miércoles, 23 de marzo de 2011
lunes, 21 de marzo de 2011
Potenciador del sabor-LMG
Potenciador del sabor
Los Potenciadores del sabor son compuestos químicos (aditivos alimentarios) que hacen que los alimentos tengan más sabor. Se emplean en muchos alimentos procesados para que sean más atractivos al consumidor. Los potenciadores del sabor más usados son: Ácido glutámico, Glutamato monosódico, Glutamato monopotásico, Diglutamato de calcio, Glutamato de amonio, Diglutamato de magnesio, Ácido guanílico, Guanilato disódico, Guanilato dipotásico, Guanilato de calcio, Ácido inosínico, Inosinato disódico, Inosinato dipotásico, Inosinato de calcio, 5'-Ribonucleótidos de calcio, 5'-Ribonucleótidos de sodio, Maltol, Etilmaltol, Glicina y su sal sódica, L-Leucina Y Dimetilpolisiloxano.
-Guanilato disódico
Es un potenciador del sabor bastante caro, es por esta razón por la que aparece en combinación con otros potenciadores. Aparece en trazas mínimas, y de forma natural, en algunas preparaciones de la cocina japonesa y de esta forma hay trazas en el kombu, en el katsuobushi (bonito seco), setas secas (por regla general shiitake). Las sopas instantáneas europeas poseen de la misma forma catidades de GMP añadidas de forma artifical. Se incluye en numerosos alimentos en forma de aperitivo salados en forma de snacks como pueden ser las patatas chips de algunas marcas comerciales.
-Guanilato dipotásico
Se emplea en derivados cárnicos, fiambres, patés, productos de repostería, galletas y sopas, así como en caldos deshidratados
-maltol
El maltol se forma por la escisión de los azúcares, especialmente de la fructosa durante su calentamiento. Aparece espontáneamente en el procesado de algunos alimentos como puede ser el tostado de la malta, el cacao, galletas, etc. Por regla general durante la elaboración de productos de repostería. Su uso como potenciador de los sabores dulces permite que se añada menos azúcar a los alimentos permitiendo que tengan menos calorías. La dosis diaria recomendada de maltol es de 1 mg/Kg de peso del doble para el etil maltol. Ambas substancias se absorben en el intestino y se eliminan fácilmente en la orina. Se emplea en los lácteos para potenciar sabores dulces.
Se ha reportado en algunos estudios que el maltol posee una capacidad de aumentar la biodisponibilidad de aluminio en el cuerpo humano e incrementar la biodisponibbilidad de galio y hierro.
-Glutamato monosódico
Los alimentos fermentados o curados son ricos en GMS, como los tomates maduros (250 mg/100g) y los quesos Parmesano y el Roquefort (1600 mg/100g). Su fórmula es C5H8NO4Na. En su forma pura, aparece como una sal cristalina de color blanquecino parecida a la sal o el azúcar; cuando se disuelve en agua los iones de sodio enseguida se disocian de los del glutamato. La fórmula química del glutamato natural es exactamente igual a la del glutamato refinado. El glutamato es uno de los aminoácidos más abundantes en la naturaleza. Una dieta normal ofrece alrededor de 10 g de glutamato al día (100-150 mg/kg asumiendo un peso de 70 kg) a través de las proteínas, de los que 0,4 a 3 g del glutamato se consume en forma de GMS (6 a 43 mg/kg/día).-Guanilato disódico
Es un potenciador del sabor bastante caro, es por esta razón por la que aparece en combinación con otros potenciadores. Aparece en trazas mínimas, y de forma natural, en algunas preparaciones de la cocina japonesa y de esta forma hay trazas en el kombu, en el katsuobushi (bonito seco), setas secas (por regla general shiitake). Las sopas instantáneas europeas poseen de la misma forma catidades de GMP añadidas de forma artifical. Se incluye en numerosos alimentos en forma de aperitivo salados en forma de snacks como pueden ser las patatas chips de algunas marcas comerciales.
-Guanilato dipotásico
Se emplea en derivados cárnicos, fiambres, patés, productos de repostería, galletas y sopas, así como en caldos deshidratados
-maltol
El maltol se forma por la escisión de los azúcares, especialmente de la fructosa durante su calentamiento. Aparece espontáneamente en el procesado de algunos alimentos como puede ser el tostado de la malta, el cacao, galletas, etc. Por regla general durante la elaboración de productos de repostería. Su uso como potenciador de los sabores dulces permite que se añada menos azúcar a los alimentos permitiendo que tengan menos calorías. La dosis diaria recomendada de maltol es de 1 mg/Kg de peso del doble para el etil maltol. Ambas substancias se absorben en el intestino y se eliminan fácilmente en la orina. Se emplea en los lácteos para potenciar sabores dulces.
