La naturaleza de las sustancias es una de los temas más estudiados por la química, ya que de acuerdo a ésta, están determinados los tipos de reacciones que se presentan de acuerdo a los reactivos en un proceso.
Pendiente una definición de los tipos de reacciones
La titulación es un método para determinar la cantidad de una sustancia presente en solución. Una solución de concentración conocida, llamada solución valorada, se agrega con una bureta a la solución que se analiza. En el caso ideal, la adición se detiene cuando se ha agregado la cantidad de reactivo determinada por la ecuación de la reacción. A este punto se le llama punto de equivalencia (Umland, 2000, p.139).
Para determinar éste punto, podemos utilizar la curva de titulación potenciométrica de la reacción ácido-básica cuya gráfica resulta del pH del sistema contra volumen de ácido o de base agregados en la titulación (Umland, 2000, p.602).
Entonces podría entenderse como final de la titulación al momento en que el pH llegase a 7, sin embargo, esto está en función de la “fuerza” del ácido o la base que se están titulando.
Así cuando la neutralización se produce entre un ácido fuerte y una base fuerte. El pH en el punto de equivalencia es 7 ya que todos los iones han sido neutralizados.
Por otra parte, cuando la reacción ocurre entre una base fuerte y un ácido débil, el anión del ácido sufre una hidrólisis, por lo que el pH al que ocurre la neutralización es mayor que 7. Y en la situación contraria, entre ácido fuerte y una base débil, el catión de la base sufre una hidrólisis produciéndose iones hidrónio, por lo que el pH es menor que 7. Éste último caso es el estudiado experimentalmente con el HCl y Na2CO3[1], se presentará una curva de titulación con una gráfica como la siguiente:
Como se observa, la concentración de los iones hidrónio, antes de agregar el ácido y comenzar la titulación corresponde a la concentración de iones hidrónio de la solución de la base débil. A medida que se agrega el ácido, la base débil se transforma en su sal, la solución contiene la base débil y la sal del ácido fuerte, y por consiguiente está amortiguada.
Sin embargo, no existe ninguna vertical que establezca el punto de equivalencia, y de hecho, lo que se observa son dos puntos de equilibrio. (mediante la utilización de la primera derivada, pueden graficarse así).
El primer punto de equivalencia corresponde a un volumen agregado de ácido de 12.95, el cual ha neutralizado únicamente una carga del carbonato, y es hasta el segundo punto, determinado por 25.05mL de ácido donde el carbonato de sodio pierde sus propiedades. Está neutralizado. La valoración del carbonato sódico no puede realizarse con la exactitud que exige una normalización; por ello se valora siempre el segundo equivalente de hidrógeno (Ayres, 1970, p 334)
Para llevar a cabo ésta reacción, es indispensable comprender que las normalidades de los reactivos y el volumen de éstos son proporcionales entre un ácido y una base. Háblese así de la fórmula:
NA VA = NB VB
miércoles, 22 de julio de 2009
miércoles, 1 de julio de 2009
NUTRASWEET [ASPARTAMO]
El aspartamo está formado por la unión de dos aminoácidos (fenilalanina y ácido aspártico), con el grupo ácido de la fenilalanina modificado por la unión de una molécula de metanol formando un éster. Fenilalanina Acido aspártico Metanol El aspartamo es varios cientos de veces más dulce que el azucar. Por esta razón, aunque a igualdad de peso aporta las mismas calorías aproximadamente que el azúcar, en las concentraciones utilizadas habitualmente este aporte energético resulta despreciable. El aspartamo no tiene ningún regusto, al contrario que los otros edulcorantes, y es relativamente estable en medio ácido, pero resiste mal el calentamiento fuerte, por lo que presenta problemas para usarse en repostería. El aspartamo se transforma inmediatamente en el organismo en fenilalanina, ácido aspártico y metanol. Los dos primeros son constituyentes normales de las proteínas, componentes naturales de todos los organismos y dietas posibles. La fenilalanina es además un aminoácido esencial, es decir, que el hombre no puede sintetizarlo en su organismo y tiene que obtenerlo forzosamente de la dieta. Sin embargo, la presencia de concentraciones elevadas de fenilalanina en la sangre está asociada al retraso mental severo en una enfermedad congénita rara, conocida con el nombre de fenilcetonuria, producida por la carencia de un enzima esencial para degradar este aminoácido. La utilización de aspartamo a los niveles concebibles en la dieta produce una elevación de la concentración de fenilanalina en la sangre menor que la producida por una comida normal. Cantidades muy elevadas, solo ingeribles por accidente, producen elevaciones de la concentración de fenilalanina en la sangre inferiores a las consideradas nocivas, que además desaparecen rápidamente. Sin embargo, en el caso de las personas que padecen fenilcetonuria, el uso de este edulcorante les aportaría una cantidad suplementaria de fenilalanina, lo que no es aconsejable. Por otra parte, el metanol es un producto tóxico, pero la cantidad formada en el organismo por el uso de este edulcorante es muy inferior a la que podría representar riesgos para la salud, y, en su uso normal, inferior incluso a la presente en forma natural en muchos alimentos, como los zumos de frutas.
