Entropía

La entropía está relacionada con el segundo principio de la termodinámica, que dice: "la entropía del universo aumenta en un proceso irreversible y se mantiene constante en los reversibles”.

Debido a esta ley, conocemos que el flujo espontáneo de calor siempre es unidireccional, desde los cuerpos de mayor temperatura hacia los de menor temperatura, hasta lograr un equilibrio térmico.

La aplicación más conocida es la de las máquinas térmicas, que obtienen trabajo mecánico mediante aporte de calor de una fuente o foco caliente, para ceder parte de este calor a la fuente o foco o sumidero frío. La diferencia entre los dos calores tiene su equivalente en el trabajo mecánico obtenido.

• Pérdidas energéticas: 

Podemos decir, que la entropía equivale a "desorden"; así, encontramos que en el trayecto hacia el equilibrio, punto en el que el sistema ha perdido su energía libre (en un péndulo al que hemos comunicado un movimiento: oscilará cada vez menos hasta que ese movimiento cese. En ese momento habrá alcanzado el equilibrio)el sistema cede energía que puede acabar transformándose en trabajo, pero no TODA la energía libre se transforma en trabajo, una parte se pierde, esa pérdida energética (a menudo en forma de calor) acaba generando entropía. En cierto sentido podemos definir la entropía como el resultado de las “perdidas” energéticas del sistema. Son  las parte de energía libre no aprovechable, la cual se acumula en el equilibrio al final del proceso y hace que aumente el desorden.

Ejemplos de pérdidas energéticas:

1. - Los motores tienen pérdidas de eficiencia energética al generar calor
2.  -Las estrellas transforman sus fuentes energéticas hasta llegar a un equilibrio en el que toda su energía ha sido cedida al Universo y su materia se esparce caóticamente por el espacio aumentando su entropía.
3. -Los seres vivos ,para ganar en organización, "expulsan" entropía al medio para avanzar hacia el equilibrio termodinámico

• Móvil perpetuo:

 Desde hace cientos de años las personas han intentado construir máquinas que funcionen eternamente tras un impulso inicial sin administrar después más energía. Esta máquina se denomina móvil perpetuo y hay de varias especies. Un móvil perpetuo de segunda especie es una máquina hipotética capaz de extraer toda la energía térmica acumulada en cualquier cuerpo u objeto y convertirla en la misma cantidad de energía mecánica o trabajo útil de forma cíclica.

Este tipo de móvil perpetuo provoca la aparición de  la Segunda ley de la termodinámica: Es imposible construir una máquina que absorba cíclicamente el calor de un foco calorífico y lo convierta íntegramente en trabajo. Esto implica que la cantidad de energía que no ha podido ser transformada en trabajo se cede en forma de calor a otro foco térmico, pudiendo ser éste el aire que rodea al primer foco de calor. Así, hay que estimar que siempre se producen “pérdidas energéticas” en forma de calor.

http://www.youtube.com/watch?v=nsZPmL-M2gg&feature=related

• Bibliografia: 

 

1. Libro de segundo de bachillerato de quimica, Editorial: Edebé
2. Libro de segundo de bachillerato de química, Editorial:Bruño
3. http://es.wikipedia.org/wiki/Termodin%C3%A1mica#Segunda_ley_de_la_termodin.C3.A1mica
4. http://acer.forestales.upm.es/basicas/udfisica/asignaturas/fisica/termo2p/maquinas.html
5. http://www.loreto.unican.es/Termodin/TermoMovPer.pdf
6. http://es.wikipedia.or g/wiki/M%C3%B3vil_perpetuo

LOS METALES

Son materiales formados por elementos químicos metálicos. Para poder explicar sus propiedades se emiten varias teorías, que pasamos a exponer:

