COLOIDES Y SUSPENSIONES Osmosis y dilisis SEMANA 10

COLOIDES Y SUSPENSIONES Osmosis y diálisis SEMANA 10 2019 Licda. Isabel Fratti de Del Cid Diapositivas con gráficas, cuadros e imágenes proporcionadas por la Licda. Lilian Judith Guzmán Melgar 1

SUSPENSIONES Son mezclas heterogéneas formadas por partículas más grandes y pesadas que los solutos de la solución o que la fase dispersa de los coloides; por esto se asientan al reposar y pueden separarse sus componentes a través de filtros y membranas semipermeables. Forman dos fases se observa un sedimento y un sobrenadante. Solución de Na. Cl Forman una sola fase, No se separan sus componentes al reposar, ni por filtración, ni por Membranas semipermeables Suspensión de almidón / H 2 O Forman dos fases, sedimentan al reposar y es posible separar sus componentes a través de filtración y membranas semiper permeables. 2

Características generales de las suspensiones Sus partículas son mayores que las presentes en las soluciones y los coloides, incluso pueden verse a simple vista. Sus partículas se sedimentan si la suspensión se deja en reposo. Son mezclas heterogéneas, se observa en ellas dos fases : un sedimento y un sobrenadante. Las partículas en suspensión pueden separarse por centrifugación, decantación, filtración, membranas semipermeables, pues las partículas suspendidas por eso quedan retenidas en los filtros o dentro de las membranas semipermeables. 3

Ejemplos de suspensiones 4

COLOIDES : También llamadas dispersiones coloidales Sistemas formados por una fase dispersante( esta en mayor cantidad) y una o más fases dispersas. Las dispersiones coloidales, no pueden separarse por filtración, ya que atraviesan los filtros, pero si pueden separarse a través de membranas semipermeables, pues las partículas dispersas, no pasan a través de éstas, debido a que son de gran tamaño ( generalmente macromoléculas, como las halladas dentro de la célula: polisacáridos, proteínas, ácidos nucleicos). 5

Componentes de una Dispersión Coloidal ( Coloides) FASE DISPERSA Son las partículas dispersas , se hallan en menor cantidad, son comparables con el soluto en la solución FASE DISPERSANTE Es la sustancia que se hallan en mayor cantidad, sustancia en la cual las partículas dispersas están distribuidas es comparable al solvente en las soluciones 6

Las dispersiones coloidales tiene una apariencia en algunos casos lechosa, gelatinosa o turbia, incluso las que parecen transparentes muestran la trayectoria de una haz de luz que atraviesa la dispersión (Efecto de Tyndall). Las partículas dispersas presentan un movimiento errático en zigzag, este efecto es denominado Movimiento Browniano 7

Ejemplos de Coloides Sustancia dispersada Medio de dispersión Gaseosa Líquida Crema Batida ; Crema para afeitar, pompas de jabón Gaseosa Sólida Piedra pómez, malvaviscos, espuma de poli estireno Líquida Gaseosa Líquida Sólida Gaseosa Sólida Líquida Sólida EJEMPLO Niebla, nubes, fijadores para el cabello Leche, mayonesa, crema de manos Mantequilla, queso Polvo fino en smog, hollín en el aire Plasma sanguíneo, pinturas ( látex) , jaleas, gelatina. Vidrio, rubí, ópalo, perlas 8

Emulsiones líquidas Son coloides formados por dos líquidos inmiscibles, ejemplo aceite y agua uno de ellos ( la fase dispersa) es dispersado en otro (fase dispersante). Las emulsiones pueden ser aceite/agua ó agua/aceite. Ejemplo cremas para la cara y el cuerpo. Uno de los líquidos es no polar y el otro polar. La mezcla se logra a través de la acción de una sustancia «emulsificante» . Sin emulsificante, se separa aceite de agua aún después de agitarlos Con emulsificante se altera la tensión superficial entre los líquidos y se logra homogenizarlos, las gotas de aceite, se 9 dispersan en la fase polar ( agua)

Características generales de solución, suspensión y coloide. PROPIEDADES GENERALES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES Propiedades Tamaño de la Partícula (1 nm = 10 -9 m ) Tipo de mezcla Solución Coloide 0. 1 – 1 nm 1 – 1000 nm Átomos, iones moléculas pequeñas Homogénea Moléculas mayores ó grupo de moléculas INCIERTO Sedimentan al reposar NO Separación por filtración NO NO Presentan efecto Tyndall NO SI Pueden separarse a través de membranas semipermeables NO SI NO Suspensión >1000 nm Partículas muy grandes, incluso visibles. HETEROGENEA SI SI NO Se aplica SI 10

Ø Separación de los componentes de las soluciones, suspensiones, coloides. 11

Difusión Proceso espontáneo mediante el cual una sustancia se desplaza desde una región de mayor concentración a una región de menor concentración, hasta alcanzar la misma concentración en toda la mezcla. Las partículas se desplazan a favor de un gradiente de concentración ( de mayor concentración a menor) 12

