unidad 3 la diversidad de las particulas

Las sustancias pueden agruparse por su estado de agregación y también por otras características. La clasificación que presentaremos tendrá en cuenta sólo dos propiedades: la conductividad eléctrica y la solubilidad.algo es soluble cuando un material se distribuye en otro material de manera tal que no es posible distinguirlo; es decir, cuando forma una mezcla con otra sustancia llamada solución. Por ejemplo: la sal es soluble en agua.La solubilidad se prueba con dos tipos de sustancias: polares como el agua y no polares como el aceite o el aguarrás.Al agua se la considera un líquido polar porque si se deja correr un chorro delgado de agua y se le acerca una regla u otro objeto frotado en una prenda, el “hilo” de agua se desvía de su trayectoria.Por el contrario, al aguarrás se lo considera no polar porque, en la misma situación anterior, el chorro delgado no se desvía.A los materiales polares y no polares suele llamárselos materiales moleculares porque sus partículas son moléculas.Para la clasificación que se describirá también se prueba la solubilidad. Existen sustancias como la sal, el azúcar y el alcohol que se disuelven en líquidos polares. Otras, como la bencina, la cera o la naftalina lo hacen en líquidos no polares. Por otro lado, también hay sustancias que no se disuelven en ninguno de los líquidos mencionados, como las que forman la arena, el papel y los metales.Según la solubilidad y la conductividad, los materiales se pueden clasificar en 5 grandes grupos:Materiales no polares: son aquellos que se disuelven con líquidos no polares y no conducen la corriente eléctrica, son ejemplos: colesterol, aguarrás y oxígeno.Materiales polares: son aquellos que se disuelven con líquidos polares y no conducen la corriente eléctrica, por ejemplo: agua y azúcar.Materiales iónicos: son aquellos que se disuelven con líquidos polares y conducen la corriente eléctrica en estado líquido o al estar disueltos en otras sustancias, por ejemplo: sal.Materiales metálicos: son aquellos que no se disuelven con ningún líquido y conducen la corriente eléctrica, por ejemplo: hierro y bronce.Materiales macromoleculares: son aquellos que no se disuelven con ningún líquido y no conducen la corriente eléctrica, por ejemplo: arena, proteínas y polietileno.Para explicar la clasificación que hemos propuesto, describiremos las distintas partículas que componen cada uno de los materiales teniendo en cuenta todo lo mencionado.-Los materiales no polares, tienen partículas o moléculas donde no se detectan sus cargas positivas ni negativas debido a que están distribuidas de forma pareja, bien intercaladas.Entre las moléculas no polares existen fuerzas atracción, pero débiles, porque al no detectarse las cargas no se pueden atraer positivo con negativo.Todos los gases conocidos, a temperatura ambiente, son materiales de este tipo: el oxígeno, el gas propano de las garrafas, el dióxido de carbono, etc. Algunos materiales líquidos como el hexano, el aguarrás, distintos aceites y materiales sólidos como la parafina o la naftalina, también son ejemplos de materiales no polares.Al no tener cargas apreciables, no tienen atracción por una regla cargada eléctricamente, ni permiten la circulación de la corriente eléctrica. -Los materiales polares tienen sus moléculas con cargas positivas y negativas pero distribuidas en forma despareja. Por lo que cada partícula presenta un polo negativo y otro positivo y, por esta razón, a las moléculas de este tipo se las llama dipolos o bipolos.Las fuerzas de atracción entre partículas polares son más fuertes que las que hay entre partículas no polares, porque los polos positivos de unas moléculas se atraen con los negativo de las otras. El agua, el alcohol y el azúcar son ejemplos de materiales polares.Se puede representar las moléculas de una sustancia polar de la siguiente forma:Por esta razón, un chorro de un material polar puede atraerse por una regla cargada y desviar su trayectoria, tal como lo ejemplifica el dibujo.Sin embargo, los materiales polares no pueden conducir la corriente eléctrica porque los dipolos tienen ambas cargas en la misma partícula y para conducir electricidad se necesitan cargas separadas en movimiento.Estos compuestos forman soluciones con sustancias del mismo tipo ya que existen atracciones hacia los polos opuestos de las partículas de los otros materiales.Si tenemos en cuenta estas características podremos comprender por qué:• una mancha de caramelo se puede lavar con agua.