TEORÍA DE LA NUBE DE ELECTRONES:
Para explicar las propiedades características de los metales se ha elaborado un modelo de enlace metálico conocido como modelo de la nube o del mar de electrones: Parte del hecho de que los metales tienen energías de ionización bajas.
Los átomos de los metales tienen pocos electrones en su última capa, por lo general 1, 2 ó 3. Éstos átomos pierden fácilmente esos electrones y se convierten en iones positivos, por ejemplo Na⁺, Cu²⁺. Los iones positivos resultantes se ordenan en el espacio formando la red metálica. Los electrones de valencia desprendidos de los átomos forman una nube de electrones que puede desplazarse a través de toda la red. De este modo todo el conjunto de los iones positivos del metal queda unido mediante la nube de electrones con carga negativa que los envuelve, y los electrones no pertenecen a ningún átomo determinado. Además, es un enlace no dirigido, porque la nube electrónica es común a todos los restos atómicos que forman la red.

 
TEORÍA DEL ENLACE COVALENTE DESLOCALIZADO:
Se podría considerar el enlace metálico como un caso especial de enlace covalente en que el número de electrones de valencia de los átomos es menor que el de enlaces formados. Por ejemplo, en los metales alcalinos cada átomo de una celda está rodeado de otros 8 átomos situados en los vértices. El átomo central aporta un electrón mientras que los otros ocho átomos aportan un electrón en total porque pertenecen a ocho celdas, formando un enlace deslocalizado.

 
TEORÍA DE BANDAS:
Esta teoría representa un modelo más elaborado para explicar la formación del enlace metálico basada en la teoría de los orbitales moleculares. Esta teoría mantiene que cuando dos átomos enlazan, los orbitales de la capa de valencia se combinan para formar dos orbitales nuevos que pertenecen a toda la molécula, uno que se denomina enlazante (de menor energía) y otro antienlazante (de mayor energía). Si se combinasen 3 átomos se formarían 3 orbitales moleculares, con una diferencia de energía  entre ellos menor que en el caso anterior. En general, cuando se combinan N orbitales, de otros tantos átomos, se obtienen N orbitales moleculares de energía muy próxima entre sí, constituyendo lo que se llama una "banda“.
En los metales existe un número muy grande de orbitales atómicos para formar enlaces deslocalizados que pertenezcan a toda la red metálica .Como el número de orbitales moleculares es muy grande forman una banda en la que los niveles de energía, como se ha dicho anteriormente, están muy próximos. En los metales se forman dos bandas. Una en la que se encuentran los electrones de la capa de valencia que se denomina "banda de valencia" y otra que se llama "banda de conducción" que es la primera capa vacía.
            En los metales, la banda de valencia está llena o parcialmente llena; pero en estas sustancias, la diferencia energética entre la banda de valencia y la de conducción es nula; es decir están solapadas. Por ello, tanto si la banda de valencia está total o parcialmente llena, los electrones pueden moverse a lo largo de los orbitales vacíos y conducir la corriente eléctrica al aplicar una diferencia de potencial.
            En los aislantes la banda de valencia está completa y la de conducción vacía; pero a diferencia de los metales, no sólo no solapan sino que además hay una importante diferencia de energía entre una y otra (hay una zona prohibida) por lo que no pueden producirse saltos electrónicos de una a otra. Es decir, los electrones no gozan de la movilidad que tienen en los metales y, por ello, estas sustancias no conducen la corriente eléctrica.
            En los semiconductores la banda de valencia también está llena y hay una separación entre las dos bandas, pero la zona prohibida no es tan grande, energéticamente hablando, y algunos electrones pueden saltar a la banda de conducción. Estos electrones y los huecos dejados en la banda de valencia permiten que haya cierta conductividad eléctrica. La conductividad en los semiconductores aumenta con la temperatura, ya que se facilitan los saltos de los electrones a la banda de conducción. Son ejemplos de semiconductores: Ge, Si, GaAs y InSb.

