Se denominan elementos biogénicos o bioelementos a aquellos elementos químicos que forman parte de los seres vivos




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Tipos de coloides posibles


 

Partícula Coloidal

Medio de Suspensión

Nombre del coloide

Ejemplos

Sólido

Sólido

Sol sólido

Carbón en hierro fundido

Sólido

Líquido

Sol (fluido)

Dispersión de oro en agua

Sólido

Gas

Aerosol sólido o humo

Cristales de hielo en una nube fría




 

 

 

Líquido

Sólido

Gel (viscoso)

Aceite de ballena

Líquido

Líquido

Emulsión

Mayonesa, crema de manos

Líquido

Gas

Aerosol líquido

Nubes de lluvia




 

 

 

Gas

Sólido

Espuma sólida

Piedra pómez

Gas

Líquido

Espuma

Crema batida

Gas

Gas

No existe

Los gases son perfectamente miscibles entre sí



    1. Propiedades de las disoluciones verdaderas: (práctica nº 1)




      1. Difusión: Es el fenómeno físico consistente en el paso espontáneo de un líquido a través de una membrana de separación entre dos soluciones. Este proceso se produce a través de una membrana o pared permeable tanto a solutos como al disolvente. El paso de la solución más diluida a la más concentrada tiende a equilibrar las dos concentraciones y cesa al alcanzarse el equilibrio.




      1. Ósmosis: Es el fenómeno físico consistente en el paso espontáneo de un líquido a través de una membrana semipermeable de separación entre dos soluciones. Esta membrana sólo deja pasar a través de sus poros las moléculas de agua u otro disolvente mientras que impide el paso de las moléculas de soluto.

Para evitar el paso de agua sería necesario aplicar una presión denominada presión osmótica, tanto más intensa cuanto mayor fuera la diferencia de concentración entre ambas disoluciones.

La ósmosis genera, pues, presión osmótica.


      1. Diálisis:: Se fundamenta en la propiedad de ciertos cuerpos de atravesar más fácilmente que otros las membranas. Es el fenómeno físico consistente en el paso espontáneo de un líquido a través de una membrana semipermeable de separación entre dos soluciones. La diferencia con la ósmosis es que la membrana permite el paso de determinados solutos de la solución mientras que otros no son capaces de atravesarla por exceso de tamaño.




  1. Las sales minerales en los seres vivos:


Las biomoléculas que constituyen los seres vivos se clasifican en dos tipos según su naturaleza: orgánicas e inorgánicas. Éstas últimas son el agua, gases (O2 y CO2) y sales minerales.
Las sales se forman por la unión de un ácido con una base liberando agua:
NaOH (hidróxido sódico: base) + HCl (ácido clorhídrico)  NaCl + H2O
Las sales minerales se pueden encontrar en los seres vivos en tres formas:


  • Precipitadas: constituyen estructuras sólidas, insolubles, con función esquelética, dando soporte y protección a los seres vivos: el carbonato cálcico en las conchas de los moluscos, el fosfato cálcico en los huesos o silicatos en caparazones de microorganismos como las diatomeas o en fibras de gramíneas.




  • Disueltas en forma de iones: Aparecen en concentraciones relativas similares en todos los seres vivos y resultan imprescindibles para éstos porque mantienen el pH del citoplasma celular, aseguran la estabilidad de los coloides, en sus disoluciones son solubles algunas proteínas e intervienen en la regulación osmótica, sin contar con las acciones específicas de sus iones. Una variación en el equilibrio iónico del medio interno celular provoca alteraciones en la permeabilidad, excitabilidad y contractilidad de las células.




    • Los aniones más importantes en los seres vivos son los cloruros (Cl-), los fosfatos (PO4-3), los fosfatos monoácidos (monohidrógenofosfatos (H PO4-2), los carbonatos (CO3-2), los bicarbonatos (HCO3-), los sulfatos (SO4-2), y los nitratos (NO3-).




    • En cuanto a los cationes, conviene destacar: Na+, K+, amonio (NH+4), Mg+2, Ca+2, Fe+2 y Fe+3




  • Asociadas a moléculas orgánicas. Suelen encontrarse asociadas a proteínas, como las fosfoproteínas, a lípidos, fosfolípidos o a glúcidos en el agar-agar.


