Conceptos básicos de química
El agua
El agua es el solvente celular y el compuesto más abundante en nuestro planeta. La cantidad de agua que se encuentra en las células equivale a un 70-90% de su peso.
Propiedades del agua:
- Alta polaridad
- Elevados puntos de fusión y ebullición y calor de vaporización
- Alta capacidad calórica
- Alto calor específico de vaporización
Polaridad:
Electronegatividad de sus átomos: O = 3.5 H = 2.1
La molécula de agua es un dipolo con pseudo carga positiva sobre los hidrógenos y negativa sobre el oxígeno.
Elevados puntos de fusión y ebullición y calor de vaporización:
Las moléculas de agua, al interaccionar entre ellas, dado su carácter dipolar, forman redes moleculares, lo que se traduce en una gran fuerza de atracción y cohesión.
- Alto punto de fusión.
- Alto punto de ebullición.
- Alto calor de vaporización.
Alta capacidad calórica:
Consiste en absorber energía calórica con mínimos (leves) cambios de temperatura y así, mantener la temperatura del organismo relativamente constante.
Alto calor específico de vaporización:
Las redes que forman las moléculas de agua requieren de una gran cantidad de energía para superar las fuerzas de atracción entre moléculas adyacentes. En su punto de ebullición, el agua tiene un calor específico de vaporización de 540 calorías por gramo, lo que le permite disipar grandes cantidades de calor vía vaporización.
Soluciones
Mezclas homogéneas que contienen dos o más tipos de sustancias denominadas soluto y solvente, que se mezclan en proporciones viables sin cambios en su composición.
Tipos de soluciones:
- Insaturada
- Saturada
- Sobresaturada
Kps:
Indica la solubilidad de un compuesto iónico, es decir, cuanto menor sea su valor menos soluble será el compuesto.
Solución Estándar o Patrón:
Es una solución que contiene una concentración conocida de un elemento o sustancia específica, llamada patrón primario que, por su especial estabilidad, se emplea para valorar la concentración de otras soluciones.
Concentración de soluciones
Mol:
Término usado para expresar la masa, en gramos, del número de Avogadro (6 x 1023) de moléculas de una sustancia.
Molaridad (M):
Es el número de moles de soluto presentes en un litro de solución.
Molaridad (M) = Número de moles de soluto / Un litro de solución
Nº de Moles = Cantidad de soluto (gramos) / Peso molecular del soluto (gramos)
Normalidad (N):
Es la concentración de una sustancia en solución que corresponde al número de equivalentes-gramo de soluto contenidos en un litro de solución.
El número de equivalentes-gramo es la cantidad en gramos del soluto dividido por su peso equivalente.
Dependiendo de la reacción en que participe la sustancia, el peso equivalente de dicha sustancia corresponde al peso molecular dividido por:
- el número de electrones
- el número de grupos hidroxilos
- el número de protones
- variación del estado de oxidación
Normalidad (N) = Número de equivalentes / Un litro de solución
Equivalentes = Cantidad de soluto (gramos) / Peso equivalente (gramos)
Peso equivalente = Peso molecular del soluto dividido por el número de hidrógenos/ hidroxilos reemplazables o la valencia total de catión/anión o el cambio de estado de oxidación.
Porcentaje peso/peso (% p/p):
Expresión de concentración de una solución que indica el número de gramos de soluto que están presentes en 100 gramos de solución.
Porcentaje peso/volumen (% p/v):
Expresión de concentración de una solución que indica el número de gramos de soluto disueltos en 100 ml de solución.
Amortiguadores
Conceptos ácido-base
- 7 a 14: Base
- 7 a 1: Ácido
- 7: Neutro
Bronsted:
- Ácido: sustancia que dona protones
- Base: sustancia que acepta protones
Lewis:
- Ácido: sustancia capaz de aceptar un par de electrones en una reacción química
- Base: sustancia capaz de ceder un par de electrones en una reacción química
Ácidos y bases fuertes:
Son aquellas sustancias que en solución se disocian completamente.
Ácidos y bases débiles:
Son aquellas sustancias que en solución se disocian parcialmente.
Conceptos ácido-base
Amortiguadores, buffers, tampones:
Son sustancias que resisten cambios de pH frente a la adición de bases o ácidos. Son una mezcla de ácido débil con su base conjugada.
Amortiguadores Biológicos:
- Proteínas
- Sustancias orgánicas
- Sustancias inorgánicas (sales)
Conceptos ácido-base
El pH de la sangre es regulado por:
- HCO3- / CO2 pKa= 6,1
- NaH2PO4 / Na2HPO4
- Hemoglobina
- Proteínas plasmáticas
pH = – log [H+]
pKa: equilibrio de disociación
Ka: constante de disolución acida.
Ecuación de Henderson and Hasselbach
pH = pKa + log (A-)/(HA)