 

*PROPIEDADES DE LOS METALES: 

Propiedades mecánicas:
• Dureza: Resistencia que ofrece un metal a ser rayado, cortado o perforado.
• Tenacidad: Resistencia que ofrece un metal a romperse cuando es golpeado.
• Ductilidad: Capacidad que tienen algunos metales de convertirse en hilos finos cuando son estirados.
• Maleabilidad: Capacidad que tienen algunos metales de convertirse en láminas finas cuando son extendidos.
• Fragilidad: Facilidad con la que se rompe un metal cuando es golpeado.
• Elasticidad: Capacidad que tienen algunos metales de recuperar su forma inicial cuando finaliza la fuerza que lo ha deformado.
• Plasticidad: Los metales tienen plasticidad cuando no son capaces de
recuperar su forma inicial al finalizar la fuerza que lo ha deformado.
Propiedades térmicas:
• Conductividad térmica: Capacidad que tienen los metales para conducir el calor a través de ellos. Todos los metales tienen buena conductividad térmica.
• Dilatación y contracción: Un metal se dilata cuando aumenta de tamaño al aumentar la temperatura y se contrae cuando disminuye de tamaño al disminuir la temperatura.
• Fusibilidad: Propiedad que tienen los materiales de fundirse. Todos los metales tienen fusibildad.
• Soldabilidad: Capacidad que tienen algunos metales de unirse a altas temperaturas.
Propiedades eléctricas:
• Conductividad eléctrica: Capacidad que tienen los metales para conducir la corriente eléctrica a través de ellos.
Propiedades químicas:
• Oxidación: Facilidad con la que reaccionan el metal con el oxígeno del aire o del agua y cubrirse con una capa de óxido.
Propiedades ecológicas:
• Los metales se pueden reciclar.
• Los metales son materiales no renovables.
• Algunos metales son tóxicos.

 
*USOS DE LOS METALES:

Su uso depende de las propiedades de características de cada metal, por ejemplo:
Hierro: El hierro como elemento puro, no presenta prácticamente ninguna aplicación industrial, pero mezclándolo con pequeñas porciones de carbón, conocido como acero, puede ser utilizado con fines industriales.
Cobre: Los usos industriales y domésticos del cobre están condicionados principalmente por algunas de sus propiedades. Su elevada conductividad eléctrica permite su empleo en aplicaciones eléctricas, por ejemplo para los cables y piezas para aparatos eléctricos.Y su elevada conductividad térmica, explica el empleo del cobre en utensilios domésticos, en la industria de alimentación o química y en las aplicaciones de equipos térmicos.
Estaño: El estaño se utiliza principalmente en razón de su resistencia a la corrosión atmosférica y a la acción de numerosos productos químicos, minerales u orgánicos.
Plomo: Se utiliza en grandes cantidades para formar placas de acumuladores eléctricos.En la construcción, el plomo se usa principalmente en tuberías, en forma de hojas para la insonorización y la protección hidrófuga de las paredes y, en forma de cinta para asegurar la estanqueidad y el aislamiento de las ventanas de doble cristal.

Estudio de la fotosíntesis.

Definición. Tipo de reacción.

Es la conversión de materia inorgánica en materia orgánica gracias a la energía que aporta la luz. Gracias a este proceso la energía luminosa se transforma en energía química, que es la única energía útil para cualquier ruta metabólica; siendo el ATP la primera molécula en la que queda almacenada esa energía química. Más tarde el ATP se usa para sintetizar moléculas orgánicas de mayor estabilidad.

Se  debe de tener en cuenta que la vida humana en nuestro planeta no sería posible sin la fotosíntesis. Ésta es realizada por plantas de color verde, todas las algas (unicelulares, pluricelulares, verdes, rojas, marrones…), algunas bacterias fotosintéticas y algún protozoo.

Es una reacción endotérmica, pues ΔH>0; Este proceso absorbe la energía lumínica.

Estudio energético del proceso, variación de entalpía, entropía y energía libre.

La síntesis de glúcidos es una actividad metabólica muy costosa.

