la asignatura de T.S.Q II aporta al alumno conocimientos que le ayudaran a interpretar las reacciones
ácido-base y de oxido-reducción que se realizan en el ambiente y en los seres vivos. el blog promueve la intregracion de valores respecto a la relación ciencia-tecnología y sociedad; a través del conocimiento de la implicaciones de la reacciones químicas en el medio natural.
se fomenta el estudio de la materia y la energía en los sistemas físicos y biológicos su iterdisciplinariedad con las matemáticas. medicina , así como sus cambios relacionándolos con el desarrollo sustentable. conocimientos y habilidades que lo capaciten para su incursión a estudios de nivel superior en los campos de la química, medicina y biología. finalmente busca que el estudiante pueda explicar fenómenos químico presentes en la naturaleza, empleando los conocimientos de oxidación - reducción así mismo que reconozca la relación existente entre la química y su vida cotidiana, ayudándolo a contextualizar su vida profesional y futura
lunes, 13 de septiembre de 2010
Acido-bases
Caracteristicas De Acidos - Bases
Características de ácidos y bases - Las disoluciones acuosas de los ácidos:
Tienen sabor agrio
Conducen la corriente eléctrica, es decir, son electrolitos.
Enrojecen determinados pigmentos vegetales, como la tintura tornasol o decoloran el repollo morado, es decir, cambian el papel tornasol de azul a rojo.
Reaccionan con algunos metales como el magnesio y el zinc liberando Hidrógeno Gaseoso (H2)
Reaccionan con las bases formando
Sustancias de propiedades diferentes, las bases.
Tienen un pH menor a 7.
- Las disoluciones acuosas de las bases:
Tienen un sabor amargo y son jabonosas al tacto
Conducen la corriente eléctrica, es decir, son electrolitos.
En contacto con el papel tornasol se torna azul.
Reaccionan con los ácidos formando sustancias de propiedades diferentes, las sales.
Tienen un pH mayor que 7.
El pH neutro es 7.
Biografía de Arrhenius
Svante August Arrhenius (*Vik, Suecia, 19 de febrero de 1859 - †Estocolmo, 2 de octubre de 1927) fue un científico (originalmente físico y más tarde químico) y profesor sueco galardonado con el Premio Nobel de Química de 1903 por su contribución al desarrollo de la química con sus experimentos en el campo de la disociación electrolítica.
Svante August Arrhenius nació el 19 de febrero de 1859 en la ciudad de Vik, situada en el condado de Sogn og Fjordane. Sus padres fueron Svante Gustav y Carlonia Thunberg Arrhenius. Impartió clases de física en la Escuela Técnica Superior de esta Universidad (1891-1895), alcanzando el grado de catedrático (1895-1904).
En 1904abandonó su tarea docente para pasar a dirigir en 1905 el Instituto Nobel de Química Física, cargo que ocupó hasta 1927. En 1909 fue nombrado miembro de la delegación extranjera de la Royal Society de Londres.(Uppsala, 1859 - Estocolmo, 1927) Físico y químico sueco.
Perteneciente a una familia de granjeros, su padre fue administrador y agrimensor de una explotación agrícola. Cursó sus estudios en la Universidad de Uppsala, donde se doctoró en 1884 con una tesis que versaba sobre la conducción eléctrica de las disoluciones electrolíticas, donde expuso el germen de su teoría según la cual las moléculas de los electrólitos se disocian en dos o más iones, y que la fuerza de un ácido o una base está en relación directa con su capacidad de disociación.
Esta teoría fue fuertemente criticada por sus profesores y compañeros, quienes concedieron a su trabajo la mínima calificación posible. Sin embargo, los grandes popes de la química extranjera, como Ostwald, Boltzmann y van't Hoff apreciaron justamente su teoría, y le ofrecieron su apoyo y algún que otro contrato, con lo que su prestigio fue creciendo en su propio país.
La elaboración total de su teoría le supuso cinco años de estudios, durante los cuales sus compañeros fueron aceptando los resultados. Fue profesor de física en la Universidad de Uppsala (1884), en el Real Instituto de Tecnología de Estocolmo (1891), rector de la universidad de Estocolmo y director del Instituto Nobel de fisicoquímica (1905), cargo este último creado especialmente para él.
