Generalidades y agua.
Algunas generalidades son:
Interacciones débiles en los sistemas acuosos.
Se definen como:
Atracciones débiles que, al ser numerosas, juegan un papel importante en el ordenamiento molecular del agua y su relación con diversas biomoléculas.
Se clasifican en:
Puentes de hidrógeno.
¿Qué es?
Es la atracción electrostática entre el átomo de oxígeno de una molécula de agua y el hidrógeno de otra.
Tiempo de vida:
De cada puente es de entre 1 y 20 picosegundos.
Tiempo de formación:
Entre cada uno es de un lapso de 0,1 ps.
Con una fuerza de enlace:
De 20 kJ/mol.
Interacción de tipo:
Dipolo-Dipolo.
Se producen en:
Átomos de Hidrógeno enlazados a Azufre, Cloro, Nitrógeno, Oxígeno o Flúor.
Estructura.
Interacciones iónicas.
Son:
Interacciones entre las distintas cargas eléctricas de los átomos.
Presentan:
Una carga completamente negativa y otra completamente positiva.
Se encuentran:
En grupos con cargas opuestas.
Como
Las proteínas: amino y carboxilo de sus aminoácidos.
Importancia
Mantiene la estabilidad en la conformación de la proteína y evita la solvatación de los iones y la ruptura de los puentes salinos.
Ejemplo:
Se clasifican en:
Interacción ión-ión.
Se establecen:
Entre iones de igual o distinta carga
Se define por:
La Ley de Coulomb.
Qué es:
Se encuentran:
Entre una enzima y su sustrato, entre los aminoácidos de una proteína o entre los ácidos nucleicos y las proteínas.
Interacción ión-dipolo.
Se encuentran:
Entre un ión y una molécula polar.
Ejemplo:
Dónde:
Se presenta una solvatación en los iones que es capaz de vencer las fuerzas que los mantienen con carga opuesta de la molécula de agua.
Interacción ión-dipolo inducido.
Se presentan:
Entre un ión y una molécula apolar.
Sucede cuando:
Un ión se aproxima y distorsiona la nube electrónica de la molécula apolar que se convierte en una molecular polarizada.
Por ejemplo:
Interacciones hidrofóbicas.
Se forman:
Por las interacciones entre moléculas polares y no polares.
Como principal característica:
Las moléculas hidrofóbicas se asocian entre ellas para evitar interaccionar con el agua.
Formando:
"Enlaces hidrofóbicos"
Estabilizando:
Biomoléculas como proteínas y lípidos.
Mediante:
Interacciones hidrofóbicas entre regiones apolares.
Ejemplo:
Fuerzas de van der Waals.
Son:
Fuerzas débiles que se establecen entre átomos con carga neutra.
Formando:
Nubes electrónicas que se relacionan entre sí.
Creando:
Dipolos eléctricos transitorios que se atraen débilmente.
Con una fuerza de enlace:
De 4 kJ/mol
Organizándose en 3 tipos:
Interacciones dipolo-dipolo.
Ocurren:
Cuando dos moléculas polares con dipolo se aproximan.
Produciendo:
Una atracción entre el polo parcialmente positivo de una molécula y el polo parcialmente negativo de otra molécula.
Ejemplo:
Interacciones dipolo-dipolo inducido.
Se produce:
Cuando una molécula con dipolo permanente se acerca a otra.
Induciendo:
Un dipolo transitorio en la otra molécula.
Donde:
La nube de electrones del dipolo empuja a la nube de electrones de la otra molécula, deformándola.
Creando:
Un dipolo breve.
Permitiendo:
La atracción de las moléculas entre sí.
Ejemplo:
Interacciones dipolo inducido-dipolo inducido.
Generalmente llamadas:
Fuerzas de dispersión de London.
Se origina:
Cuando dos moléculas sin dipolos chocan
Distorsionando:
Las nubes electrónicas de ambas moléculas.
Creando:
Una interacción breve entre dipolos inducidos.
La interacción explica:
El por qué todas las moléculas se atraen en menor medida.
Y:
El por qué las moléculas no polares pueden atraerse entre sí.
Ejemplo:
Ionización del agua, bases débiles y ácidos débiles.
La ionización del agua.
Se define como:
Un proceso reversible mediante el cual las
moléculas de agua interaccionan entre sí.
Puede medirse a través de:
Su conductividad eléctrica.
Formando:
Ion hidroxilo
(anión).
OH-
Se describen mediante:
La constante de equilibrio.
En el equilibrio se tiene:
Grado de ionización bajo.
A 25°C dos de cada 109 moléculas están ionizadas.
Concentración del agua de 55.5 M.
Al sustituir y reordenar:
Es fija y característica.
Para cada reacción química
una temperatura dada.
Define:
La composición de la mezcla
final en el equilibrio.
Ion hidrogeno
(catión).
H+
Hidratados a:
Iones hidronio
H3O+
Crucial para:
El papel del agua en la función celular.
Ácidos y bases débiles.
Se definen como:
Sustancias que no se disocian completamente en el agua.
Se dividen en:
Ácidos débiles.
Caracteristicas
Disminuyen el pH de la disolución.
Donan protones con dificultad.
El acido pierde un protón.
Se convierte en un aceptor de protones.
Entre mas fuerte el ácido mayor su pKa.
El pKa es:
Forma de medir el nivel de acidez.
Se calcula mediante:
El logaritmo negativo de Ka.
Se define como:
Por la curva de titulación.
Ejemplo:
Bases débiles.
Caracteristicas:
Aceptan protones con dificultad.
La base acepta un protón.
Se convierte en un donador de protones.
Aumentan el pH de la disolución.
Entre mas fuerte la base mayor sera su pKb.
El pKb es:
Forma de medir el nivel de basicidad.
Se calcula mediante:
El logaritmo negativo de Kb.
Se define como:
Por la curva de titulación.
Ejemplo:
En conjunto forman:
Par ácido-base conjugado.
El nivel de tendencia se mide con:
La constante acida de disociación (Ka)
Se define como:
En conjunto forman:
Par acido-base conjugado.
El nivel de tendencia se mide con:
La constante basica de disociacion (Kb).
Se define como:
Poseen constante de disociación.
Donde:
Kw, designa el producto iónico del agua.
Y es:
La base de la escala del pH
Constituye:
Una manera conveniente de designar
la concentración de H+ (y por consiguiente
OH-).
En:
Cualquier disolución acuosa de 1,0 M de H+
y 1,0 M de OH-.
Se define mediante:
Para:
Para soluciones exactamente neutras a 25°C
en la que la concentración de iones hidrógeno de 1,0x10-7 M.
Se calcula:
Medición del pH
Papel indicador.
pH-metro.
Indica:
Las determinaciones precisas de pH en
el laboratorio químico o clínico.
Colorantes indicadores.
Son:
Fenolftaleína.
Tornasol.
Rojo fenol.