Se ha reportado en algunos estudios que el maltol posee una capacidad de aumentar la biodisponibilidad de aluminio en el cuerpo humano e incrementar la biodisponibbilidad de galio y hierro.
APLICACIONES DEL FENOLDEL ALCOHOL DEL ÉTER DE LA AMIDA Y DE LAS AMIDAS-LMG
APLICACIONES DE:
FENOL
Las aplicaciones del Fenol se centran fundamentalmente en la fabricación de resinas fenólicas, entre las que destacan los siguientes tipos: resinas de fundición, resinas de moldeo, adhesivos, laminados decorativos, fibras de vidrio y laminados industriales. Otros usos son la obtención de caprolactama (nylon), bisfenol A (base a su vez de las resinas epoxi y de los policarbonatos) así como la producción de colorantes, productos farmacéuticos, herbicidas, funguicidas, bactericidas, detergentes, antioxidantes, aditivos para aceites lubricantes y térmicos tensoactivos.
ALCOHOLES
Los alcoholes tienen una gran gama de usos en la industria y en la ciencia como solventes y combustibles. El etanol y el metanol pueden hacerse combustionar de una manera más limpia que la gasolina o el gasoil. Por su baja toxicidad y disponibilidad para disolver sustancias no polares, el etanol es utilizado frecuentemente como solvente en fármacos, perfumes y en esencias vitales como la vainilla. Los alcoholes sirven frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis orgánica.
ÉTERES
Es un producto líquido a temperatura ambiente, muy volátil y extremadamente inflamable. Es incoloro de olor purgente dulce. Se usa como medio de reacción, disolvente, agente extractivo y anestésico general.
AMINAS
Podemos decir que las aminas, en general, se emplean en las Industrias química, farmacéutica, de caucho, plásticos, colorantes, tejidos, cosméticos y metales. Se utilizan como productos químicos intermedios, disolventes, aceleradores del caucho, catalizadores, emulsionantes, lubricantes sintéticos para cuchillas, inhibidores de la corrosión, agentes de flotación y en la fabricación de herbicidas, pesticidas y colorantes.
Concretamente:
- La metilamina se emplea en la fabricación de productos agroquímicos, curtidos (como agente reblandecedor de pieles y cuero), colorantes, fotografía (como acelerador para reveladores), farmacia y refuerzo de explosivos especiales.
- La dimetilamina se usa en el proceso de vulcanización de caucho (como acelerador de la vulcanización), en la fabricación de curtidos, funguicidas, herbicidas, fibras artificiales, farmacia, disolventes y antioxidantes.
Por otra parte, podemos decir que las amidas sustituidas, en general, tienen propiedades disolventes muy importantes.
- La dimetilformamida, se emplea como disolvente de resinas en la fabricación de cuero sintético, poliuretano y fibras acrílicas, como medio de reacción y disolvente en la extracción de productos farmacéuticos, en disolución de resinas, pigmentos y colorantes. Constituye un medio selectivo para la extracción de compuestos aromáticos a partir del petróleo crudo.
- La dimetilacetamida se utiliza como disolvente de fibras acrílicas y en síntesis específicas de química fina y farmacia.
Tanto la dimetilformamida como la dimetilacetamida son componentes de disolventes de pinturas.
FENOL
Las aplicaciones del Fenol se centran fundamentalmente en la fabricación de resinas fenólicas, entre las que destacan los siguientes tipos: resinas de fundición, resinas de moldeo, adhesivos, laminados decorativos, fibras de vidrio y laminados industriales. Otros usos son la obtención de caprolactama (nylon), bisfenol A (base a su vez de las resinas epoxi y de los policarbonatos) así como la producción de colorantes, productos farmacéuticos, herbicidas, funguicidas, bactericidas, detergentes, antioxidantes, aditivos para aceites lubricantes y térmicos tensoactivos.
ALCOHOLES
Los alcoholes tienen una gran gama de usos en la industria y en la ciencia como solventes y combustibles. El etanol y el metanol pueden hacerse combustionar de una manera más limpia que la gasolina o el gasoil. Por su baja toxicidad y disponibilidad para disolver sustancias no polares, el etanol es utilizado frecuentemente como solvente en fármacos, perfumes y en esencias vitales como la vainilla. Los alcoholes sirven frecuentemente como versátiles intermediarios en la síntesis orgánica.
ÉTERES
Es un producto líquido a temperatura ambiente, muy volátil y extremadamente inflamable. Es incoloro de olor purgente dulce. Se usa como medio de reacción, disolvente, agente extractivo y anestésico general.