• el aceite y el agua no “se juntan” es decir, nunca se mezclan formando una solución.• una mancha de grasa puede limpiarse con aguarrás.¿Cuál es la explicación para cada caso?En el primer caso, esto es posible dado que ambas sustancias son polares, por lo tanto los polos positivos de las moléculas del agua se atraen con los polos negativos de las del caramelo y viceversa.En el segundo caso, el agua y el aceite no se disuelven dado que el agua es polar y el aceite es no polar. Po lo tanto las moléculas no se atraen, ya que las del agua tienen polos positivos y negativos y las moléculas del aceite no.Las moléculas polares y no polares no se intercalan porque no se atraen.Y en el tercer caso, ambas sustancias son no polares, al tener el mismo tipo de atracción las moléculas se intercalan mezclándose.Otro ejemplo de la interacción entre estos materiales moleculares es la del “gas” que contienen las gaseosas. Dado que estas poseen dióxido de carbono, que es un gas no polar, podemos ver sus burbujas al abrirse la botella debido a que el dióxido de carbono no se disuelve en el agua de la bebida.En los materiales iónicos las partículas son de 2 tipos diferentes, unas partículas sólo positivas y otras sólo negativas. Cuando tienen esta característica se les llama a ambas IONES, no moléculas, Unas partículas son iones positivos y otras iones negativosDado que siempre habrá el mismo número de iones positivos y negativos, las cargas totales se compensan.Las fuerzas que mantienen unidos a los iones son muy fuertes, ya que se intercalan atrayéndose los iones positivos a los negativos. Los iones se acomodan en lugares fijos, ordenadamente, formando cuerpos geométricos. Esto permite explicar por qué las sustancias iónicas son sólidas a temperatura ambiente y se requieren temperaturas elevadas para producir su fusión.Son ejemplo de estos materiales la sal de mesa y la mayoría de los llamados minerales.La siguiente es la representación de un material iónico.Cómo se explica que los materiales iónicos se disuelven en materiales polares?Los dipolos de los materiales polares (por ejemplo el agua) desarman la estructura ordenada de los iones de los materiales iónicos ( por ejemplo sal) ya que los atraen fuertemente debido a interacciones eléctricas entre partículas.Los iones positivos pueden “transportar” la electricidad, pero para hacer estos deben poder moverse. Si están quietos en un material en estado sólido no podrán hacerlo.Al fundir o disolver un material iónico, los iones adquieren movilidad y cumplen la condición necesaria para conducir la corriente eléctrica.También son estos iones los que conducen la electricidad cuando están móviles disueltos en otra sustancia.Dijimos anteriormente que el agua no conduce la electricidad porque el agua pura es polar. Pero el agua de la canilla, lluvia, río, etc., tiene mezclados iones (los minerales disueltos) que son los que "transportan" la electricidad. Por lo que los iones disueltos en el agua conducen la electricidad. Por eso en la vida cotidiana decimos que el agua (mezcla con minerales) conduce la electricidad.Actividad 16a. Elegí cuál de los cuadros representa las partículas de agua y petróleo en un mismo recipiente, teniendo en cuenta que el petróleo es no polar.b. Explicá detalladamente si se mezcla o no el petróleo y el agua, describiendo las partículas y sus atracciones.Respuesta: cuadro correcto el numero 1.el agua y el aceite no se disuelven dado que el agua es polar y el aceite es no polar. Po lo tanto las moléculas no se atraen, ya que las del agua tienen polos positivos y negativos y las moléculas del aceite no.Actividad 17Escribí