Dispersiones PDF

Preview

Summary

Resumen general de ideas acerca de las dispersiones, sus distintos tipos y sus características distintivas. Material recopilado de la facultad de ciencias médicas de la UNR....

Description

DISPERSIONES: PROPIEDADES. SU APLICACIÓN A LOS MEDIOS LÍQUIDOS DEL ORGANISMO Dra. G. Bazzoni, Dra. G. Hernández. Cátedra de Biofísica. Facultad de Ciencias Médicas, UNR.

Índice 1- Dispersiones. Clasificación. 2- Soluciones verdaderas. 3- Concentración de una solución. 3-1 Formas de expresar la concentración de una solución: 3-1-1 Empírica. 3-1-2 Molaridad. 3-1-3 Normalidad. 3-1-4 Osmolaridad. Introducción

E

l agua constituye aproximadamente dos tercios de nuestro organismo. Los compartimentos que forman nuestro cuerpo son principalmente soluciones diluidas en las cuales se producen las reacciones químicas que constituyen los procesos vitales. Para mantener la constancia del medio interno que asegura la vida, es necesario un intercambio de agua y solutos entre ellos. Para introducirnos en la composición del medio interno y estudiar su homeostasis, debemos conocer el significado del término “dispersiones” y las formas en que se expresan las concentraciones de los solutos que componen el medio interno. 1- Dispersiones Nuestro medio interno está formado por diferentes sustancias mezcladas o reunidas en soluciones. Pero las soluciones son una de las formas en que se clasifican las dispersiones. Se llama dispersión a la mezcla de dos o más sustancias. Este concepto incluye tanto las mezclas en las que los componentes se pueden ver a simple vista como partes distintas (fases), Ej.: aceite en agua o polvo suspendido en el aire, como aquellas en las que los componentes se mezclan a nivel molecular y constituyen una sola fase, Ej.: azúcar en agua, aire (mezcla de gases). Existen diferentes tipos de dispersiones que son las combinaciones posibles entre los tres estados de la materia: sólido, líquido y gaseoso. Ej.: sólido en sólido (piedras), sólido en gas (humo), gas en sólido (esponja), líquido en líquido (aceite en agua), etc. Clasificación El tamaño de las partículas dispersas condiciona muchas de las propiedades de las dispersiones, por lo que se lo utiliza como criterio para clasificarlas. A partir de este criterio se definen tres tipos de dispersiones: Groseras: cuando el tamaño de las partículas dispersas es tan grande que pueden verse a simple vista, son heterogéneas, Ej.: arena en agua, sangre, humo, aceite en agua. Coloidales: cuando las partículas dispersas no pueden verse a simple vista pero sí a través del microscopio, también son heterogéneas. Ej.: el plasma y el suero sanguíneos, el líquido intersticial, cualquier solución de proteínas en agua, las cremas cosméticas.

Verdaderas o soluciones: cuando la dispersión es homogénea aún con los microscopios más sofisticados. Ej.: orina normal, lágrimas, sudor, azúcar en agua, sal en agua. Las propiedades que caracterizan a la dispersión, tales como la visibilidad con diferentes instrumentos ópticos, la capacidad de difusión a través de diversas membranas, etc., se sintetizan en el siguiente cuadro:

tipo de dispersión características Tamaño de las partículas (A°°) Estabilidad • gravedad • centrifugación • ultracentrifugación

GROSERAS

COLOIDALES

VERDADERAS

Mayor a 1000

De 10 a 1000

Menor de 10

No No No

Si Si No

Si Si Si

Difusibilidad a través de las membranas No • permeable No • dialíticas No • semipermeables

Si No No

Si Si No

2- Soluciones verdaderas Son sistemas homogéneos, constituyen una sola fase. Están formados por dos o más sustancias: la más abundante se denomina solvente y las dispersas en ella son los solutos. Desde la Biología nos interesa este tipo de soluciones porque los compartimentos intra y extracelulares son soluciones diluidas cuyo solvente es el agua. A continuación describiremos algunos aspectos importantes de este tipo de dispersión. FACTORES QUE INFLUYEN EN LA SOLUBILIDAD DEL SOLUTO A.- Presión: tiene poca influencia en la solubilidad de los solutos incompresibles (sólidos y líquidos), sólo es importante en la solubilización de gases, por Ej., la concentración de O2 en sangre depende de la presión parcial de O2 que se equilibra con el O2 disuelto en ella. B.- Temperatura: no siempre aumenta la solubilidad, su efecto depende de que el proceso de solubilización absorba o desprenda calor. Si la solubilización de un soluto absorbe calor, su solubilidad aumenta con la temperatura. Ej.: azúcar en agua. Si por el contrario desprende calor, la solubilidad disminuye con la temperatura. Ej.: gases en agua. C.- Naturaleza del soluto y del solvente: tanto el soluto como el solvente pueden ser polares o apolares. Las sustancias polares tienen afinidad entre sí y se dispersan unas en otras, lo mismo ocurre con las no polares. La mezcla de una sustancia polar con una apolar constituye un sistema heterogéneo (es decir, no son miscibles) Ej.: aceite y agua, vinagre y aceite.