miércoles, 24 de junio de 2009
ASPIRIN OVERDOSE
Una sobredosis es la ingestion excesiva de cualquier sustancia fuera de la dosis predeterminada.
Como todos sabemos, la aspirina es un analgesico debil, aunque efectivo, pero se lo caracteriza de esta forma por su mecanismo de acción en comparasión con los mecanismos de acción de los analgesicos fuertes como la morfina.
Aunque sabemos que la aspirina es muy beneficiosa de algun modo, por ejemplo el efecto analgésico, anticoagulante y tambien bloquean los receptores que activan la inflamación luego de una lesión.
The Carbonic-Acid-Bicarbonate Buffer in the Blood
By far the most important buffer for maintaining acid-base balance in the blood is the carbonic-acid-bicarbonate buffer. The simultaneous equilibrium reactions of interest are
.
(1)
We are interested in the change in the pH of the blood; therefore, we want an expression for the concentration of H+ in terms of an equilibrium constant (see blue box, below) and the concentrations of the other species in the reaction (HCO3-, H2CO3, and CO2).
Review of acid-base concepts
To more clearly show the two equilibrium reactions in the carbonic-acid-bicarbonate buffer, Equation 1 is rewritten to show the direct involvement of water:
(10)
The equilibrium on the left is an acid-base reaction that is written in the reverse format from Equation 3. Carbonic acid (H2CO3) is the acid and water is the base. The conjugate base for H2CO3 is HCO3- (bicarbonate ion). (Note: To view the three-dimensional structure of HCO3-, consult the Table of Common Ions in the Periodic Properties tutorial from Chem 151.) Carbonic acid also dissociates rapidly to produce water and carbon dioxide, as shown in the equilibrium on the right of Equation 10. This second process is not an acid-base reaction, but it is important to the blood's buffering capacity, as we can see from Equation 11, below.
.
(11)
The derivation for this equation is shown in the yellow box, below. Notice that Equation 11 is in a similar form to the Henderson-Hasselbach equation presented in the introduction to the Experiment (Equation 16 in the lab manual). Equation 11 does not meet the strict definition of a Henderson-Hasselbach equation, because this equation takes into account a non-acid-base reaction (i.e., the dissociation of carbonic acid to carbon dioxide and water), and the ratio in parentheses is not the concentration ratio of the acid to the conjugate base. However, the relationship shown in Equation 11 is frequently referred to as the Henderson-Hasselbach equation for the buffer in physiological applications.
In Equation 11, pK is equal to the negative log of the equilibrium constant, K, for the buffer (Equation 12).
where K=Ka/K2 (from Equation 10).
(12)
This quantity provides an indication of the degree to which HCO3- reacts with H+ (or with H3O+ as written in Equation 10) to form H2CO3, and subsequently to form CO2 and H2O. In the case of the carbonic-acid-bicarbonate buffer, pK=6.1 at normal body temperature.
