LIQUIDOS VITALES

UNIDAD I

LIQUIDOS VITALES

Propositos

Que el alumno:

Identifique la importancia del agua en sus diferentes formas de participacion en los fenomenos vitales.

Adquiera destreza en el calculo y preparacion de disoluciones de distintas concentraciones.

Determine experimentalmente el pH de diversas disoluciones y lo relacione con su caracter acido, basico o neutro.

Identifique las diferencias entre acidos y bases fuertes y debiles.

Advierta la importancia de las disoluciones amortiguadoras en su propio organismo.

LIQUIDOS VITALESDISOLUCIONESDILUCIONDISOLUCIONES ISOTONICASCONCENTRACIONESTRUCTURA DEL AGUAACIDOS YBASESEQUILIBRIOpHACIDEZ ESTOMACALMOLARIDADYNORMALIDADNEUTRALIZACIONSISTEMAS AMORTIGUADORES

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Introduccion

Las disoluciones son mezclas homogeneas que estan formadas por un soluto y un disolvente; por su abundancia e importancia biologica el agua se utiliza como disolvente, razon por la que se explica su estructura y propiedades en esta unidad. En seguida, se explica la relacion entre la cantidad de soluto y el volumen de la disolucion, a esta se le llama concentracion. Las formas de expresar la concentracion es a traves de los conceptos de molaridad y normalidad. Otro tema de interes son las diluciones, que es cuando se reduce la concentracion por la adicion de disolvente. Es importante mencionar las disoluciones isotonicas por su importancia a nivel celular.

Por otra parte, se explica el comportamiento quimico de los acidos y bases, a traves de la teoria Bronsted-Lowry, como antecedente del principio de Le Chatelier. Finalmente, se abordan los conceptos de acidez estomacal, neutralizaciones y sistemas amortiguadores.

1.1. Disoluciones

1.1.1. Estructura del agua y poder disolvente

La molecula del agua (H2O) tiene una forma de ¡§V¡¨ en el espacio con un angulo de 104.5¢X entre los dos enlaces covalentes O-H. El atomo de oxigeno tiene ocho electrones y en su nucleo ocho protones y ocho neutrones, el atomo de hidrogeno tiene un electron y un proton en su nucleo. El oxigeno tiene en su capa de valencia (ultimo nivel de energia) seis electrones pero se pueden acomodar hasta ocho electrones en sus orbitales, perteneciendo los dos electrones faltantes a dos atomos de hidrogeno, por lo que la molecula presenta la siguiente forma:

El nucleo de O, que tiene ocho protones, puede atraer electrones con mayor fuerza que el nucleo de H que tiene un solo proton, esto significa que tiene mayor electronegatividad el atomo de oxigeno que el de hidrogeno. Lo anterior, produce una distribucion desigual de la carga entre el enlace O-H, de tal forma que el atomo de oxigeno tiene una carga parcial negativa y el atomo de hidrogeno tiene una carga parcial positiva. Esta distribucion de la carga genera la formacion de un dipolo y se dice que el enlace es covalente polar. La polaridad de cualquier molecula depende de la union dipolo en el enlace y su geometria, por lo que el arreglo del enlace O-H del agua crea un dipolo permanente para la molecula como un todo.

En el agua existen fuerzas intermoleculares denominadas enlaces o puentes de hidrogeno, que se encuentran presentes en compuestos en los que el hidrogeno se enlaza por covalencia a atomos muy pequenos, muy electronegativos y que tienen por lo menos un par electronico sin compartir, como el F, O y N. Se puede presentar entre moleculas identicas de un compuesto puro como entre moleculas diferentes por ejemplo: H2O y HF.

H

:O

H

104.5¢X

. .

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Algunas propiedades importantes del agua son las siguientes: Se puede encontrar en tres estados de agregacion solido, liquido y gas, de manera simultanea; su punto de fusion es de 0 ¢XC y su punto de ebullicion es de 100 ¢XC a nivel del mar (1 atm); tiene una densidad de 1 g/cm3 a 4 ¢XC; tiene una viscosidad de 0.018 poise a 0 ¢XC; su calor de fusion es 335 J/g; su calor de vaporizacion es de 2.26x103 J/g y presenta tension superficial.

Ejercicios

1. El agua es un disolvente polar porque tiene:

A) viscosidad C) estructura tetraedrica

B) tension superficial D) momento dipolar

2. El oxigeno al ser mas electronegativo que el hidrogeno hace que la molecula del agua sea:

A) un ion B) un cation C) polar D) no polar

3. La molecula del agua presenta enlace:

A) ionico C) covalente coordinado

B) covalente polar D) covalente no polar

4. Si el agua tiene enlaces covalentes polares y un atomo pequeno y muy electronegativo puede formar enlaces intermoleculares del tipo de:

A) Van der Waals C) puente de hidrogeno

B) London D) dipolo inducido

1.1.2. Concentracion Molar y Normal

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Las disoluciones son mezclas homogeneas de dos o mas componentes principalmente en estado solido y liquido. La disolucion esta formada por el soluto que es el componente en menor cantidad, con frecuencia en estado solido, y disolvente que es el componente en mayor proporcion y casi siempre se encuentra en estado liquido (ver figura). Por ejemplo: agua con sal, agua con azucar, leche con cafe, leche con chocolate, etc.

La relacion entre cantidad de soluto y volumen de la disolucion se le llama concentracion (C). Esta puede ser expresada por diversos nombres de acuerdo a las unidades de las magnitudes usadas, frecuentemente se usa gramos (g) para la masa (m) y litros (L) para el volumen (V).

VmC=

SOLUTO

DISOLVENTE

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La molaridad es un ejemplo de expresion de la concentracion y se refiere al numero de moles de soluto (n) en un litro de disolucion.

LnM=

Para conocer el numero de moles de una disolucion se utiliza la relacion de la cantidad de gramos de soluto y de la masa molar ( M.M.) o masa formula.

La masa molar de un compuesto se determina sumando las masas atomicas (MA) de todos los elementos que lo forman y se expresa en gramos.

M.M.= la suma (MA x numero de atomos)

Ejemplo

.Cual es la molaridad de 500 mL de una disolucion que contiene 20 g de KBr?

(MAK = 39.1 g; MABr = 79.9 g)

Disolucion:

1. Calculo de la masa molar del KBr

gMMKBr119)19.79()11.39(..=¡Ñ+¡Ñ=

2. Conversion de la masa de la sal a moles

molesggn168.011920==

3. Recordando en 1 litro tiene mil mililitros

LmLLxmL5.010001500=

4. Relacionar el numero de moles en el volumen de disolucion

MLmolesM336.05.0168.0==

La normalidad es otra forma de expresar la concentracion e indica el numero de equivalentes quimicos (e.q.) de soluto en un litro de disolucion.

LqeN..=

El peso equivalente es el numero de gramos contenidos en el equivalente quimico.

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