Gran hombre de ciencia, su trabajo abarcó campos muy dispares entre sí, entre los que destacan una teoría sobre la formación de los cometas basada en la presión de la radiación, una teoría cosmogónica que explicaba la evolución de los astros, una teoría acerca de la inmunología, la primera constatación del efecto invernadero (aumento de la temperatura de la atmósfera debido al aumento en la concentración de dióxido de carbono) y una teoría que fija el origen de la vida en la tierra como consecuencia del transporte a través del espacio y debido a la presión de la radiación de esporas procedentes de regiones remotas del espacio (teoría panespérmica)
Estudió también la influencia de la temperatura en las reacciones químicas, donde elaboró la ecuación que lleva su nombre. Por su trabajo en la la ionización de los electrólitos, que permite interpretar las leyes físicas de la electrólisis, le fue concedido en 1902 la prestigiosa medalla Davy de la Royal Society de Londres, en 1903 el premio Nobel de química y en 1911 la medalla Gibbs de los Estados Unidos. Entre sus obras destacan Tratado de física cósmica (1903) y Las teorías de la química, la Tierra y el Universo
La teoría de Arrhenius
La teoría de Arrhenius dice que los ácidos liberan protones (H+) en medio acuoso, y las bases liberan iones hidroxilo (OH-). Basándonos en esto, no habría ninguna respuesta válida. Sin embargo si suponemos que a tu profesor se le fue la olla cuando os puso el ejercicio, si usamos la teoría de Bronsted-Lowry, esta dice:
Los ácidos liberan protones (H+) en medio acuoso.
Las bases aceptan protones (H+) en medio acuoso.
Y las únicas especies de las que tienes que pueden aceptar y liberar protones indistintamente son la 1 y la 4:
HSO3- + H+ ----> H2SO3 comportamiento como base
HSO3- ----> SO3(-2) + H+ comportamiento como ácido
y lo mismo con HCO3-.
Sin embargo, la 2 sólo se comporta como base, y la 3 como ácido:
SO3(-2) + H+ ----> HSO3- comportamiento como base
no puede ceder protones, porque no están en la molécula, así que no se comporta como ácido
HClO4 ----> H+ + ClO4(-) comportamiento como ácido
no puede aceptar protones, no "le queda sitio" por decirlo de algún modo, ya no tiene pares electrónicos sin compartir y se formaría un catión muy inestable.
Los ácidos liberan protones (H+) en medio acuoso.
Las bases aceptan protones (H+) en medio acuoso.
Y las únicas especies de las que tienes que pueden aceptar y liberar protones indistintamente son la 1 y la 4:
HSO3- + H+ ----> H2SO3 comportamiento como base
HSO3- ----> SO3(-2) + H+ comportamiento como ácido
y lo mismo con HCO3-.
Sin embargo, la 2 sólo se comporta como base, y la 3 como ácido:
SO3(-2) + H+ ----> HSO3- comportamiento como base
no puede ceder protones, porque no están en la molécula, así que no se comporta como ácido
HClO4 ----> H+ + ClO4(-) comportamiento como ácido
no puede aceptar protones, no "le queda sitio" por decirlo de algún modo, ya no tiene pares electrónicos sin compartir y se formaría un catión muy inestable.
Biografia de Bronsted y Lowry
Johannes Nicolaus Bronsted, químico y físico danés, nacido en Varde el 22 de febrero de 1879 y muerto el 17 de diciembre de 1947. Recibió el grado en ingeniería química en 1899 y el doctorado en Física en 1908 por la universidad de Copenhague. Inmediatamente le designaron profesor de Química inorgánica y Física en Copenhague. En 1906 publicó su primer trabajo sobre la afinidad del electrón. En 1923 introdujo la teoría protónica de las reacciones ácido-base, simultáneamente con el químico inglés Thomas Martin Lowry. El mismo año, la teoría electrónica fue propuesta por Gilbert N. Lewis, pero ambas teorías se utilizan comúnmente. Trabajó en colaboración con el sueco Hevesy en la separación de los isótopos del mercurio.
