SEMANA 10 COLOIDES Y SUSPENSIONES OSMOSIS Y DILISIS

SEMANA 10 COLOIDES Y SUSPENSIONES, OSMOSIS Y DIÁLISIS QUÍMICA 2020 1

SEMANA 10 DIÁLISIS COLOIDES Y SUSPENSIONES, ÓSMOSIS Y Soluciones, suspensiones y coloides: Componentes, características y diferencias. Clasificación de coloides Osmosis y Diálisis -Definición de: Difusión, osmosis, diálisis. -Osmolaridad y tonicidad. Aplicación de los conceptos en la salud Lecturas En libro de texto. La Química en la Salud: “Coloides y disoluciones en el cuerpo” “Diálisis por los riñones y el riñón artificial” - Otras que se informe. Importancia en el campo médico (diálisis y hemodiálisis) Laboratorio: Soluciones, coloides y suspensiones. Osmosis y diálisis 2

SUSPENSIONES • Son mezclas heterogéneas (no hay solubilidad) Formadas por: • Una fase sólida: partículas pequeñas no solubles (a veces visibles a simple vista) • Una fase líquida 3

EJEMPLOS DE SUSPENSIONES 4

Características de las suspensiones • Las partículas de su fase sólida pueden sedimentar (asentarse en el fondo del recipiente) al dejarse en reposo. • La fase sólida puede separarse de la fase líquida por medio de decantación, filtración, evaporación, centrifugación. 5

COLOIDES Ó DISPERSIONES COLOIDALES Son mezclas formada por dos componentes no solubles entre sí, (pero que pueden presentar cierta interacción, por lo que no sedimenten y esto causa dificultad para diferenciarlas de las soluciones). Presentan dos fases: Fase dispersa y Fase dispersante • La fase dispersa (es comparable al soluto de una solución) consiste en partículas coloidales que pueden ser grupos de moléculas o iones (ej: proteínas, almidón) que se distribuyen o dispersan en la fase dispersante (que es comparable con el solvente de una solución), que puede ser agua. 6

Tipos de Dispersiones Coloidales TIPOS Espuma FASE DISPERSANTE Gaseosa Líquida Crema Batida, Crema de afeitar, bombas de jabón EJEMPLO Espuma Sólida Gaseosa Sólida Piedra pómez, malvaviscos, espuma de poliestireno (duroport) Aerosol Líquida Gaseosa Niebla, nubes, fijadores para el cabello Emulsión Líquida Leche, mayonesa, crema Emulsión Líquida Sólida Mantequilla, queso Humo Sólida Gaseosa Sol Sólida Líquida Sol sólido Sólida Polvo fino en smog, hollín en el aire Soluciones de almidón, jaleas, gelatina, plasma sanguíneo, pinturas 7 Vidrio, rubí, ópalo, perlas

Características de las dispersiones coloidales • La fase dispersa y fase dispersante no pueden separarse por filtración debido a que por su tamaño, las partículas coloidales pueden atravesar los poros de estos filtros. • Pero sí pueden separarse por medio de membranas semipermeables, ya que las partículas coloidales por su tamaño, no pueden atravesar los poros de las membranas semipermeables. • Su apariencia puede ser turbia y a veces transparente pudiéndose confundir con el aspecto de una solución. Para diferenciarla de una solución puede probarse si presentan el Efecto de Tyndall. 8

• Efecto de Tyndall: Es la trayectoria de un haz de luz a través de una dispersión coloidal. • Presentan movimiento Browniano movimiento de las partículas dispersas en zigzag. 9

Ejemplos de coloides (tipo emulsiones) 10

(RESUMEN) COMPARACION DE LAS PROPIEDADES DE LAS SOLUCIONES, COLOIDES Y SUSPENSIONES Propiedades Solución 0. 1 – 1 nm (Átomos, Tamaño de la Partícula iones o moléculas pequeños) Coloide Suspensión 1 – 1000 nm Mayor a 1000 nm (Moléculas grandes o grupos (Partículas de moléculas o grandes visibles) iones) Mezcla Homogénea SI INCIERTO NO Sedimentan al reposar NO NO SI Separación por filtración NO NO SI Presentan efecto de Tyndall NO SI NO (no son transpa rentes) Presentan movimiento Browniano NO SI NO

Formas de separación de partículas de:

DIFUSIÓN Es el proceso espontáneo que permite el desplazamiento de una sustancia desde una región donde se encuentra en mayor concentración hacia una región de menor concentración buscando igualar la concentración. 13