Derivation of the pH Equation for the Carbonic-Acid-Bicarbonate Buffer
We may begin by defining the equilibrium constant, K1, for the left-hand reaction in Equation 10, using the Law of Mass Action:
.
(13)
Ka (see Equation 9, above) is the equilibrium constant for the acid-base reaction that is the reverse of the left-hand reaction in Equation 10. It follows that the formula for Ka is
.
(14)
The equilibrium constant, K2, for the right-hand reaction in Equation 10 is also defined by the Law of Mass Action:
.
(15)
Because the two equilibrium reactions in Equation 10 occur simultaneously, Equations 14 and 15 can be treated as two simultaneous equations. Solving for the equilibrium concentration of carbonic acid gives
.
(16)
Rearranging Equation 16 allows us to solve for the equilibrium proton concentration in terms of the two equilibrium constants and the concentrations of the other species:
.
(17)
Because we are interested in the pH of the blood, we take the negative log of both sides of Equation 17:
,
(18)
Recalling the definitions of pH and pK (Equations 2 and 12, above), Equation 18 can be rewritten using more conventional notation, to give the relation shown in Equation 11, which is reproduced below:
As shown in Equation 11, the pH of the buffered solution (i.e., the blood) is dependent only on the ratio of the amount of CO2 present in the blood to the amount of HCO3-(bicarbonate ion) present in the blood (at a given temperature, so that pK remains constant). This ratio remains relatively constant, because the concentrations of both buffer components (HCO3- and CO2) are very large, compared to the amount of H+ added to the blood during normal activities and moderate exercise. When H+ is added to the blood as a result of metabolic processes, the amount of HCO3- (relative to the amount of CO2) decreases; however, the amount of the change is tiny compared to the amount of HCO3- present in the blood. This optimal buffering occurs when the pH is within approximately 1 pH unit from the pK value for the buffering system, i.e., when the pH is between 5.1 and 7.1.
However, the normal blood pH of 7.4 is outside the optimal buffering range; therefore, the addition of protons to the blood due to strenuous exercise may be too great for the buffer alone to effectively control the pH of the blood. When this happens, other organs must help control the amounts of CO2 and HCO3- in the blood. The lungs remove excess CO2 from the blood (helping to raise the pH via shifts in the equilibria in Equation 10), and the kidneys remove excess HCO3- from the body (helping to lower the pH). The lungs' removal of CO2 from the blood is somewhat impeded during exercise when the heart rate is very rapid; the blood is pumped through the capillaries very quickly, and so there is little time in the lungs for carbon dioxide to be exchanged for oxygen. The ways in which these three organs help to control the blood pH through the bicarbonate buffer system are highlighted in Figure 3, below.
Como todos sabemos, la aspirina es un analgesico debil, aunque efectivo, pero se lo caracteriza de esta forma por su mecanismo de acción en comparasión con los mecanismos de acción de los analgesicos fuertes como la morfina.
Aunque sabemos que la aspirina es muy beneficiosa de algun modo, por ejemplo el efecto analgésico, anticoagulante y tambien bloquean los receptores que activan la inflamación luego de una lesión.
The Carbonic-Acid-Bicarbonate Buffer in the Blood
By far the most important buffer for maintaining acid-base balance in the blood is the carbonic-acid-bicarbonate buffer. The simultaneous equilibrium reactions of interest are
.
(1)
We are interested in the change in the pH of the blood; therefore, we want an expression for the concentration of H+ in terms of an equilibrium constant (see blue box, below) and the concentrations of the other species in the reaction (HCO3-, H2CO3, and CO2).
Review of acid-base concepts
To more clearly show the two equilibrium reactions in the carbonic-acid-bicarbonate buffer, Equation 1 is rewritten to show the direct involvement of water:
(10)
The equilibrium on the left is an acid-base reaction that is written in the reverse format from Equation 3. Carbonic acid (H2CO3) is the acid and water is the base. The conjugate base for H2CO3 is HCO3- (bicarbonate ion). (Note: To view the three-dimensional structure of HCO3-, consult the Table of Common Ions in the Periodic Properties tutorial from Chem 151.) Carbonic acid also dissociates rapidly to produce water and carbon dioxide, as shown in the equilibrium on the right of Equation 10. This second process is not an acid-base reaction, but it is important to the blood's buffering capacity, as we can see from Equation 11, below.