TIPOS DE MEMBRANAS IMPERMEABLES: No permiten el paso de ninguna partícula (solutos , solventes, fase dispersante). SEMIPERMEABLES: SEMIPERMEABLES Permiten el paso de iones y moléculas pequeñas, pero NO el paso de moléculas grandes ( ejemplo fase dispersa de coloides) Aquí encontramos a la mayoría de membranas biológicas. PERMEABLES: PERMEABLES Permiten el paso de solutos, fase dispersante solvente y de moléculas grandes y pequeñas. 13

Tipos de Membrana IMPERMEABLE SEMIPERMEABLE 14

Osmosis Es el paso de solvente generalmente agua a través de una membrana semipermeable. El movimiento de solvente se da desde la mezcla menos concentrada ( contiene más agua) hacia la mas concentrada( contiene menos agua ). El agua pasa de una solución donde hay más agua a donde hay menos agua. 15

Osmosis 16

Endosmosis: entrada de agua de el entorno hacia un sistema (ejemplo Célula) separado del entorno por una membrana semipermeable Exosmosis : salida de agua desde un sistema separado por una membrana semipermeable ( ejemplo célula) hacia el entorno 17

Diálisis Paso selectivo de iones y moléculas pequeñas (no moléculas grandes ni partículas coloidales ), junto con el solvente a través de una membrana semipermeable. El movimiento se da de una región de mayor concentración de solutos a una de menor concentración de solutos. 18

Ejemplo Se tienen las siguientes parejas de soluciones, separadas a través de una membrana semipermeable. Indique con una flecha hacia donde se desplazará el agua (ósmosis) y hacia donde se desplazaran las partículas disueltas (diálisis). Hacia donde se desplaza: La glucosa el agua (ósmosis) (diálisis) A la izquierda A la derecha Hacia donde se desplaza: las partículas de el agua (ósmosis) Ag. NO 3 (diálisis) Hacia donde se desplaza: el agua las partículas de Na. Cl (ósmosis) (diálisis)

Diálisis en el cuerpo humano. Todas las células, órganos y sistemas de nuestro cuerpo, realizan procesos de diálisis, pero son los riñones , los especializados en éste proceso. Las membranas de los riñones eliminan en la orina muchos productos de desecho como la urea, amonio, cuerpos cetónicos, creatinina. Cuando una persona padece insuficiencia renal, necesita hacerse diálisis periódicamente, ya que los riñones no eliminan efectivamente productos de desecho del metabolismo, los cuales se acumulan produciendo toxicidad. Las diálisis como tratamiento pueden ser de diferentes tipos. 20

Diálisis Peritoneal Dentro de la cavidad peritoneal, se introduce una solución hipotónica(fluido dializador) de manera que las sustancias que desean eliminarse como la urea y el Potasio, pasen a éste líquido y luego el liquido ( fluido de desecho) es drenado hacia afuera del organismo. Puede realizarse en casa, de forma ambulatoria. 21

Peritoneo : membrana semipermeable formada por dos capas, que envuelve la mayor parte de órganos dentro del abdomen. formándose la cavidad peritoneal. 22

Hemodiálisis Esta es realizada generalmente en clínicas especializadas. Consiste en extraer la sangre de pacientes con insuficiencia renal, pasarla por unos filtros ( riñón artificial) que hacen la función del riñón, eliminando desechos. Posteriormente la sangre vuelve a introducirse al paciente - 23

Esquema de como se realiza una Hemodiálisis y una diálisis peritoneal. 24

Osmolaridad Valor numérico calculado a una mezcla para predecir el efecto osmótico que tendrá en una célula. Se calcula de la siguiente manera: Osmolaridad = ( M ) ( # de partículas disociables por mol de soluto) M: corresponde a la Molaridad de la solución. Si el soluto se disocia, deberá multiplicarse la Molaridad por el número de partículas disociadas. Si es covalente no electrolito no se disociará en unidades menores, por lo tanto la Osmolaridad y Molaridad tendrán el mismo valor 25

Partículas por mol de soluto Na. Cl → Na+ + Cl 1 + 1 = 2 partículas Osmolaridad = 2 M Na 2 SO 4 → 2 Na+ + SO 4 -2 2 + 1 = 3 partículas Osmolaridad = 3 M Al 2(SO 4)3 → 2 Al+3 + 3 SO 4 -2 2 + 3 = 5 partículas Osmolaridad = 5 M 26

Para solutos que no se disocian (compuestos no electrolitos), el valor numérico de la osmolaridad = Molaridad Urea, glucosa ( dextrosa), sacarosa, # partículas = 1 Ya que éstas moléculas NO se disocian la Osmolaridad = Molaridad Osmolaridad = M x 1 27