3- Concentración de una solución La concentración de una solución expresa la cantidad de soluto por unidad de volumen: C = Q/V Siendo C: concentración Q: cantidad de soluto V: volumen de solución

La cantidad de soluto, y por ende la concentración de una solución, se puede expresar en distintas unidades: Si la Cantidad de soluto se expresa en:

La concentración se denomina:

gramos moles equivalentes osmoles

empírica molaridad normalidad osmolaridad

3-1- Formas de expresar la concentración de una solución 3-1-1- Empírica Es la forma más simple y más cotidiana de expresar la concentración: es el número de gramos (u otra unidad de masa) de soluto presentes en 100 ó 1000 cm3 (cc) de solución: g %, g ‰, mg %, mg ‰. En Medicina se utiliza para expresar la concentración de los no electrolitos en plasma: glucosa, urea, triglicéridos, colesterol, hemoglobina, etc. Por Ej. el rango normal de la concentración de glucosa en sangre (glicemia) es: 70 –110 mg% ó 0,7-1,10 g ‰. 3-1-2- Molaridad La misma cantidad en gramos de diferentes sustancias contiene un número diferente de moléculas según sea el peso molecular (PM): 6 g de glucosa (PM 180) contiene muchísimas más moléculas que 6 g de proteínas (PM 100.000 o más). Por lo tanto, si se quiere expresar la concentración de modo que nos dé idea de la cantidad de moléculas de soluto presentes recurrimos a la molaridad. La molaridad (M) de una solución expresa la cantidad de soluto en moles que contiene un litro de solución Esta forma de expresar la concentración no se utiliza en la vida cotidiana, pero es importante en Medicina porque refleja la composición molecular de las soluciones. Mol es la cantidad de materia que contiene el número de Avogadro de entes de la misma especie (átomos o moléculas según el caso) El número de Avogadro equivale 6,023. 1023 entes y es una constante universal. Cualquier sustancia tiene un peso molecular específico. La cantidad de esa sustancia que corresponde a su peso molecular expresado en gramos, se define como molécula gramo o mol, y contiene el número de Avogadro de moléculas de esa sustancia. El número de Avogadro expresa una cantidad fija de moléculas similar a cuando expresamos la cantidad de manzanas en docenas. Es decir sabemos que una docena de manzanas expresa una cantidad fija que es 12, pero el peso dependerá del tamaño de las manzanas. De la misma manera un mol de cualquier soluto contiene el número de Avogadro de moléculas pero tendrá una masa dada por el PM del soluto en cuestión. Tomemos el ejemplo de la glucosa (PM 180) y una proteína (PM 100.000), por lo dicho anteriormente el número de Avogadro de moléculas de glucosa (6,023 .1023) tendrá una masa de 180 g, pero el mismo número de moléculas proteicas ¡pesará 100 Kg!

Así dos soluciones de distintos solutos que poseen igual molaridad, tendrán el mismo número de moles por litro de solución, por ejemplo: una solución 0,2 M de glucosa y una solución de ClNa (PM 58,5) 0,2 M tienen el mismo número de moles por litro de solución pero distinta cantidad de masa, 36 g en 1 litro para el caso de la glucosa y 11,7 g por litro para el ClNa respectivamente. 3-1-3- Normalidad o equivalencia Normalidad es la cantidad de equivalentes químicos de un electrolito contenidos en un litro de solución. Se utiliza esta forma de expresar la concentración de los iones y las sustancias electrolíticas que los liberan. Así, la composición electrolítica de los líquidos del organismo según los libros de Fisiología es la siguiente:

Cationes (mEq/l) Na+ K+ Ca++ Mg++ Total Aniones (mEq/l) ClCO3HProteinatos Otros Total

Plasma

Líquido intersticial

Líquido intracelular

142 4 2,5 1 149,5

145 4,1 2,4 1 152,5

10 159...