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(11)
The derivation for this equation is shown in the yellow box, below. Notice that Equation 11 is in a similar form to the Henderson-Hasselbach equation presented in the introduction to the Experiment (Equation 16 in the lab manual). Equation 11 does not meet the strict definition of a Henderson-Hasselbach equation, because this equation takes into account a non-acid-base reaction (i.e., the dissociation of carbonic acid to carbon dioxide and water), and the ratio in parentheses is not the concentration ratio of the acid to the conjugate base. However, the relationship shown in Equation 11 is frequently referred to as the Henderson-Hasselbach equation for the buffer in physiological applications.
In Equation 11, pK is equal to the negative log of the equilibrium constant, K, for the buffer (Equation 12).
where K=Ka/K2 (from Equation 10).
(12)
This quantity provides an indication of the degree to which HCO3- reacts with H+ (or with H3O+ as written in Equation 10) to form H2CO3, and subsequently to form CO2 and H2O. In the case of the carbonic-acid-bicarbonate buffer, pK=6.1 at normal body temperature.
Derivation of the pH Equation for the Carbonic-Acid-Bicarbonate Buffer
We may begin by defining the equilibrium constant, K1, for the left-hand reaction in Equation 10, using the Law of Mass Action:
.
(13)
Ka (see Equation 9, above) is the equilibrium constant for the acid-base reaction that is the reverse of the left-hand reaction in Equation 10. It follows that the formula for Ka is
.
(14)
The equilibrium constant, K2, for the right-hand reaction in Equation 10 is also defined by the Law of Mass Action:
.
(15)
Because the two equilibrium reactions in Equation 10 occur simultaneously, Equations 14 and 15 can be treated as two simultaneous equations. Solving for the equilibrium concentration of carbonic acid gives
.
(16)
Rearranging Equation 16 allows us to solve for the equilibrium proton concentration in terms of the two equilibrium constants and the concentrations of the other species:
.
(17)
Because we are interested in the pH of the blood, we take the negative log of both sides of Equation 17:
,
(18)
Recalling the definitions of pH and pK (Equations 2 and 12, above), Equation 18 can be rewritten using more conventional notation, to give the relation shown in Equation 11, which is reproduced below:
As shown in Equation 11, the pH of the buffered solution (i.e., the blood) is dependent only on the ratio of the amount of CO2 present in the blood to the amount of HCO3-(bicarbonate ion) present in the blood (at a given temperature, so that pK remains constant). This ratio remains relatively constant, because the concentrations of both buffer components (HCO3- and CO2) are very large, compared to the amount of H+ added to the blood during normal activities and moderate exercise. When H+ is added to the blood as a result of metabolic processes, the amount of HCO3- (relative to the amount of CO2) decreases; however, the amount of the change is tiny compared to the amount of HCO3- present in the blood. This optimal buffering occurs when the pH is within approximately 1 pH unit from the pK value for the buffering system, i.e., when the pH is between 5.1 and 7.1.
However, the normal blood pH of 7.4 is outside the optimal buffering range; therefore, the addition of protons to the blood due to strenuous exercise may be too great for the buffer alone to effectively control the pH of the blood. When this happens, other organs must help control the amounts of CO2 and HCO3- in the blood. The lungs remove excess CO2 from the blood (helping to raise the pH via shifts in the equilibria in Equation 10), and the kidneys remove excess HCO3- from the body (helping to lower the pH). The lungs' removal of CO2 from the blood is somewhat impeded during exercise when the heart rate is very rapid; the blood is pumped through the capillaries very quickly, and so there is little time in the lungs for carbon dioxide to be exchanged for oxygen. The ways in which these three organs help to control the blood pH through the bicarbonate buffer system are highlighted in Figure 3, below.
miércoles, 10 de junio de 2009
CELDAS VOLTAICAS
Una celda voltaica aprovecha la electricidad de la reacción química espontánea para encender un foco, es decir, convierte energía potencial química en energía eléctrica. Las tiras de zinc y cobre, dentro de disoluciones de ácido sulfúrico diluido y sulfato de cobre respectivamente, actúan como electrodos (el derecho actúa como cátodo y el izquierdo como ánodo).