La fijación de 3 moléculas de CO₂ con producción de una molécula de GAP requiere el gasto de 9 moléculas de ATP y 6 de NADPH. Por tanto, son necesarias dos vueltas de ciclo para producir un mol de glucosa. De forma global se puede concluir que la reacción global de la fase oscura de la fotosíntesis sería:

6CO₂ + 12 NADPH + 12H⁺ + 18 ATP  -->  1 Hexosa + 12 NADP⁺ + 18 ADP + 18 P_i

La variación de entalpía de la reacción global de fotosíntesis en kJ/mol de glucosa  es ΔH: 2803 kJ /mol de glucosa

La fotosíntesis produce orden. ΔS < 0. Esta reacción no es espontánea en condiciones estándar porque  ΔG > 0

Proceso de absorción de la energía solar.

Para que la energía lumínica pueda ser utilizada por los seres vivos, ha de ser absorbida primero. Las sustancias que responsables de absorber la luz son los pigmentos que se encuentran en las membranas tilacoidales del cloroplasto. Éstas moléculas contienen un cromóforo, que es un grupo químico capaz de absorber una longitud de onda particular del espectro visible. Entre estas moléculas se encuentran las clorofilas, la xantofila y los carotenoides

  Esquema de un cloroplasto

La fotosíntesis se realiza en dos fases:

Fase luminosa: Es la fase dependiente de la luz.

La fase lumínica de la fotosíntesis es una etapa en la que se producen reacciones químicas con la ayuda de la luz solar y la clorofila.

La clorofila es un compuesto orgánico, formado por moléculas que contienen átomos de carbono, de hidrógeno, oxígeno, nitrógeno y magnesio.

La clorofila capta la luz solar, y provoca el rompimiento de la molécula de agua (H₂O), separando el hidrógeno (H) del oxígeno (O); es decir, el enlace químico que mantiene unidos al hidrógeno y al oxígeno de la molécula de agua, se rompe por efecto de la luz.

Comprende pues un grupo de reacciones dependientes de la luz que ocurren en las membranas tilacoidales. En éstas, los electrones que han sido liberados debido a  la incidencia de los fotones  sobre los fotosistemas  se utilizan para reducir NADP⁺ a NADPH. Es entonces cuando a través de la cadena transportadora de electrones, la energía de estos electrones se utiliza en la síntesis de ATP, proceso denominado fotofosforilacion.

 

  

Esquema de la fase luminosa.

Fase oscura:   esta fase está formada por un grupo de reacciones no dependientes de la luz y que suceden en el estroma. En estas reacciones se aprovechan la energía y el poder reductor obtenido en la fase lumínica para así asimilar y reducir el carbono del CO₂ y  obtener, por tanto, biomoléculas exclusivas de los seres vivos mediante un proceso de que fija el carbono.

 

Nuestras fuentes principales han sido:

http://www.profesorenlinea.cl/Ciencias/Fotosintesis.htm

http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20120219084804AAjdEYY

http://hwww.gloog.com.br/answer/pt_br/answer_20071114044109AAm2Vp0.html?categoryId=396545209

http://www.efn.uncor.edu/dep/biologia/intrbiol/fotosint.htm

Libro de biología de 2º de Bachillerato SM.

Libro de química de 2º de Bachillerato Edebé.

Ana Font y Rocío López.

Superconductores

Definición. Características a 0 K. Materiales.

 

Los superconductores son un tipo especial de materiales que pueden conducir la corriente eléctrica casi sin ofrecer resistencia, y, por tanto, sin que se produzca una “pérdida” energética. Es decir, los metales son buenos conductores, tanto térmicos como eléctricos, pero estos se calientan al conducir un flujo de electrones, porque los átomos del metal vibran y chocan contra estos. Ofrecen resistencia y se pierde energía en forma de calor. Esto no es rentable en algunas ocasiones.

Hay varias teorías, modelos que ayudan a comprender mejor este fenómeno, pero son de gran complejidad.