AMINAS
Podemos decir que las aminas, en general, se emplean en las Industrias química, farmacéutica, de caucho, plásticos, colorantes, tejidos, cosméticos y metales. Se utilizan como productos químicos intermedios, disolventes, aceleradores del caucho, catalizadores, emulsionantes, lubricantes sintéticos para cuchillas, inhibidores de la corrosión, agentes de flotación y en la fabricación de herbicidas, pesticidas y colorantes.
Concretamente:
- La metilamina se emplea en la fabricación de productos agroquímicos, curtidos (como agente reblandecedor de pieles y cuero), colorantes, fotografía (como acelerador para reveladores), farmacia y refuerzo de explosivos especiales.
- La dimetilamina se usa en el proceso de vulcanización de caucho (como acelerador de la vulcanización), en la fabricación de curtidos, funguicidas, herbicidas, fibras artificiales, farmacia, disolventes y antioxidantes.
- La trimetilamina se utiliza en la fabricación de bactericidas, cloruro de colina (asimilador de grasas para animales) y se emplea también en la industria farmacéutica, en síntesis orgánica y como detector de fugas de gases.
AMIDAS
Por otra parte, podemos decir que las amidas sustituidas, en general, tienen propiedades disolventes muy importantes.
- La dimetilformamida, se emplea como disolvente de resinas en la fabricación de cuero sintético, poliuretano y fibras acrílicas, como medio de reacción y disolvente en la extracción de productos farmacéuticos, en disolución de resinas, pigmentos y colorantes. Constituye un medio selectivo para la extracción de compuestos aromáticos a partir del petróleo crudo.
- La dimetilacetamida se utiliza como disolvente de fibras acrílicas y en síntesis específicas de química fina y farmacia.
Tanto la dimetilformamida como la dimetilacetamida son componentes de disolventes de pinturas.
Neutralización ácido - base-LMG
REACCIÓN DE NEUTRALIZACIÓN
Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la neutralización es la combinación de cationes hidrógeno y de iones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.
Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor.
Generalmente la siguiente reacción ocurre:
Una reacción de neutralización es una reacción entre un ácido y una base. Cuando en la reacción participan un ácido fuerte y una base fuerte se obtiene una sal y agua. Mientras que si una de las especies es de naturaleza débil se obtiene su respectiva especie conjugada y agua. Así pues, se puede decir que la neutralización es la combinación de cationes hidrógeno y de iones hidróxido para formar moléculas de agua. Durante este proceso se forma una sal.
Las reacciones de neutralización son generalmente exotérmicas, lo que significa que desprenden energía en forma de calor.
Generalmente la siguiente reacción ocurre:
- ácido + base → sal haloidea + agua
Factores que influyen en la velocidad de reacción -LMG
Factores que influyen en la velocidad de reacción
Hay varias formas de aumentar la velocidad de una reacción que son las que voy a describir a continuación...
- Aumentando la temperatura. Según la teoría cinética molecular a mayor temperatura las partículas se desplazan más rápido propiciando los choques entre ellas
- Aumentando la concentración. Cuanto mayor sea la concentración de los reactivos mas rápida sera la reacción pues habrá más posibilidades de que las partículas se encuentren y choquen.
- Aumentando el grado de división. Si en la reacción interviene un solido, si lo pulverizamos o troceamos un metal, la reacción sera mas rápida, ¿por qué ocurre esto?. Muy fácil, al aumentar su grado de división mas superficie entra en contacto con la otra sustancia para reaccionar.
- El uso de catalizadores. Los catalizadores son sustancias que alteran la velocidad de reacción (aumentando-si se trata de un catalizador positivo o disminuyendo-si se trata de un catalizador negativo) pero si formar parte de la reacción. Estos son muy útiles en las producciones de fármacos en las que hay que reaccionar muchas sustancias en poco tiempo.A continuación podemos observar como sería una reacción catalizada y una reacción no catalizada:
Aplicaciones de la quimica en la medicina
Aplicaciones de los isótopos radiactivos |
Arsénico-74 | Cobre-64 | Radio-226 |
Astato-211 | Estroncio-90 | Radón-222 |
Bismuto-206 | Europio-152 | Sodio-24 |
Boro-10 | Arsénico-35 | Tantalio-182 |
Boro-11 | Fierro-55 | Tecnecio-99 |
Bromo-82 | Fierro-59 | Tulio-170 |
Carbono-14 | Fósforo-32 | Xenón-133 |
Cerio-144 | Itrio-90 | Yodo-131 |
Cesio-137 | Litio-6 | Yodo-132 |
Cromo-51 | Litio-7 | Oro-198 |
Cobalto-60 | Nitrógeno-15 | |
PbCl2(S) ----> Pb2+(ac) + 2 Cl1-(ac)
Se usa el isótopo radiactivo de plomo-212 para comprobar que los procesos de disolución y de precipitación se producen a la misma velocidad. Se agrega a una solución saturada de cloruro de plomo II una pequeña cantidad de nitrato de plomo II que contenga el isótopo plomo-212. Un tiempo después se precipita plomo, lo que indica que se está produciendo un intercambio entre el cloruro de plomo sólido y el ión plomo +2 de la solución.