una explicación, para cada una de las situaciones que se mencionan a continuación, utilizando los conceptos de partículas, fuerza de atracción, etc., es decir, con el “modelo de partículas” y la clasificación de las sustancias vista con anterioridad (polares, no polares, iónicos, metales, macromoleculares).a. Para saber si una goma está pinchada, se la sumerge inflada en un recipiente con agua.b. Cuando cae sal en una hornalla de la cocina, nunca se derrite.c. El punto de ebullición del alcohol es más alto que el de la acetona, que es no polar.d. La arena está formada fundamentalmente por sílice, y se funde a muy altas temperaturas.Respuestas:A- teniendo en cuenta que la goma pinchada se encuentra perdiendo distintas sustancias , y de acuerdo con el modelo de partículas el estado gaseoso del aire contenido dentro de la goma tiende a ocupar todo el espacio posible ya que sus entre las partículas no existirán atracciones, su movilidad será grande desplazándose en todas direcciones y estarán muy alejadas entre sí, el aire se pierde por la poca atraccion entre si por la rajadura y el agua evidencia este acto ya que sus particulas tienen mayor atraccion y el agua es polar, y el aire es no polar, por lo que no tienen solubilidad. Las moléculas polares y no polares no se intercalan porque no se atraenb- las fuerzas que mantienen unidos a los iones son muy fuertes, ya que se intercalan atrayéndose los iones positivos a los negativos. Los iones se acomodan en lugares fijos, ordenadamente, formando cuerpos geométricos. Esto permite explicar por qué las sustancias iónicas son sólidas a temperatura ambiente y se requieren temperaturas elevadas para producir su fusión b-La sal es un compuesto iónico, por lo tanto hay fuertes atracciones entre sus iones positivos y negativos. Por esta razón, cuando cae sal en una hornalla de la cocina por más que la temperatura del fuego sea muy alta, no alcanza para fundirla.c. El punto de ebullición del alcohol es más alto que el de la acetona porque el alcohol es un material polar cuyas moléculas tienen atracciones entre sí relativamente más fuertes que las de la acetona, que es una sustancia no polar.d. Las sustancias que componen la arena son macromoleculares. Estos materiales tienen altos puntos de fusión ya que sus moléculas son muy grandes y tienen masas considerables que les permiten tener varios puntos de contacto. Por consiguiente, hace falta mucha energía para separarlas.

Familias de materiales biologicos. los biomateriales.Actividad 18La siguiente es una etiqueta de una barrita de cereales. Compare la composición de esta barrita con la del cuerpo humano.Glúcidos complejos 78 %Glúcidos simples 13 %Proteínas 8 %Minerales 1 %Cuerpo humano Glucidos 1% /100lipidos 9/100proteinas 20/100contienen los mismos grupos de sustancias que el ser humano. ( es su alimento)Es posible que algunas denominaciones que aparecen en las etiquetas sean distintas a las que se mencionaron con anterioridad. Por ejemplo: prótidos en lugar de proteínas, hidratos de carbono o carbohidratos en lugar de glúcidos (las fibras se incluyen en este grupo), distintos tipos de grasas y colesterol en lugar de lípidos.En el caso de las vitaminas se detalla cada tipo (A, B, C, B1, D, etc.) al igual que los minerales para los que se especifica la clase, por ejemplo, calcio, hierro, fósforo, etc. Los biomateriales son, en su mayoría, macromoleculares y son los materiales que forman los organismos vivos. Pueden clasificarse por ejemplo, según la función que cumplen. Así, dentro de cada organismo existen sustancias cuyas moléculas participan en la formación de las estructuras como por ejemplo: los huesos, cartílagos y músculos. Otras moléculas, en cambio, actúan como transportadoras, es decir, mueven moléculas de una parte a otra del organismo. También existen moléculas que, al transformarse liberan energía; algunas lo hacen en forma inmediata y otras después de un proceso. Esta energía se conoce como energía de reserva. Por último, hay moléculas que conservan y transmiten información.Estos biomateriales también pueden