Teniendo en cuenta lo anteriormente dicho, las principales funciones de las sales minerales son:


    1. Función estructural: forma estructuras esqueléticas como huesos, conchas y caparazones.




    1. Función osmótica: Intervienen en el mantenimiento de concentraciones osmóticas adecuadas en los líquidos biológicos y en la estabilización de las dispersiones coloidales. Todos los medios líquidos biológicos (sangre, plasma intersticial, líquido cefalorraquídeo, etc.) constituyen disoluciones de sales en agua de cuyo grado de concentración depende la estabilidad celular y la realización de algunas funciones fundamentales. (ver ósmosis).


Todos los seres vivos están obligados a regular la presión osmótica.

Los distintos grupos han desarrollado estrategias diferentes.




    1. Función tamponadora: Constituyen soluciones tampón o amortiguadoras para mantener el pH extra e intracelular. En el metabolismo celular se generan ácidos que alteran el pH y, como consecuencia, la actividad celular, al alterar las proteínas. Para evitarlo la célula cuenta con los llamados sistemas tampón, buffer o amortiguadores, compuestos por un ácido débil y su base conjugada. Los sistemas tampón actúan como aceptores o dadores de H+ para compensar el exceso o déficit de estos iones en el medio y mantener constante su pH.


El grado de acidez o alcalinidad se expresa mediante la escala pH.
En el agua pura la disociación de su molécula es muy débil.

El producto de solubilidad de un compuesto iónico es el producto de las concentraciones molares (de equilibrio) de los iones constituyentes, cada una elevada a la potencia del coeficiente estequiométrico en la ecuación de equilibrio.

CmAn ↔ m Cn+ + n Am-
Donde C representa a un catión, A a un anión y m y n son sus respectivos índices estequiométricos. Por tanto, atendiendo a su definición su producto de solubilidad será:
Kps = [Cn+]m [Am-]n
El valor de Kps indica la solubilidad de un compuesto iónico, es decir, cuanto menor sea su valor menos soluble será el compuesto. También es fácilmente observable que si aumentamos la concentración de uno de los componentes o iones y alcanzamos de nuevo equilibrio. el estado de equilibrio de solubilidad, la concentración del otro ión se verá disminuida debido al efecto ión común

(efecto de acción de masa).


Así a 25º el producto iónico del agua pura es:
En el agua pura la concentración de hidroxilos e hidrogeniones es la misma con lo que es de 10-7 cada uno.

Para simplificar los cálculos Sörensen ideó expresar dichas concentraciones utilizando logaritmos, y así definió el pH como el logaritmo decimal cambiado de signo de la concentración de hidrogeniones.

 

Según esto:

        • disolución neutra    pH = 7 

        • disolución ácida      pH < 7 

        • disolución básica    pH =7    









Principales disoluciones fisiológicas amortiguadoras de pH.


  • En medios extracelulares: ácido carbónico/bicarbonato





Cuando se produce un aumento de la concentración de protones el equilibrio se desplaza hacia la izquierda y se elimina al exterior el exceso de dióxido de carbono producido. Si por el contrario disminuye la concentración de protones el equilibrio se desplaza en sentido contrario tomando dióxido de carbono del exterior.


  • En medios intracelulares: dihidrógenofosfato/monohidrógenofosfato


H2PO-4 + H2O  HPO-24 + H3O+


    1. Otras funciones:

      1. Impulso nervioso sodio, potasio y cloro creando gradientes electroquímicos a ambos de la membrana citoplasmática e imprescindible para la transmisión.

      2. Contracción muscular: sodio, potasio y magnesio

      3. Coagulación sanguínea o la liberación del neurotransmisor durante la sinapsis nerviosa.

      4. Cinc, calcio, magnesio o hierro son cationes metálicos que intervienen como cofactores en las reacciones enzimáticas.

      5. Formación de partículas relacionadas con la orientación (por ejemplo los otolitos del oído interno, que son cristales de carbonato cálcico que intervienen en el equilibrio.

      6. Partículas magnéticas (óxido de hierro) presentes en numerosas especies (palomas mensajeras, abejas, delfines, tortugas, etc.) y que actúan como una brújula interna para orientarse.
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