Datación
Las mediciones de la radiactividad se usan para determinar la edad de los minerales y de restos fósiles (datación). Por ejemplo, la existencia de núclidos radiactivos naturales sobre la superficie de la Tierra sugiere que sus vidas medias son comparables con las edades de los minerales en los cuales se encuentran, y estos proporcionan una estimación de la edad de la Tierra.
La reacción de desintegración es de primer orden, por lo que, la ecuación que relaciona la concentración y el tiempo de reacción es: ln Ci/Cf = kt o log Ci/Cf = kt/2.3; donde Ci es la concentración inicial de reactivo, Cf es la concentración final de reactivo, t es el tiempo que tarda en descender la concentración del reactivo inicial y k es la relación de la velocidad de reacción entre la concentración inicial del reactivo y se conoce como la constante de velocidad. La edad de las rocas determinada por este método varía entre 3x109 años y 4x109 años. El valor más alto se toma como la edad aproximada de la Tierra (cuatro mil quinientos millones de años).
Fº Javier Ramos Fuentes
APLICACIONES DE LA QUIMICA
Aplicaciones de la química
Todos los materiales que nos rodean, incluidos nosotros mismos, están formados por sustancias químicas, lo que nos lleva a practicar química constantemente, y aplicarla en muchísimos ámbitos de nuestras vidas.
Hasta hace poco tiempo, al manipular materiales, y practicar la química, se veían involucradas modificaciones pequeñas, como la extracción de metales desde un mineral. A través del conocimiento químico moderno, actualmente podemos descomponer la materia que se produce naturalmente en sus componentes (átomos), y recomponer dichos componentes para formar nuevos materiales que no existen en la naturaleza.
De este modo por ejemplo, podemos producir distintos carburantes a partir del petróleo, así como plásticos, pesticidas, productos farmacéuticos, etc.
El conocimiento de la química actual, del conocimiento moderno, nos permite entender y controlar los procesos que afectan al ambiente, como la producción de smog, o la destrucción del ozono estratosférico.
Los primeros químicos aprendieron poco a poco, probando y equivocándose, experimentando y hallando errores, para poder así producir nuevos materiales. Actualmente se responde al “por qué” y al “cómo” de los distintos cambios químicos basándose en teorías, principios, y por supuesto, aplicaciones.
La química se estudia haciendo énfasis en las formas en las que ésta cambia o se transforma, ocupándose de las propiedades que hacen una materia distinta de otra, y del cómo éstas pueden ser transformadas en otras por medios fisicoquímicos. Los compuestos se pueden romper en los elementos que los constituyen solamente a través de cambios químicos, en cambio las mezclas se pueden separar en sus distintos componentes a través de cambios físicos, pudiéndose hacer la clasificación entre los distintos estados de la materia: sólidos, líquidos, y gases.
La química, al igual que el resto de las ramas de la ciencia, utiliza el método científico, que se trata de una serie de teorías con el fin de explicar y predecir los fenómenos naturales.
Hoy en día la química, es uno de los procesos más utilizados en diferentes industrias como por ejemplo, en la industria de los alimentos. A partir de la química los alimentos sufren diversos cambios o modificaciones, para poder conservarlos, o mejorar sus propiedades.
Actualmente consumimos muchas sustancias químicas que contienen los alimentos que ingerimos a diario, ya que la gran mayoría de los alimentos están hechos a base de química, conteniendo un alto porcentaje de aditivos, colorantes, aromatizantes, espesantes, etc. Estas aplicaciones industriales en los alimentos que consumimos son las causantes de muchas enfermedades modernas, que sólo se dan en la sociedad de consumo, como alergias, trastornos estomacales, ulceras, etc.
También algunas industrias alimentarias han fabricado nuevos productos y suplementos alimentarios. Los aditivos, utilizados en un sin fin de alimentos, como harinas, enlatados, precocinados, golosinas, etc. , tienen mucha importancia en los alimentos procesados, donde se utilizan más de dos mil aditivos diferentes, colorantes artificiales, edulcorantes, antibacterianos, etc.