OSMOSIS Se lleva a cabo entre soluciones con diferentes concentraciones y que estén separadas por una membrana semipermeable. DEFINICIÓN: Es el paso de solvente (agua) a través de una membrana semipermeable desde una región donde se encuentre una solución menos concentrada (tiene menos soluto y mas solvente) hacia una región donde se encuentra una solución más concentrada (más soluto y menos solvente). La ósmosis trata de diluir la solución mas concentrada para igualar las concentraciones en ambas soluciones. 14

Tipos de Membrana IMPERMEABLE No la pueden atravesar ni solutos ni disolventes. PERMEABLE SEMIPERMEABLE Permite el paso de agua, iones y moléculas pequeñas, pero NO el paso de moléculas grandes y coloides. Permite el paso del disolvente, de moléculas grandes y coloides. 15

semipermeable membrane 4% almidón 10% almidón H 2 O osmosis 7% almidón H 2 O

osmosis 17

DIÁLISIS Es el paso selectivo a través de una membrana semipermeable o membrana dializante, de iones o moléculas pequeñas de soluto y solvente o agua, pero no hay paso de moléculas grandes ni de partículas coloidales (porque son mas grandes que los poros de la membrana, ej: proteínas). Si hay movimiento de partículas (solutos) siempre será de una región de mayor concentración de solutos a una de menor concentración de solutos. 18

Membrana semipermeable DIALISIS DIALIZADO: lo que sale al atravesar la membrana semipermeable 19

Dialysis In dialysis, § solvent and small solute particles pass through an artificial membrane. § large particles are retained inside. § waste particles, such as urea from blood, are removed using hemodialysis (artificial kidney). 20 © 2013 Pearson Education, Inc. Chapter 8, Section 6 20

Hemodialysis When the kidneys fail, an artificial kidney uses hemodialysis to remove waste particles, such as urea, from blood. 21 © 2013 Pearson Education, Inc. Chapter 8, Section 6 21

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Osmolaridad Es un valor numérico calculado para una solución, y se refiere al efecto osmótico (presión sobre membranas) que produce una solución sobre una célula. Osmolaridad = (M) (# de partículas disociables por mol de soluto) Molaridad El resultado se obtiene en OSMOLES (OSMOLAR) que significa Osmoles/Litro. 23

Como encontrar el # de partículas disociadas de los iones o moléculas que forman los solutos: • En solutos iónicos será igual al total de cationes y aniones del soluto, que se forman al disociarse (se separan o se ionizan) Ej: Na. Cl = 1 Na + 1 Cl = 2 partículas disociadas. K 2 S = 2 K + 1 S = 3 partículas disociadas. Al 2(SO 4)3 = 2 Al + 3(SO 4) = 5 partículas disociadas • En solutos covalentes que no se disocian (no se separa ni ionizan) siempre será igual a 1 partícula. (no se separan porque sus átomos se unen por enlaces covalentes). • Ej: (Glucosa) C 6 H 12 O 6 = 1 partícula 24

Ejercicios de Osmolaridad 1. ¿Cuál es la osmolaridad de una solución de Na. Cl 1 M? Na. Cl = Na+ + Cl- = 2 partículas disociadas Osm= 1 M x 2 partículas = 2 osm. 2. ¿Calcular la osmolaridad de una solución de Ca. Br 2 0. 5 M? Ca. Br 2=Ca+2+Br-= 3 particulas disociadas Osm= 0. 5 M x 3 = 1. 5 osmolar 3. ¿La osmolaridad del Ba 3(PO 4)2 0. 07 M? Ba 3(PO 4)2= 3 Ba+2+2(PO 4)-3 = 5 partículas disociadas Osm= 0. 07 x 5 = 0. 35 osm. 25

• La osmolaridad de solutos (compuestos) covalentes será igual a la Molaridad por ejemplo: la glucosa (dextrosa), sacarosa, urea (1 PARTICULA, no se disocian) 4. ¿Cuál es la osmolaridad de una solución de urea CO(NH 2)2 0. 045 M? 0. 045 M x 1 partic = 0. 045 osmolar 5. ¿Cuál es la M de una solución de Na 2 SO 4 0. 3 osmolar? 2 Na + 1 SO 4 = 3 partic. Osm=M x # M=0. 3/3 = 0. 1 Molar 6. ¿Cuál es la osmolaridad de una solución de suero dextrosado al 5 % p/v ? 5%=5 g. de soluto en 100 ml(0. 1 L) de solución M=5/180/0. 1=0. 28 M Osm= 0. 28 x 1 = 0. 28 osm. 7. ¿Cuál es la osm. del Na. Cl 0. 9 % p/v ? 0. 9% =0. 9 g. de soluto en 100 ml(0. 1 L) de solución M=0. 9/58. 45/0. 1=0. 28 M Osm= 0. 15 x 2= 0. 31 osm. 26