Tonicidad : se refiere a la concentración osmolar de una mezcla respecto a la del interior de una célula. Ejemplo eritrocito ( glóbulo rojo, hematíe ). HIPOTONICA (menor de 0. 28 osmolar) Entra agua al interior del eritrocito HEMOLISIS ISOTONICA HIPERTONICA (0. 28 - 0. 32 osmolar) (mayor de 0. 32 osmolar) Sale y entra agua al eritrocito a la misma velocidad, mantiene su morfología Sale agua del eritrocito CRENACIÓN

Tonicidad Valor de osmolaridad Hipotónica < 0. 28 Menor concentración de solutos en la mezcla. Que las del interior de la célula Entra agua al eritrocito ( endosmosis) aumenta su volumen, se hincha, estalla hemolisis Isotónica 0. 28 – 0. 32 La mezcla posee la misma concentración de solutos que el interior de la célula. El agua entra y sale a la misma velocidad, conserva su Hipertónica > 0. 32 Concentración de solutos de la mezcla, respecto a la del interior de la célula EFECTO EN LA CÉLULA ( ejemplo eritrocito) volumen y morfología, no se observan cambios La mezcla posee mayor Sale agua del eritrocito; concentración de solutos, (exosmosis)disminuye su de las que hay en el interior volumen crenación. de la célula

Soluciones Isotónicas mas utilizadas en los hospitales 1 -Na. Cl 0. 9% p/v (0. 9 g de Na. Cl disueltos en 100 m. L de solución) : conocida como solución salina ó suero fisiológico. M= g/pm = 0. 9 g / 58. 45 g/mol = 0. 015 M Litros 0. 1 L Osmolaridad = M x 2 * 0. 015 x 2 = 0. 30 os. M Por lo tanto es isotónica, no producirá cambios en las células ( ejemplo un eritrocito). * Se multiplica por dos pues el Na. Cl se disocia en 2 partículas : Na. Cl Na+ + Cl -

Cont. Soluciones isotónicas usadas en hospitales. 2 -Glucosa 5% p/v ( 5 g de glucosa (dextrosa) en 100 m. L de solución) conocido como « Suero dextrosado al 5 % p/v» La fórmula de la glucosa es C 6 H 12 O 6 M = g soluto / peso molecular = 5 g / 180. 15 g/mol litros de solución 0. 1 L = 0. 28 M Osmolaridad = 0. 28 M x 1* = 0. 28 osmolar Por lo tanto es isotonica * Se multiplica por 1 , pues la glucosa No se disocia. 31

Mezcla No 2: Glucosa al 2. 5 % p/v y Na. Cl 0. 45 p/v. Como tiene 2 componentes se calcula por separado la osmolaridad de c/ u y luego se suman Para glucosa: M= g/pm = 2. 5 g / 180. 15 g/mol = 0. 14 M L 0. 1 L Osmolaridad = 0. 14 M x 1 = 0. 14 osmolar Para Na. Cl: • M = g/pm = 0. 45 g / 58. 45 g/mol = 0. 076 M • Litros 0. 1 L • Osmolaridad = 0. 076 M x 2 = 0. 15 osmolar • Osmolaridad total = 0. 14 + 0. 15 = 0. 29 osmolar, es isotónica.

¿Cuál es la osmolaridad de una solución de Na 2 SO 4 0. 15 M ; Que efecto causa en el eritrocito. ? Calcule la osmolaridad de una solución de Ag. NO 3 al 1% P/V que se aplica en los ojos de un recién nacido. ¿Qué efecto causa al eritrocito?

3)En cuantas partículas se disocia un soluto, si su M es 0. 12 y su osmolaridad es 0. 48. ? Cuál de las siguientes sustancias podría ser. ? Subraye : a) Na 2 SO 4 b) K 3 PO 4 c) C 6 H 12 O 6 d) Ca. Cl 2 4) ¿Cuál es la M de una solución de Zn. Cl 2 0. 90 osmolar. ? 34

Calcule la osmolaridad de la solución Hartman. Composición de la solución: a)Cloruro de Sodio ( Na. Cl) 0. 6 % p/ v. b)Cloruro de Potasio ( KCl) 0. 03 % p/v c)Cloruro de Calcio ( Ca. Cl 2) 0. 02 % p/v d)Lactato de Sodio ( C 3 H 4 O 3 Na) 0. 31 % p/v Resolución se calcula por separado la osmolaridad de cada componente y luego se suman todas. a) Osmolaridad del Na. Cl: 35

• b) Osmolaridad del KCl • c) Osmolaridad del Ca. Cl 2

d) Osmolaridad del Lactato de sodio Sumatoria de las osmolaridades: a_______+ b_______+ c_______+ d____ Osmolaridad total: ______. Es isotónica, hipotónica o hipertónica. ? ______ Que efecto causa en el eritrocito. ? 37