Los procesos en la búsqueda de soluciones para preservar por largos períodos los alimentos, sin que éstos pierdan las características y propiedades, es una de las aplicaciones más importantes de la química en ésta industria.
En la industria, los procesos químicos son de gran importancia, ya que se aplican en la fabricación de combustibles y carburantes, tan imprescindibles en nuestra sociedad.
En las industrias orgánicas, la química se usa en el tratamiento o formación de grasas, como la manteca de cacao, o el sebo de borneo, como el aceite de palma o grasas líquidas , como el aceite de oliva, de ricino, también las mantecas, de vaca, cerdo, etc.
Gracias a la química, se pueden extraer las grasas de los tejidos, ya sean vegetales o animales, para utilizarlas posteriormente en la fabricación de jabones, en la industria alimentaria, fabricación de velas, etc.
La química se aplica también en muchas y diferentes industrias, a parte de las ya mencionadas, como por ejemplo en la industria de la celulosa, para la fabricación del papel, en la fabricación de los barnices y pinturas, explosivos, alcoholes, fibras artificiales, y un gran etc.
Fº Javier Ramos Fuentes
Hasta hace poco tiempo, al manipular materiales, y practicar la química, se veían involucradas modificaciones pequeñas, como la extracción de metales desde un mineral. A través del conocimiento químico moderno, actualmente podemos descomponer la materia que se produce naturalmente en sus componentes (átomos), y recomponer dichos componentes para formar nuevos materiales que no existen en la naturaleza.
De este modo por ejemplo, podemos producir distintos carburantes a partir del petróleo, así como plásticos, pesticidas, productos farmacéuticos, etc.
El conocimiento de la química actual, del conocimiento moderno, nos permite entender y controlar los procesos que afectan al ambiente, como la producción de smog, o la destrucción del ozono estratosférico.
Los primeros químicos aprendieron poco a poco, probando y equivocándose, experimentando y hallando errores, para poder así producir nuevos materiales. Actualmente se responde al “por qué” y al “cómo” de los distintos cambios químicos basándose en teorías, principios, y por supuesto, aplicaciones.
La química se estudia haciendo énfasis en las formas en las que ésta cambia o se transforma, ocupándose de las propiedades que hacen una materia distinta de otra, y del cómo éstas pueden ser transformadas en otras por medios fisicoquímicos. Los compuestos se pueden romper en los elementos que los constituyen solamente a través de cambios químicos, en cambio las mezclas se pueden separar en sus distintos componentes a través de cambios físicos, pudiéndose hacer la clasificación entre los distintos estados de la materia: sólidos, líquidos, y gases.
La química, al igual que el resto de las ramas de la ciencia, utiliza el método científico, que se trata de una serie de teorías con el fin de explicar y predecir los fenómenos naturales.
Hoy en día la química, es uno de los procesos más utilizados en diferentes industrias como por ejemplo, en la industria de los alimentos. A partir de la química los alimentos sufren diversos cambios o modificaciones, para poder conservarlos, o mejorar sus propiedades.
Actualmente consumimos muchas sustancias químicas que contienen los alimentos que ingerimos a diario, ya que la gran mayoría de los alimentos están hechos a base de química, conteniendo un alto porcentaje de aditivos, colorantes, aromatizantes, espesantes, etc. Estas aplicaciones industriales en los alimentos que consumimos son las causantes de muchas enfermedades modernas, que sólo se dan en la sociedad de consumo, como alergias, trastornos estomacales, ulceras, etc.
También algunas industrias alimentarias han fabricado nuevos productos y suplementos alimentarios. Los aditivos, utilizados en un sin fin de alimentos, como harinas, enlatados, precocinados, golosinas, etc. , tienen mucha importancia en los alimentos procesados, donde se utilizan más de dos mil aditivos diferentes, colorantes artificiales, edulcorantes, antibacterianos, etc.
Los procesos en la búsqueda de soluciones para preservar por largos períodos los alimentos, sin que éstos pierdan las características y propiedades, es una de las aplicaciones más importantes de la química en ésta industria.
En la industria, los procesos químicos son de gran importancia, ya que se aplican en la fabricación de combustibles y carburantes, tan imprescindibles en nuestra sociedad.
En las industrias orgánicas, la química se usa en el tratamiento o formación de grasas, como la manteca de cacao, o el sebo de borneo, como el aceite de palma o grasas líquidas , como el aceite de oliva, de ricino, también las mantecas, de vaca, cerdo, etc.
Gracias a la química, se pueden extraer las grasas de los tejidos, ya sean vegetales o animales, para utilizarlas posteriormente en la fabricación de jabones, en la industria alimentaria, fabricación de velas, etc.