OSMOLARIDAD DE LOS ERITROCITOS y TONICIDAD DE LAS SOLUCIONES • Los solutos disueltos dentro de los glóbulos rojos (eritrocitos) producen una osmolaridad entre 0. 28 a 0. 32 osmolar dentro de las células. Esto se toma como referencia para clasificar la tonicidad las soluciones como: isotónica o no isotónicas respecto a los eritrocitos. • Las soluciones que se inyectan al torrente sanguíneo deben tener una osmolaridad entre 0. 28 y 0. 32 igual a la de los eritrocitos o sea que deben de ser isoosmolares o isotónicas, para que no dañen las membrana del glóbulo rojo (no se hemolicen o rompan, no se crenen o arruguen). 27

Hinchado, se puede hemolizar Crenado o arrugado 28

TONICIDAD: es la expresión que se utiliza para comparar la concentración osmolar de una solución con la osmolaridad de una célula (eritrocito). TIPOS DE TONICIDAD EN LAS SOLUCIONES HIPOTÓNICA (menor de 0. 28 osm)8) EFECTO: HEMOLISIS ISOTÓNICA (0. 28 - 0. 32 osm) NORMAL (NO HAY EFECTO) HIPERTÓNICA (mayor de 0. 32 osm) CRENACIÓN 29

Qué efecto producen en el eritrocito las soluciones con diferentes tonicidades: 30

Tonicidad Valor de Concentración de solutos de las osmolari de la solución, respecto a soluciones dad la del interior de la célula Hipotónica < 0. 28 Isotónica 0. 28 – 0. 32 La solución tiene la misma concentración de solutos que el interior de la célula. Hipertónica > 0. 32 La solución tiene menor concentración de solutos de las que contiene el interior de la célula La solución tiene mayor concentración de solutos de las que contiene el interior de la célula EFECTO EN LA CÉLULA (eritrocito) Entra agua al eritrocito, aumenta su volumen, se hincha, estalla HEMOLISIS El agua entra y sale a la misma velocidad, conserva su volumen y morfología, no se observan cambios Sale agua del eritrocito, disminuye su volumen, se arruga CRENACIÓN. 31

Soluciones Isotónicas mas utilizadas en los hospitales • Na. Cl al 0. 9% p/v conocida como solución salina ó Suero fisiológico. • Glucosa al 5% p/v conocido como Suero dextrosado al 5 % p/v. ¿Cuál es su osm? 0. 3 osm (procedimiento en # 26) ¿Cuál es su tonicidad? Isotónicas o isoosmolares ¿Qué efecto producirán en el eritrocito? ninguno 32

Ejercicios 1. ¿Cuál es la osmolaridad y tonicidad del Zn. Cl 2 0. 25 M ¿Que efecto causa en el eritrocito? 2. ¿Cuál es la osmolaridad de una solución de Ag. NO 3 al 1% p/v que se aplicará en los ojos de un recién nacido? ¿Cuál es su tonicidad? ¿Qué efecto causaría al eritrocito? 3. En cuantas partículas se disocia un soluto, si su M es 0. 12 y su osmolaridad es 0. 48? 4. ¿Cuál es la M de una solución de Zn. Cl 2 0. 95 osmolar? ¿Cuál es su tonicidad y efecto en el GR? 5. Calcule la concentración en % p/v y la tonicidad de una solución de Na. Cl 1. 5 osmolar: 33

Resolución: 1. Osm=0. 25 x 3=0. 75 osmolar (Zn. Cl 2=1 Zn+2 Cl= 3 partículas) Hipertónica, crenación. 2. PM Ag. NO 3= 169. 87 g Ag. NO 3=1 Ag+1(NO 3)=2 partic. Ag. NO 3 al 1% significa 1 g de soluto en 100 m. L (ó 0. 1 L) de solución. M=1/169. 87/0. 1=0. 059 molarx 2 partic=0. 118 osm Hipotónica, hemólisis. 3. Osm=Mx #partic. 0. 48=0. 12 x # #=0. 48/0. 12=4 partíc. 4. Osm=Mx# 0. 95=Mx 3 M=0. 95/3=0. 32 Molar La osmolaridad es 0. 95, hipertónica y producirá crenación. 5. 1. 5 osm=Mx 2 M=0. 75 molar (que son 0. 75 moles en 1 L o 1000 m. L) Para % necesitamos g en 100 m. L 0. 75 en 1000 0. 075 en 100 m. L. Entonces si 1 mol Na. Cl=58. 45 g 0. 075 mol Na. Cl=4. 38 g Na. Cl = 4. 38% Hipertónica, crenación. 34