El puente salino (en este caso cloruro de potasio) permite a los electrones fluir entre las cubetas sin que se mezclen las disoluciones. Cuando el circuito entre los dos sistemas se completa la reacción genera una corriente eléctrica.
Si ambas soluciones se conectan mediante un voltímetro su lectura acusará 1,10 V, esto debido a que el potencial de oxidación del Zn++ es 0,763 V y el del Cu++ es de -0,337 V, por lo tanto el zinc (de mayor potencial) le cede electrones al cobre (de menor potencial).
Obsérvese que el metal de la tira de zinc se consume (oxidación) y la tira desaparece. La tira de cobre crece al reaccionar los electrones con la disolución de sulfato de cobre para producir metal adicional (reducción). Si se sustituye la lamparita por una batería la reacción de una se invertirá, creando una celda electrolítica,convirtiendo energía eléctrica en energía potencial química.
Una celda voltaica es un dispositivo para producir energía eléctrica a partir de una reacción redox. La principal característica de la celda voltaica es la pared porosa que separa las dos soluciones evitando que se mezclen. La pared es porosa para que los iones la atraviesen. La hemicelda del ánodo adquiere un exceso de iones de Zn positivos (para mantener la neutralidad eléctrica necesita iones negativos), al mismo tiempo, la hemicelda del cátodo consume iones de Cu (para mantener la neutralidad,éste debe eliminar iones negativos).Los iones SO4 atraviesan la pared porosa para satisfacer la neutralidad eléctrica de ambas hemiceldas. Los tipos de celdas más comunes son: las pilas y el acumulador de plomo.
SUBLIMACIÓN
La sublimación es un proceso por el cual el estado sólido pasa a estar en estado gaseoso sin pasar por el estado líquido.
El el laboratorio previamente realizado, fue de la sublimación del alcanfor.
Para la satisfactoria observación de la sublimación del alcanfor, se debe tener los siguientes materiales y realizar el procedimiento de forma adecuada.
Materiales:
El el laboratorio previamente realizado, fue de la sublimación del alcanfor.
Para la satisfactoria observación de la sublimación del alcanfor, se debe tener los siguientes materiales y realizar el procedimiento de forma adecuada.
Materiales:
- Vaso de precipitación
- Cápsula
- Espátula
- Vidrio reloj
- Hornilla o placa calefactora
- Alcanfor
- Cloruro de sodio
Procedimiento:
- Coloque en el vaso una muestra de la mezcla de alcanfor y sal común facilitada.
- La masa de la muestra debe ser aproximadamente 1 g, pero ha de ser pesada con exactitud. (Anote el valor de esta pesada).
- Pese también el vidrio de reloj.
- Ponga el vaso con la muestra sobre la placa calefactora.
- Enfríe una cápsula colocando en ella trozos de hielo machacado y sitúela sobre la boca del vaso.
- Gradúe la calefacción de la placa de manera que el vaso se caliente suavemente. Observe si existe alcanfor sólido de la base de la cápsula.
- Cuando ya no se aprecie que aumenta la cantidad de alcanfor sublimado, corte la calefacción y deje enfriar.
- Quite con cuidado el agua y el hielo de la cápsula y séquela con papel absorbente.
- Ponga sobre la mesa una hoja de papel y sobre ella el vidrio de reloj que ha pesado.
- Retire la cápsula del vaso y, con ayuda de una espátula, raspe el fondo de la cápsula para separar el alcanfor, dejándolo caer sobre el vidrio de reloj.
- Pese el vidrio con el alcanfor recuperado.
- Calcule el porcentaje de alcanfor en la mezcla inicial.
- Entregue el alcanfor obtenido.