Era conocido como una autoridad en la catálisis por ácidos y bases. La ecuación de la catálisis de Bronsted tiene su nombre en honor a él. Es también conocido, junto con Lowry, por la teoría del donante del protón. Brønsted teorizó que un átomo de hidrógeno (presente siempre en un ácido) se ioniza una vez disuelto en agua, pierde su electrón y se convierte en donante del protón. El ion hidróxido, que se produce cuando se forma un álcali y se disuelve en agua, se llama el receptor del protón. Esto lleva a una reacción de neutralización, donde los iones se combinan para crear el hidróxido del hidrógeno, también conocido como agua. La escala del pH se puede interpretar como "energía del hidrógeno", y su definición se basa en el trabajo de Brønsted y de Lowry. Durante la Segunda Guerra Mundial se opuso a los nazis, y posteriormente fue elegido al parlamento danés en 1947, pero no pudo tomar asiento como diputado debido a su enfermedad. Murió poco después de la elección.
Thomas Martin Lowry (26 de octubre de 1874 – 2 de noviembre de 1936) fue un físico y químico inglés. Nació en Low Moor, Bradford, West Yorkshire.
Estudió química con Henry Armstrong, un químico inglés interesado mayormente en la química orgánica, pero también en la ionización en soluciones acuosas.
En 1923, de forma independiente, el danés Johannes Nicolaus Brønsted y el inglés Lowry mejoran la teoría de Arrhenius, definiendo un ácido como toda sustancia capaz de transferir protones y base como toda sustancia capaz de aceptarlos.
Era conocido como una autoridad en la catálisis por ácidos y bases. La ecuación de la catálisis de Bronsted tiene su nombre en honor a él. Es también conocido, junto con Lowry, por la teoría del donante del protón. Brønsted teorizó que un átomo de hidrógeno (presente siempre en un ácido) se ioniza una vez disuelto en agua, pierde su electrón y se convierte en donante del protón. El ion hidróxido, que se produce cuando se forma un álcali y se disuelve en agua, se llama el receptor del protón. Esto lleva a una reacción de neutralización, donde los iones se combinan para crear el hidróxido del hidrógeno, también conocido como agua. La escala del pH se puede interpretar como "energía del hidrógeno", y su definición se basa en el trabajo de Brønsted y de Lowry. Durante la Segunda Guerra Mundial se opuso a los nazis, y posteriormente fue elegido al parlamento danés en 1947, pero no pudo tomar asiento como diputado debido a su enfermedad. Murió poco después de la elección.
Thomas Martin Lowry (26 de octubre de 1874 – 2 de noviembre de 1936) fue un físico y químico inglés. Nació en Low Moor, Bradford, West Yorkshire.
Estudió química con Henry Armstrong, un químico inglés interesado mayormente en la química orgánica, pero también en la ionización en soluciones acuosas.
En 1923, de forma independiente, el danés Johannes Nicolaus Brønsted y el inglés Lowry mejoran la teoría de Arrhenius, definiendo un ácido como toda sustancia capaz de transferir protones y base como toda sustancia capaz de aceptarlos.
La Ley de Bronsted-Lowry
La Ley de Bronsted-Lowry dice que también que un acido es una sustancia que dona protones y una base aquella que los acepta.
Esta última teoría es más general ya que no necesariamente implica medios acuosos.
Los electrones no se transfieren de un átomo a otro, sino que se comparten al formar una molécula. Cada par de electrones compartidos constituye un enlace covalente.
ALGUNAS MOLECULAS COVALENTES SEGUN LEWIS :
H2
El hidrógeno alcanza la configuración del He (gas noble).
HF
El flúor comparte un electrón con el Hidrógeno, covalencia 1
HsO
NH3
CH4
CH3 - CH3 (Etano)
CH3 - CH2OH (Etanol)
Hay veces que, para adquirir la configuración de gas noble, los átomos necesitan compartir más de un par de electrones, estableciéndose ENLACES COVALENTES MULTIPLES (DOBLES, TRIPLES).
O2 (O=O)
Cada átomo comparte 2 electrones, es un enlace covalente doble.
N2
Cada línea representan dos electrones (uno de cada átomo).
CHºCH (Etino)
CO2
En todas las moléculas vistas, el átomo adquiere configuración de gas noble, rodeándose de 8 electrones (regla del octeto) ; que se cumple en todos los elementos del 2º periodo excepto para el boro y el berilio :
En los elementos de periodos posteriores la regla del octeto se cumple con bastante frecuencia, pero puede haber casos en los que los átomos se rodeen de más de 8 electrones, (el fósforo puede llegar a rodearse de 10 electrones, y azufre de 12).