Al disminuirla temperatura, también lo hace la resistencia del metal a la corriente eléctrica, por lo que, a temperaturas en torno al 0 K, algunos materiales se convierten en superconductores. Pueden ser diversos metales, si se enfrían lo suficiente (algunas aleaciones, o, incluso, compuestos de carbono).

Los materiales se suelen enfriar con helio líquido, lo que es bastante costoso. Por tanto, se está investigando con superconductores de “alta temperatura”, que superconducen a temperaturas tan “elevadas” como 77 K, pudiendo ser enfriados con nitrógeno líquido, mucho más barato.

Clasificación

Los superconductores, se pueden clasificar atendiendo a varios aspectos, como los materiales que los componen (puros o aleaciones, estructuras de carbono); la temperatura a la que son superconductores (temperatura crítica), en superconductores de alta o baja temperatura. La clasificación más utilizada es según su comportamiento físico.

Se distinguen dos tipos de superconductores:

• Superconductores de tipo I, que impiden que los campos magnéticos penetren en ellos, es decir, los apantallan (efecto Meissner). Son elementos puros con una temperatura crítica muy baja.

• Superconductores de tipo II, son supercondiuctores "imperfectos" que permiten que que los campos magnéticos penetren en su interior, pasando gradualmente del estado superconductor al normal. Entre ellos se encuentran aleaciones, sustancias cerámicas.

APLICACIONES:

Las aplicaciones de los superconductores son muy diversas, y, como estos materiales aún están siendo investigados, cada vez se van ampliando sus utilidades. Las líneas de investigación se centran en cómo conseguir disminuir la resistencia de los metales al paso de la corriente eléctrica, a la temperatura más elevada posible, para rentabilizar su obtención

Por tanto, se está tratando de encontrar nuevos materiales.

Las principales aplicaciones se encuentran relacionadas con sus propiedades magnéticas, siendo utilizados en campos tan dispares como el transporte o la medicina. Al ser enfriados y sometidos a un campo magnético,pueden llegar a levitar. Así, se trata de emplear en trenes de alta velocidad, en  países como Japón, pues esta levitación evita el roce con las vías y permite un aumento de velocidad (¡¡¡hasta 550km/h!!!). Este es el caso del tren Maglev de Shangai.

Se utilizan en medicina, para las resonancias magnéticas nucleares.

También, en Sistemas de Transporte de energía. Al ser casi nula la resistencia que ejercen, permitirían transportan electricidad a grandes distancias sin que ésta se disipe en el entorno en forma de calor.

Incluso se está tratando de trabajar con ellos para el almacenamiento de energía. Además pueden ser utilizados en medicina, para resonancias magnéticas nucleares, o en el estudio de moléculas (espectroscopia de resonancia magnética nuclear).

Como ocurre casi con todo en la ciencia actual, se trata de un mundo prometedor que está en expansión y que casi acaba de comenzar, por lo que sus aplicaciones podrían llegar hasta límites casi insospechados, si la investigación es la adecuada.

Además, llegan a ser utilizados en  aceleradores de partículas.

( Acelerador de partículas)

Bibliografía.

Para la elaboración de este trabajo han sido consultad@s:

• Wikipedia (http://es.wikipedia.org/wiki/Superconductividad , http://es.wikipedia.org/wiki/Efecto_Meissner y http://es.wikipedia.org/wiki/Clasificaci%C3%B3n_de_los_superconductores
• Libro Química Edebé 2º Bachillerato
• http://www.unizar.es/icma/divulgacion/pdf/pdflevitsupercon.pdf

Frío y calor instantáneos.

                                      FRÍO Y CALOR INSTANTÁNEOS

 

Bolsas de frío y calor instantáneo

· Bolsas de frío instantáneo

Se trata de un producto que consta de una bolsa cuyo contenido es nitrato de amonio (NH₄NO₃₎  que se encuentra en el interior de otra bolsa que tiene agua (H₂O).

· Bolsas de calor instantáneo

Es un producto parecido, pero la bolsa del interior contiene, en este caso, bien cloruro de calcio (CaCl₂₎ o bien sulfato de magnesio (MgSO_4).