clasificarse en dos grupos. Los polímeros, que son moléculas muy grandes formadas a su vez por la unión de muchas biomoléculas pequeñas.Este tipo de moléculas se puede asemejar a una cadena formado por muchos eslabones.Los grupos de biomateriales que usted estudiará son: lípidos, glúcidos, proteínas, ácidos nucleicos y agua. Esta es la forma tradicional de clasificar estos biomateriales que se basa en lo que se denomina “estructura química”, es decir, cómo están formadas y qué distribución espacial tienen sus moléculas. Estas características se relacionan, a su vez, con la función que estas biomoléculas cumplen en los organismos.EL AGUA¿Por qué el agua es un componente vital y tan abundante en los organismos?Por otra parte, el agua, al ser una sustancia polar, forma soluciones con muchas de las biomoléculas más pequeñas. De este modo, al formar parte de distintos fluidos biológicos (sangre, linfa, savia) facilita el transporte de sustancias por el interior de los seres vivos.El “poder” de disolución del agua también permite que ocurran todos los cambios en los seres vivos con sus distintos biomateriales, al conjunto de cambios se lo denomina transformaciones metabólicas (veremos estas transformaciones en esta unidad y en la unidad 4). Si el medio para que sucedan las transformaciones fuese un sólido, no podrían llevarse a cabo.LOS LÍPIDOSEstas sustancias no son polímeros y sus moléculas son de tamaño relativamente pequeño.Dentro de los organismos vivos hay varios grupos de lípidos, algunos ejemplos de ellos son los triglicéridos, el colesterol, los ácidos grasos libres y los fosfolípidos. Los triglicéridos y el colesterol, así como sus derivados, están constituidos por moléculas principalmente no polares, por lo tanto, no se disuelven en agua.Están depositados en las células en pequeñas porciones. Los ácidos grasos libres y. los fosfolípidos son oléculas con un extremo polar y una porción más larga, no polar. Las partes polares de los fosfolípidos apuntan al agua y las partes no polares se esconden de ellas. El extremo polar se atrae con las moléculas del agua y el otro extremo se “aleja” de ellas, formando esferas que tienen agua en su interior, llamadas micelas.Las membranas celulares contienen principalmente moléculas de proteínas, además de lípidos y escasos glúcidos.También, los seres vivos utilizan los ácidos grasos y el colesterol para construir otras moléculas. En los animales, muchas hormonas y ácidos biliares se construyen a partir de ellos. Los seres vivos pueden utilizar energía de reserva usando como “combustible” los ácidos grasos que obtienen de su digestión. Si estos ácidos no se usan, se unen con una molécula de glicerina. Las sustancias que así se forman se denominan triglicéridos y pueden quedar almacenados en las células formando la “grasa” del cuerpo hasta que sean utilizados para producir energía.Los triglicéridos son el material de reserva energética más común en los seres vivos.Las moléculas de las grasas y del colesterol pueden formar adherencias en las paredes de las arterias debido a que, al ser no polares, no se disuelven en la sangre polar; provocando enfermedades cardiovasculares. Entonces, ¿cómo circulan en las arterias?Los lípidos circulan en la sangre unidos a dos tipos de proteínas. La proteína LDL, vulgarmente llamada colesterol “malo” y la proteína HDL que lleva el colesterol llamado “bueno”, LDL es la abreviatura de Low Density Lipoproteins: lipoproteína de baja densidad, HDL es la abreviatura de High Density Lipoproteins: lipoproteína de alta densidad.Esas proteínas son necesarias porque sus moléculas engloban las moléculas del colesterol, ya que tienen una parte no polar, igual que ese lípido, y otra parte polar, que se atrae con el agua.Si la cantidad total de LDL en sangre es demasiado alta, es posible que los lípidos que transportan se depositen sobre las paredes de las arterias. A la larga esto produce una enfermedad llamada arterosclerosis que pone en riesgo al corazón y al cerebro. En cambio, las HDL son más eficientes para transportar lípidos y, si predominan en la sangre, hay menos probabilidades de riesgo de enfermedades del sistema Circulatorio.