Hay ocasiones en las que los dos electrones compartidos para formar el enlace son cedidos por uno solo de los átomos que intervienen, es un ENLACE DATIVO O COORDINADO ; siendo el átomo que los aporta el DADOR y el que los recibe el ACEPTOR ; veamos algunos ejemplos :
Ion Hidronio (H3O)+ : se forma por la unión de agua con iones H+, que son átomos de hidrógeno que han perdido el único electrón que poseían, por lo que los dos electrones del enlace los proporciona el oxígeno del agua :
H2O + H+ ®
Ion amonio (NH4)+ : se forma por la unión de un ion hidrogeno con un ion NH3 :
NH3 + H+ ®
Ozono (O3) : se forma por la unión de una molécula de oxígeno (O2) con un átomo de oxígeno (O). Este último se une por enlace dativo :
Reacciones Oxido-Reduccion
Las reacciones de óxido – reducción o REDOX son aquellas donde está involucrado un cambio en el número de electrones asociado a un átomo determinado, cuando este átomo o el compuesto del cual forma parte se transforma desde un estado inicial a otro final.
La gran mayoría de las reacciones redox ocurren con liberación de energía. Por ejemplo: la combustión de compuestos orgánicos que proporciona energía calórica, las reacciones que se realizan en una pila o batería, donde la energía química es transformada en energía eléctrica, y las reacciones más importantes, desde el punto de vista de nuestro curso, que ocurren a nivel del metabolismo de un ser viviente. Como los alimentos son substancias reducidas, el organismo las oxidada controladamente, liberando energía en forma gradual y de acuerdo a sus requerimientos. Esta energía es transformada en energía química en forma de ATP, la cual es utilizada para todos los procesos endergónicos que ocurren en los organismos.
Un átomo neutro cualquiera tiene un número definido de electrones, el cual corresponde al número de protones que posee su núcleo; es decir, tiene tantos electrones como el valor de su número atómico.
Por ejemplo:
H Z = 1; es decir 1 protón y 1 electrón
Na Z = 11; es decir 11 protones y 11 electrones
I Z = 53; es decir 53 protones y 53 electrones
Electrolisis
Electrolisis:
Electrolisis, parte de la química que trata de la relación entre las corrientes eléctricas y las reacciones químicas, y de la conversión de la energía química en eléctrica y viceversa. En un sentido más amplio, la electrolisis es el estudio de las reacciones químicas que producen efectos eléctricos y de los fenómenos químicos causados por la acción de las corrientes o voltajes.
La mayoría de los compuestos inorgánicos y algunos de los orgánicos se ionizan al fundirse o cuando se disuelven en agua u otros líquidos; es decir, sus moléculas se disocian en componentes cargados positiva y negativamente que tienen la propiedad de conducir la corriente eléctrica. Si se coloca un par de electrodos en una disolución de un electrolito (o compuesto ionizable) y se conecta una fuente de corriente continua entre ellos, los iones positivos de la disolución se mueven hacia el electrodo negativo y los iones negativos hacia el positivo. Al llegar a los electrodos, los iones pueden ganar o perder electrones y transformarse en átomos neutros o moléculas; la naturaleza de las reacciones del electrodo depende de la diferencia de potencial o voltaje aplicado.
La acción de una corriente sobre un electrolito puede entenderse con un ejemplo sencillo. Si el sulfato de cobre se disuelve en agua, se disocia en iones cobre positivos e iones sulfato negativos. Al aplicar una diferencia de potencial a los electrodos, los iones cobre se mueven hacia el electrodo negativo, se descargan, y se depositan en el electrodo como elemento cobre. Los iones sulfato, al descargarse en el electrodo positivo, son inestables y combinan con el agua de la disolución formando ácido sulfúrico y oxígeno. Esta descomposición producida por una corriente eléctrica se llama electrólisis.
En todos los casos, la cantidad de material que se deposita en cada electrodo al pasar la corriente por un electrolito sigue la ley descubierta por el químico físico británico Michael Faraday.
Química de la vida: Bioquímica
Introducción
La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular.
Al conjunto de reacciones que suceden dentro de los seres vivos se le llama metabolismo.
Actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas.
Gracias al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se esclarecieron los mecanismos de transmisión de la información genética de generación a generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los organismos completos.