Al hacer estos procesos correctamente, observaremos que al calentar el alcanfor junto con la sal, se evapora, pero cuando se topa con la superficie fría, se vuelve a solidificar.
miércoles, 20 de mayo de 2009
Benzopirenos y el Cáncer
· ¿Qué son los benzopirenos?
Los benzopirenos son hidrocarburos policíclicos aromáticos potencialmente cancerígenos. Se pueden originar en la naturaleza, pero también se producen en los procesos de elaboración de carnes asadas, frituras, alimentos ahumados y otros en que la temperatura empleada sea superior a los 300ºC.
Los benzopirenos son hidrocarburos policíclicos aromáticos potencialmente cancerígenos. Se pueden originar en la naturaleza, pero también se producen en los procesos de elaboración de carnes asadas, frituras, alimentos ahumados y otros en que la temperatura empleada sea superior a los 300ºC.
ALIMENTO
Mínimo µg/kg Máximo µg/kg
Café 4,8 401,00
Carnes a la plancha
4,4 59,00
Frutos secos
<2,4 37,00
Chorizo
1,8 20,00
Aceites de semillas
0,2 17,00
Salchichas
0 15,00
Panes y pizzas
<1 15,00
Jamones
<0,1 9,40
Pescados ahumados
<1,3 4,30
Especias
<3,0 4,15
El alto contenido de benzopireno en algunos alimentos (frutos secos, salchichas, chorizo y las especias) se debe al proceso de secado para retirar el exceso de agua realizado a altas temperaturas. El proceso de elaboración de diversos alimentos incrementan el contenido de benzopirenos debido a que se trata de procesos de combustión incompletos. La elaboración de carnes a la parrilla y en general cualquier tipo de proceso de elaboración basado el el uso de hornos (pizzas, pan de horno de leña, tostado de café).
El factor de riesgo en el consumo de benzopirenos se puede paliar al tratar los alimentos y el organismo humano tiene hasta tres barreras de defensa frente a estas sustancias potencialmente carcinógenas.
La primera es el metabolismo destoxificador, mediante las reacciones hepáticas de oxidación y conjugación; la segunda, la epóxido hidrolasa, la superóxido dismutasa catalasa y la vitamina E. Y en tercer lugar, si esta barrera tampoco funciona, el organismo se defiende con una reparación del enlace. Dicho de un modo sencillo, se corta un trozo de ADN y se sintetiza de nuevo.
Benzopirenos (HAPc) en productos asados.
El benzopireno es un hidrocarburo aromático policíclico, producto derivado de la combustión incompleta a altas temperaturas de productos orgánicos.
Se encuentra ampliamente distribuido en la naturaleza, es un producto muy estable por lo que su vida media es muy elevada, desde el punto de vista de salud pública genera procesos cancerosos y tiene efectos inmunotóxicos.
Los alimentos los pueden contener por :
-A.- Contaminación a través del medio : La OMS alertó de la presencia de HAPc en cultivos vegetales próximos a industrias y autovías.
En 1998 se detectó la presencia de HAPc en cereales, aceites y grasas animales.
En España se detectó un problema en la elaboración de orujo de aceite que acabó contamado por HAPc.
-B.- Gerenado como consecuencia del procesado, se comporta como contaminante químico del procesado en producto asados,a la barbacoa, a la parrilla o a la brasa y en las frituras.
También se ha detectado en productos que sufren procesos como torrefacción o atomización.
Control de la presencia de benzopirenos.
Las medidas que se deben tomar pueden ser:
-A.- Evitar el contacto de los alimentos o materias primas con los gases de combustión.
-B.- Regular la temperatura del secado de los productos (orujo de aceite).
-C.- Aplicación de filtros de carbón activo durante el refinado del aceite.
La normativa española permite un máximo de 4 ppb para el orujo.
Benzopireno
Nombre químico Benzo[a]piureno
Fórmula química C20H12
Masa molecular 252,31 g/mol
Número CAS CAS=50-32-8
Densidad 1,24 g/cm3
Punto de fusión 179 °C
Punto de ebullición 495 °C
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