La química se aplica también en muchas y diferentes industrias, a parte de las ya mencionadas, como por ejemplo en la industria de la celulosa, para la fabricación del papel, en la fabricación de los barnices y pinturas, explosivos, alcoholes, fibras artificiales, y un gran etc.
Fº Javier Ramos Fuentes
EQUILIBRIO QUIMICO------CRISTINA
EQUILIBRIO QUIMICO
Estudiemos una reacción genérica como la siguiente:A + B ® C + D (9)
A medida que la reacción progresa, disminuye el número de moléculas A y B, y aumenta en número de moléculas C y D. Como las sustancias C y D, no reaccionan entre sí, la reacción continua hasta que las moléculas A y B se consumen. Este tipo de reacción se denomina irreversible . Graficando este caso tenemos:Los procesos irreversibles son procesos que avanzan en una sola dirección.
Por ejemplo, la acción del ácido clorhídrico sobre el cinc:2.HCl + Zn ® ZnCl2 + H2 (g)
Si en cambio la moléculas C y D pueden reaccionar entre sí, la reacción avanzará hacia la derecha mientras la concentración de las moléculas A y B sea importante, a medida que comiencen a formarse moléculas C y D, la velocidad de reacción disminuirá hasta que la concentración de las moléculas C y D sea tal que la reacción comenzará a desplazarse hacia la izquierda, hasta que se establezca un punto de equilibrio, donde ambas velocidades se equilibran, y en el cual coexistirán moléculas A, B, C y D. Este tipo de reacciones se denominan reversibles, y se representan con flecha de ida y vuelta:A + B « C + D (10)
El siguiente gráfico representa una reacción reversible:Un ejemplo de este caso es el siguiente:
CH3-COOH + CH3OH « CH3-CO-O-CH3 + H2O
ácido etanoico + metanol « etanoato de metilo + agua
Cabe aclarar que el concepto de reacción reversible o irreversible no es absoluto.Hay reacciones reversibles que, según como se realicen, pueden convertirse en irreversibles, por ejemplo, si calentamos carbonato de calcio (CaCO3) en un recipiente cerrado, en un principio, la reacción se desplazará hacia la derecha, produciendo dióxido de carbono y cal (CaO), pero cuando la presión aumente por formación de CO2, la velocidad de reacción hacia la derecha,comenzará a disminuir e irá aumentando la velocidad hacia la izquierda, hasta que quede en equilibrio (reversible).
CaCO3 « CO2 + CaO
En cambio, si se procede en un recipiente abierto, el dióxido de carbono producido, se escapará a la atmósfera, sin dar lugar a la reacción inversa, y continuará hasta la total descomposición del carbonato de calcio (irreversible).CaCO3 ® CO2 (g) + CaO
Este es un ejemplo de una reacción reversible o incompleta que, por eliminación de uno de los productos de la reacción, se transforma en irreversible o completa.La ley de acción de las masas, también se aplica a los sistemas reversibles o en equilibrio. Aplicando la ley a la reacción (10), primero a la que se desplaza a la derecha, tenemos:
v = [A].[B] (11)
Y reemplazando v por kd,que es la constante de la velocidad hacia la derecha:kd = [A].[B] (12)
Luego, para la reacción hacia la izquierda:v = [C].[D]
ki = [C].[D] (13)
Dividiendo (13) por (12):k = | ki | = | [C].[D] | (14) |
kd | [A].[B] |
Donde k es la constante de equilibrio.
Principio de Le Châtelier
Si sobre un sistema en equilibrio, una acción exterior produce una modificación, el sistema reacciona en forma tal de contrarrestar u oponerse a esa modificación.
Analicemos este principio con la reacción (10):A + B « C + D (10)
1. Los efectos de la concentración: el aumento de las concentraciones de A y B,produce más C y D para contrarrestar el aumento de A y B. Ocurre lo mismo en el caso inverso.2. Los efectos de la presión: en el caso de que A o B sean gases, el aumento de presión,el sistema reaccionará disminuyendo su volumen para contrarrestar el aumento de presión, con lo cual la reacción se desplazará hacia la derecha.
3. Los efectos de la temperatura: si la reacción entre A y B libera calor (exotérmica),y retiramos las calorías producidas, el sistema reaccionará produciendo más calor para contrarrestar la pérdida, con lo cual la reacción se desplazará hacia la derecha. Si por el contrario, le entregamos calorías, el sistema contrarrestará la modificación desplazándose hacia la izquierda.
El aumento de temperatura retarda los procesos exotérmicos y acelera los endotérmicos.