¿Cómo explicaría el hecho de que los lípidos sirven como aislantes térmicos de muchos seres vivos? Los lípidos sirven como aislantes térmicos porque al ser no polares se separan del resto de los materiales del cuerpo y en particular los triglicéridos forman una película, a veces muy gruesa, que aísla el interior del cuerpo del ambiente.Actividad 19A modo de repaso complete el siguiente cuadro sobre los lípidos:lipidos. Caracteristicas de las moleculas. - Tamaño pequeño.- No son Polimeros.- no polaresejemplos:- Trigliceridos- Acidos grasos libres- Fosfolipidos- ColesterolFunciones- Construir otras moleculas- reserva de energiaLOS GLÚCIDOSSe encuentran unos como azúcares simples y otros como polisacáridos.-Los azúcares simples no son polímeros porque están formados por moléculas pequeñas y se disuelven en agua porque son muy polares, por lo tanto, se atraen fuertemente con el agua. Muchos azúcares simples son conocidos. Por ejemplo, la sacarosa es el azúcar común que usted utiliza para endulzar café o té; la lactosa, está en la leche y la fructosa es la responsable del sabor dulce de la miel y las frutas. El más importante de los azúcares es la glucosa, ya que está presente en los organismos vivos y resulta indispensable porque, a través de sucesivas transformaciones químicas proporciona la energía para el desarrollo de las funciones vitales.Todas las moléculas de los azúcares simples tienen en su estructura, de una manera u otra, moléculas de glucosa.¿De dónde obtienen la glucosa los seres vivos?La fotosíntesis es un proceso por el cual las plantas producen glucosa. Este proceso, que utiliza luz solar como fuente de energía, se realiza a partir de dos moléculas pequeñas: dióxido de carbono, que las plantas toman del aire, y agua.El resto de los organismos vivos, como por ejemplo los microbios, hongos o animales, no pueden producir glucosa a partir de estas sustancias. Por esta razón, deben incorporarla consumiendo alimentos que sean de origen vegetal, de donde obtienen las diversas sustancias a partir de las cuales obtendrán la glucosa.La función biológica de la glucosa es aportar energía inmediata. Por lo tanto, la función de los azúcares simples es la producción de energía, ya que estos tienen en su estructura glucosa.Los distintos azúcares simples (diferentes de la glucosa), se transforman en el organismo hasta convertirse en glucosa. Si esta no se utiliza en forma inmediata, se forma en principio un glúcido de reserva: el almidón en las plantas y el glucógeno en los animales mamíferos, que veremos a continuación. Además, los azúcares simples pueden servir como materia prima para “construir” otras moléculas.-Los polisacáridos son polímeros, son macromoléculas formadas por la unión de moléculas de glucosa en forma de cadena.No pueden disolverse en agua, esto se explica por el gran tamaño de sus moléculas; sin embargo absorben y retienen mucha agua. El papel, formado principalmente por el polisacárido celulosa, tiene aspecto seco, sin embargo, casi un 15% de su peso es agua retenida por la celulosa.El almidón, el glucógeno y la celulosa, son los polisacáridos más conocidos y abundantes en los seres vivos.Las funciones biológicas de los polisacáridos son de diferente tipo a las de los azúcares simples. Por ejemplo, la producción de energía en el caso del almidón y el glucógeno es de energía de reserva.Estos polisacáridos están constituidos por glucosa y son una reserva de esta sustancia, ya que al ser una larga cadena de moléculas de glucosa el organismo necesitará más tiempo para desarmar la macromolécula y obtener la glucosa.El almidón es el principal polisacárido de reserva en los tejidos vegetales y el glucógeno es la reserva de glucosa de muchos animales y se almacena en el hígado y en los músculos.Otra función de los polisacáridos es la estructural. Es el caso de la celulosa presente en los vegetales que participa de la función de “sostén” de las plantas; o la quitina, que forma la cobertura de algunos insectos.