 

Procesos químicos en los que se basa

El mecanismo se basa en reacciones químicas del siguiente modo:

Cuando se golpea la bolsa de frío instantáneo se rompe la bolsa interior disolviéndose el sulfato de amonio en el agua de la exterior, lo que da lugar a una reacción endotérmica que absorbe el calor del entorno y baja rápidamente la temperatura del paquete (llega a alcanzar -10ºC durante 30 minutos y a partir de ahí, poco a poco, va aumentando de nuevo su temperatura).

Cuando se golpea la bolsa de calor instantáneo el cloruro de calcio o sulfato de magnesio se disuelve en el agua y en este caso se produce una reacción exotérmica que  desprende gran cantidad de calor (llega a alcanzar hasta 55 ºC). El líquido pasa a sólido (cristalización). Este proceso dura más de media hora y una vez sólido, poco a poco irá dejando de emitir calor.

 

Ejemplos significativos

Las bolsas de frío instantáneo son muy utilizadas en sustitución del hielo como primer auxilio en lesiones deportivas o para enfriar bebidas. Es el complemento perfecto para analgésicos y anti-inflamatorios, jaquecas y procesos inflamatorios. La aplicación de frío en las zonas con dolores leves o en lesiones es una primera ayuda muy útil para aliviar estos síntomas. El frío mitiga el dolor y calma las terminaciones nerviosas de la zona afectada. Además, reduce la inflamación causada por la mayor cantidad de sangre que se concentra en la zona, pudiendo aliviar la sensación punzante que se siente de forma insistente con la aparición de dolores de cabeza o lesiones

Las bolsas de calor instantáneo tienen una aplicación terapéutica, sirven para calentar botes de bebidas (café, chocolate, té…) o latas de conservas.

Suelen usarse en actividades deportivas (como el esquí, caza, senderismo...) Mantiene calientes las manos y estimula el riego sanguíneo. También se utiliza en masaje terapéutico o deportivo ya que su acción calorífica relaja los músculos y disminuye las tensiones. Es ideal en tratamientos de termoterapia y para relajarse, dolores menstruales, lumbalgias, artritis, contracturas...

Bibliografía: Libro de texto de química (edebé, 2º bachillerato), wikipedia.

Enlaces por puente de hidrógeno en las biomoléculas

ENLACE POR PUENTE DE HIDRÓGENO 

 

DEFINICIÓN.

Este enlace es un tipo especial de interacción electrostática dipolo-dipolo, que tiene lugar entre un átomo de hidrógeno que forma un enlace covalente muy polarizado y un átomo de pequeño tamaño y muy electronegativo como F, N y O. El átomo de hidrógeno tiene una carga parcial positiva, por lo que atrae a la densidad electrónica de un átomo cercano en el espacio. El enlace de hidrógeno es poco energético frente al enlace covalente corriente, pero su consideración es fundamental para la explicación de procesos como la solvatación o el plegamiento de las proteínas.

Este enlace se puede establecer además de en el agua en cualquier otra molécula. Si el puente se establece entre dos moléculas diferentes ya sea de la misma o de diferente especie se le denomina enlace intermolecular, por ejemplo la molécula de agua, el ácido fluorhídrico, etc. Si el puente se establece entre dos elementos electronegativos de una misma molécula, el enlace se llama intramolecular, por ejemplo O- hidroxibenzaldehido, O- clorofenol etc.

PROPIEDADES DE LAS SUSTANCIAS QUE PRESENTAN ENLACE POR PUENTE DE HIDROGENO.

Este tipo de atracción tiene solamente una tercera parte de la fuerza de los enlaces covalentes, pero tiene importantes efectos sobre las propiedades de las sustancias en las que se presenta, especialmente en cuanto a puntos de fusión y ebullición en estructuras de cristal.