Ante una reacción reversible (reacción 10), para lograr el máximo rendimiento, es decir que la reacción se desplace lo todo posible hacia la derecha, tenemos las siguientes opciones:
1. Aumentar la concentración de uno de los reactivos, por ejemplo, duplicando A, para contrarrestar este exceso, aumentaran las concentraciones de C y D, desplazando la reacción hacia la derecha.
2.A + B ® C + D
2. Disminuir la concentración de uno de los productos de reacción,por ejemplo, retirando la mitad de C, para contrarrestar este exceso, disminuirán las concentraciones de A y B,desplazando la reacción hacia la derecha, esto se logra retirando C a medida se produce.A + B ® C + 0,5.D
3. Si A y/o B son gases, aumentando la presión (en un recipiente cerrado), logramos desplazar la reacción hacia la derecha.A(g) + B(g) ® C + D
4. Si C y/o D son gases, disminuyendo la presión (en un recipiente cerrado), logramos desplazar la reacción hacia la derecha.A + B ® C(g) + D(g)
5. Si la reacción entre A y B es exotérmica, una vez alcanzada la energía de activación, conviene refrigerar el sistema para favorecer la producción de C y D.A + B ® C + D + cal
6. Si la reacción entre A y B es endotérmica, se deberá entregar calor para alcanzar la energía de activación, y continuar calentando para favorecer la producción de C y D.A + B ® C + D - cal
Ejemplo: para la reacción reversible (10), en un recipiente cerrado de 10 litros de capacidad, la constante de equilibrio es k = 0,4; una vez alcanzado el punto de equilibrio, se detectaron las siguientes cantidades: 1,581 moles de A, 1,581 moles de B, 1 moles de C y 1 moles de D. ¿Cómo se puede modificar el sistema para alcanzar un rendimiento de 0,95?Solución: el rendimiento es
R = masa obtenida real / masa obtenida teórica
Teóricamente:1.A + 1.B « 1.C + 1.D
6 g + 4 g = 5 g + 5 g
10 g = 10 g
Donde R = 10 g/ 10 g = 1En nuestro caso:
1,581 mol.A + 1,581 mol.B + 1 mol.C + 1 mol.D
9,487 g + 6,325 g + 5 g + 5 g
15,812 g + 10 g
Donde R1 = 15,812 g/ 10 g = 0,63
SINTESIS DEL AMONIACO---CRISTINA
SINTESIS DEL AMONIACO
El proceso "Haber", para la síntesis del amoníaco, es una reacción en fase gaseosa en el cual se usa un catalizador heterogéneo para promover la velocidad de reacciónPara obtener un mayor rendimiento de la reacción:
N2(g) + 3H2 (g) « 2NH3(g)
Se podría pensar en llevarla a altas presiones,obteniendo así un mayor rendimiento por la naturaleza de la reacción. Por otro lado podemos notar que es una reacción exotérmica, lo que nos dice que la constante de equilibrio disminuye si la temperatura aumenta, por lo que se obtendría un mayor rendimiento de amoníaco si la reacción se llevase a cabo a la menor temperatura posible. Además sería ideal realizarla a bajas temperaturas ya que el punto de ebullición del amoníaco está alrededor de los -33,5°C, y por consiguiente a medida de que se forma se condensaría rápidamente y se eliminaría cómodamente del sistema; el hidrógeno y el nitrógeno seguirían siendo gases a esa temperatura. Entonces la reacción se desplazaría de izquierda a derecha.No es por casualidad que estas condiciones coinciden con las establecidas en plantas industriales,donde se trabajan con presiones de hasta 500 atmósferas. La única contradicción es que la separación se lleva a unos 500°C, condición que baja el rendimiento y es muy costosa, pero por otro lado esta aumenta la velocidad de producción, cosa que favorece comercialmente hablando. Este es un diagrama de la síntesis industrial del
amoníaco a partir del nitrógeno y el hidrógeno.
sábado, 19 de marzo de 2011
Equilibrio del oxígeno y dióxido de carbono en el organismo-LMG
Equilibrio del oxígeno y dióxido de carbono en el organismo
En todo momento, nuestro cuerpo está consumiendo oxígeno a razón de unos 240 ml por minuto en actividad normal. Las distintas partes del organismo necesitan el O2 para, por reacción con los hidratos de carbono, producir energía. Es la sangre quien se encarga de transportarlo de los pulmones a las células, y, como sabemos, es este proceso se libera CO2.
Las reacciones de intercambio gaseoso de la sangre en los pulmones, (alvéolos), y en los tejidos dependen básicamente de la afinidad* del O2 y del CO2 por la hemoglobina y la mioglobina, así como de las presiones parciales de estos gases a nivel de alvéolos y tejidos.