Conocer a detalle la estructura de varias proteínas ha sido muy útil en la elucidación de los mecanismos de las reacciones enzimáticas. Prácticamente todas las reacciones que integran el metabolismo son reacciones enzimáticas.
El tipo de especie química y los mecanismos de acción que intervienen en el almacenamiento, replicación y transferencia de la información genética, así como las reacciones que forman el metabolismo son prácticamente idénticas, desde las bacterias hasta los organismos superiores. No todas las células contienen y expresan la misma información, pero las reacciones que sí llevan a cabo, utilizan enzimas practicamente idénticas. De hecho las diferencias y similitudes entre ellas se han utilizado para establecer la secuencia de aparición de las especies. Los virus tienen algunas variantes, por ejemplo; los cromosomas de los retrovirus están constituidos por moléculas de ARN y en algunos fagos (virus que atacan a las bacterias) tienen ADN de una sola cadena. Los virus no cuentan con un metabolismo que les permita vivir en forma autónoma, sólo se pueden reproducir y expresarse dentro de las células que invaden.
Las reacciones que constituyen el metabolismo están localizadas en determinadas estructuras celulares que forman unidades discretas que se llaman organelos. Las reacciones se llevan a cabo en los lugares en donde se encuentran las enzimas que las catalizan. La célula no es un saco sin estructura, sino que es un sistema muy complejo y altamente organizado. En la subsección denominada Citología, se encontrará la descripción de las estructuras celulares.
En seguida vamos a presentar la información más relevante, para la toxicología, sobre las macromoléculas biológicas en lo que se refiere a su estructura y función. Frecuentemente se mencionará la localización dentro de la célula de los sitios donde se sintetizan y actúan.
La bioquímica estudia la base molecular de la vida. En los procesos vitales interaccionan un gran número de substancias de alto peso molecular o macromoléculas con compuestos de menor tamaño, dando por resultado un número muy grande de reacciones coordinadas que producen la energía que necesita la célula para vivir, la síntesis de todos los componentes de los organismos vivos y la reproducción celular.
Al conjunto de reacciones que suceden dentro de los seres vivos se le llama metabolismo.
Actualmente se conoce a detalle la estructura tridimensional de las macromoléculas de mayor importancia biológica, los ácidos nucleicos y las proteínas, lo que ha permitido entender a nivel molecular sus funciones biológicas.
Gracias al conocimiento de la estructura de los ácidos nucleicos, se esclarecieron los mecanismos de transmisión de la información genética de generación a generación, y también los mecanismos de expresión de esa información, la cual determina las propiedades y funciones de las células, los tejidos, los órganos y los organismos completos.
Conocer a detalle la estructura de varias proteínas ha sido muy útil en la elucidación de los mecanismos de las reacciones enzimáticas. Prácticamente todas las reacciones que integran el metabolismo son reacciones enzimáticas.
El tipo de especie química y los mecanismos de acción que intervienen en el almacenamiento, replicación y transferencia de la información genética, así como las reacciones que forman el metabolismo son prácticamente idénticas, desde las bacterias hasta los organismos superiores. No todas las células contienen y expresan la misma información, pero las reacciones que sí llevan a cabo, utilizan enzimas practicamente idénticas. De hecho las diferencias y similitudes entre ellas se han utilizado para establecer la secuencia de aparición de las especies. Los virus tienen algunas variantes, por ejemplo; los cromosomas de los retrovirus están constituidos por moléculas de ARN y en algunos fagos (virus que atacan a las bacterias) tienen ADN de una sola cadena. Los virus no cuentan con un metabolismo que les permita vivir en forma autónoma, sólo se pueden reproducir y expresarse dentro de las células que invaden.
Las reacciones que constituyen el metabolismo están localizadas en determinadas estructuras celulares que forman unidades discretas que se llaman organelos. Las reacciones se llevan a cabo en los lugares en donde se encuentran las enzimas que las catalizan. La célula no es un saco sin estructura, sino que es un sistema muy complejo y altamente organizado. En la subsección denominada Citología, se encontrará la descripción de las estructuras celulares.
En seguida vamos a presentar la información más relevante, para la toxicología, sobre las macromoléculas biológicas en lo que se refiere a su estructura y función. Frecuentemente se mencionará la localización dentro de la célula de los sitios donde se sintetizan y actúan.
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