porque el soluto no es soluble en la fase solida del solvente.

Por lo general, el solvente puro se separa de la solución, congelándose. Por lo anterior, el agua del mar es casi pura.

Presión osmótica.

Si una disolución y el correspondiente disolvente puro están separados por una barrera semipermeable, tal como una membrana a través de la cual puede pasar el disolvente pero no el soluto, se observara el flujo de disolvente hacia la disolución. El efecto de este paso es que la disolución se vuelve mas diluida. Este fenómeno se denomina ósmosis. Si se aplica una presión a la disolución, es posible evitar el flujo del disolvente, y la presión necesaria para impedir el flujo de disolvente dentro de la disolución a través de la barrera se denomina presión osmótica de la disolución.

BIBLIOGRAFÍA.

C. J. Willis. 1995.Resolución de Problemas de Química General. Editorial Reverté. Barcelona España.

María Rosio Villa Gerley, et al. 2005, Manual de Practicas de Química Orgánica. Sello editorial Universidad de Medellín. Colombia

http://www.pucpr.edu/titulov/componente_quimica/PropColigativas.pdf
http://www.ehu.es/biomoleculas/agua/coligativas.htm
http://www.famaf.unc.edu.ar/~gcas/termo1/clases/node55.html

soluciones electroliticas

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

http://fundabiomed.fcs.uc.edu.ve/cap12.pdf

soluciones no electroliticas

Un no electrólito es una sustancia que se disuelve para formar una solución que no conduce electricidad. las soluciones no electrolíticas no contienen iones. las soluciones acuosas de acetona y glucosa son soluciones no electrolíticas. si se pudieran ver las moléculas individuales en una solución electrolítica, se vería las moléculas de soluto intactas que se dispersan entre las moléculas del solvente.

Soluciones.

Muy pocos de los materiales encontrados y usados cotidianamente por el hombre son sustancias puras (elementos químicos o compuestos químicos). La mayor parte de los materiales son mezclas.
Una mezcla es una combinación física de dos o mas sustancias puras, cada una de las cuales conserva muchas de sus propiedades características. Una mezcla es un material que puede separarse, por procedimientos físicos, en dos o mas sustancias puras.
Las sustancias puras están formadas por materia de composición definida o constante y con propiedades distintivas. Las mezclas no tienen una composición constante, pues se pueden preparar variando a voluntad la proporción de sus componentes; por lo tanto, la composición de una mezcla es variable. La composición de una mezcla se refiere tanto a la identidad de las sustancias que contiene, como a sus proporciones relativas en la mezcla.
Las mezclas pueden ser homogeneas o heterogeneas. Una mezcla heterogenea es un material cuya composición no es uniforme en todas sus partes, pues consiste de partes físicamente distintas y cada parte con propiedades diferentes. Se dice, entonces, que una mezcla heterogenea consta de dos o mas fases.  Una fase es una parte homogenea (tiene propiedades uniformes) de un sistema, la cual esta en contacto con las otras partes del sistema, pero esta separada de ellas por un limite definido.
Una mezcla homogenea es un material que tiene propiedades uniformes en toda la muestra y, por lo tanto, consta de una sola fase. una mezcla homogenea se denomina también una solucion (o disolución). Una solucion es, entonces, una mezcla física homogenea de dos o mas sustancias puras y consta de una sola fase. En el nivel molecular, los componentes de una mezcla homogenea están entremezclados de manera uniforme.
Existe otro tipo de mezclas llamadas coloidales, que tienen características intermedias entre las mezclas homogeneas y heterogeneas.
Las soluciones o mezclas homogeneas pueden hallarse en cualquiera de los tres estados físicos de la materia, es decir, pueden ser soluciones solidas, liquidas o gaseosas.
Una solución es una mezcla homogénea de dos o más sustancias. la sustancia que se disuelve se llama soluto y se presenta generalmente en pequeñas cantidades en comparación con la sustancia que se disuelve que se llama solvente. En todas las soluciones acuosas el solvente es el agua.

Soluciones solidas.
Entre las soluciones solidas están muchas aleaciones de metales solidos disueltos el uno en el otro, como en la aleación de oro y plata. Sin embargo, la mezcla de dos metales solidos no necesariamente produce una solucion solida.
Soluciones gaseosas.
Las soluciones gaseosas se forman cuando se mezclan gases o vapores no reactivos en cualquier proporción. Por ejemplo, una muestra de aire (filtrado y libre de partículas solidas o liquidas).
Soluciones liquidas.
Las soluciones liquidas se obtienen, en su mayor parte, cuando se disuelven en un liquido otras sustancias que a temperatura ambiente son solidas, liquidas o gaseosas. Por ejemplo, se obtienen soluciones liquidas cuando se disuelven: el gas dióxido de carbono en agua liquida; el liquido etanol en agua liquida o el solido cloruro de sodio en agua liquida.
Componentes de una solucion.
Toda solucion (o disolución) consta de dos clases de componentes: el solvente (o disolvente) y el soluto (o solutos). El solvente de una solucion es el componente que por naturaleza química y física es capaz de a otros; el solvente suele ser el componente presente en mayor cantidad y puede ser solido, liquido o gaseoso. El soluto es el componente que se encuentra disuelto en el solvente. Una solucion puede contener mas de un soluto. Los solutos que se disuelven en un solvente pueden ser solidos, líquidos o gaseosos. Generalmente, el estado físico final de la solucion corresponde al estado físico inicial del solvente. Una solucion comprende las partículas del solvente y del soluto, así como los espacios vacíos entre ellas.

BIBLIOGRAFIA

Francisco J. Trujillo S. 2004. Soluciones Acuosas: Teoría y Aplicaciones. Editorial Universidad de Medellín. Colombia 

http://www.cespro.com/Materias/MatContenidos/Contquimica/QUIMICA_INORGANICA/soluciones.htm