*Entendemos como afinidad la capacidad de reacción de estas sustancias con el O2 y el CO2. En el caso de la hemoglobina, su afinidad es mayor para el CO2 que para el O2. Por su parte, la mioglobina tiene mayor afinidad por el O2 que la hemoglobina.
*Una molécula de hemoglobina es una estructura compleja formada por cuatro cadenas de proteína, cada una de las cuales se enlaza con un grupo molecular en forma de anillo, el grupo hemo, que contiene un ión Fe+2 en su centro. Por su parte, la mioglobina está formada por una sola cadena proteínica unida a un grupo hemo con un Fe+2 en su centro. Las presiones parciales del O2 y del CO2, (en mm de Hg), son:
GASES | ALVÉOLO | TEJIDOS | |
O2 | 100 | 40 | |
CO2 | 40 | 42-46 |
La sangre contiene glóbulos rojos y en cada uno de ellos hay varios cientos de millones de moléculas de hemoglobina. Son ellas las encargadas del transporte del oxígeno.
Por tanto, según lo anteriormente mencionado, las reacciones serán:
ü En cuanto al oxígeno, (O2):
- A nivel alveolar el O2:
(El oxígeno se liga al hierro de la hemoglobina).
Hb + O2 à HbO2- (oxihemoglobina)
Como podemos observar en el cuadro de las presiones parciales anterior, el oxígeno saldrá de los alvéolos hacia los tejidos, ya que la presión parcial de este gas en el interior del alvéolo es mayor que la existente en los tejidos.
Así pues, en los pulmones, donde la concentración de O2 es elevada, la reacción se desplaza casi totalmente a la derecha formándose oxihemoglobina.
El curso de la reacción hacia la derecha está favorecido por algunos factores:
a) altas tensiones de O2 b) temperatura discretamente baja c) tendencia hacia la alcalinidad Estas condiciones reinan a nivel del pulmón; por esto, Hb pasa a HbO2. A nivel de los tejidos, como veremos a continuación, predomina el proceso opuesto.
- A nivel de tejidos el O2:
Después de la formación de oxihemoglobina, la sangre prosigue su circulación a través de arterias y capilares y llega a los tejidos. Allí, donde la concentración de CO2 es pequeña, se produce un desplazamiento del equilibrio hacia la izquierda. La sangre pierde alrededor del 45% del oxígeno que transportaba.
HbO2- à Hb + O2 Por tanto, ante lo anteriormente expuesto, podríamos establecer el siguiente equilibrio químico.
Hb + O2 ⇄ HbO2- El oxígeno es recogido por las células y almacenado en ella gracias a la mioglobina, (Mb). Por lo que, podemos igualmente escribir:
O2 + Mb à MbO2 ü Con respecto al dióxido de carbono, (CO2):
La hemoglobina, tras descargarse de O2 en los capilares, puede transportar hasta los pulmones el CO2 producido en los procesos de oxidación de las células. El enlace de la hemoglobina con el CO2 no tiene lugar por el grupo hemo, sino por un extremo de las cadenas proteínicas.
A nivel de tejidos el CO2: (El dióxido de carbono no se liga al hierro, sino al grupo amino de la hemoglobina).
HbNH2+ CO2 à HbNHCOOH
Como podemos observar en el cuadro de las presiones parciales anterior, el dióxido de carbono posee una presión parcial mayor en los tejidos que en los alvéolos pulmonares.
- A nivel de alvéolos el CO2:
Es el proceso opuesto al anterior.
HbNHCOOH à HbNH2+ CO2
Por tanto, ante lo anteriormente expuesto, podríamos establecer el siguiente equilibrio químico:
HbNH2+ CO2 à HbNHCOOH
Además, la hemoglobina puede también unirse con iones H+, con lo que teniendo en cuenta el equilibrio que existe en la sangre:
CO2 + H2O ⇄ HCO3- + H+ (aq) Permite disolver más CO2, facilitando su separación de los tejidos. En los pulmones el proceso se invierte y el CO2 deja la disolución y es exhalado. Para hacernos una idea, el aire inhalado contiene un 20% de O2 y un 0,04% de CO2, y el exhalado, un 16% de O2 y un 4% de CO2.
Hay moléculas similares en estructura al O2, como NO, (e incluso el ión CN-), pero con mayor afinidad por la hemoglobina, por lo que pueden desplazar al O2 de ésta:
HbO2 + CO ⇄ HbCO + O2 Este equilibrio está muy desplazado hacia la derecha. Ésta es la causa de que el CO, producido en las combustiones incompletas, (escape de automóviles, etc.), sea un gas venenoso.
Por el mismo motivo, entre los fumadores no es raro encontrar individuos con más de un 20% de la hemoglobina bloqueada por el CO del humo del cigarrillo.
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