El agua, es la sustancia en la que los puentes de hidrógeno son más efectivos. En su molécula los electrones que intervienen en sus enlaces están más cerca del oxígeno que de los hidrógenos y por esto se generan dos cargas parciales negativas en el extremo donde está el oxígeno y dos cargas parciales positivas en el extremo donde se encuentran los hidrógenos. La presencia de cargas parciales positivas y negativas hace que las moléculas de agua se comporten como imanes en los que las partes con carga parcial positiva atraen a las partes con cargas parciales negativas.

El puente de hidrógeno es un caso especial de la interacción dipolo-dipolo, es relativamente débil (entre -20 y -30 kJ mol ^-1) . La fuerza de enlace es mayor al aumentar la electronegatividad y disminuye con el tamaño de los átomos participantes. El enlace de hidrógeno presenta un cierto carácter covalente

Un tipo de enlace por puente de hidrógeno es el puente de hidrógeno simétrico. Un enlace en el que el núcleo de hidrógeno está exactamente a mitad de camino entre dos átomos del mismo elemento. Es un enlace mucho más fuerte que los puentes de hidrógeno comunes. Se ha observado este tipo de enlace en el hielo a altas presiones, y también en el fluoruro de hidrógeno y el ácido fórmico a altas presiones.

CONTRIBUCIÓN A LAS PROPIEDADES Y ESTRUCTURA DE LAS PROTEÍNAS Y EL ADN.

El hidrógeno es un elemento fundamental en los organismos vivos. De hecho, la existencia de la vida depende de algunas propiedades específicas del hidrógeno, además contribuye a la estabilidad de compuestos orgánicos como los lípidos, las proteínas, el ADN y ARN.

La estructura de las proteínas se puede estudiar desde 4 niveles de complejidad, que son la estructura primaria, la estructura secundaria, la estructura terciaria y la estructura cuaternaria. En todas ellas tiene un papel muy importante el enlace por puente de hidrógeno.

En las estructuras secundarias de las proteínas, como la α-hélice que es una estructura helicoidal dextrógira que se estabiliza gracias a la gran cantidad de puentes de hidrógeno que se establecen entre los aminoácidos de la espiral. En la otra estructura secundaria, β-laminar o β-hoja plegada (estructura en forma de zig-zag) también se estabiliza creando puentes de hidrógeno entre distintas zonas de la misma molécula, doblando su estructura. De este modo adquiere esa forma plegada. Además, cuando varias proteínas se unen entre sí (ya sean estructuras primarias, secundarias o terciarias) forman una organización superior llamada estructura cuaternaria. Esta unión se realiza mediante muchos enlaces débiles, como puentes de hidrógeno o interacciones hidrofóbicas.

En la molécula de ADN las bases de una de las cadenas o hebras están unidas mediante puentes de hidrógeno con las bases nitrogenadas de la otra cadena o hebra, de tal manera que ambas cadenas quedan unidas de la siguiente forma: Adenina se une a Timina con dos puentes de hidrógeno y Guanina se une a Citosina con tres puentes de hidrógeno (el tercer enlace proporciona una mayor estabilidad). Esta correspondencia entre bases hace que ambas cadenas sean complementarias y contribuye a dar la forma helicoidal. La importancia de los puentes de hidrógeno es, más bien, la especificidad que otorgan a la molécula y a todos los procesos en los que se ve implicado algún tipo de ácido nucleico, como la replicación o la transcripción de ARNm.

BIBLIOGRAFÍA

http://www.biologia.edu.ar/macromoleculas/estructura_de_la_materia.htm

http://www.monografias.com/trabajos34/hidrogeno/hidrogeno.shtml#puentes

http://quimicalibre.com/el-puente-de-hidrogeno/

http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/puente%20de%20hidrogeno.html

http://es.wikipedia.org/wiki/Enlace_por_puente_de_hidr%C3%B3geno

http://www.wikiciencia.org/ciencia-facil/puente-hidrogeno/index.php

www.itescam.edu.mx/principal/sylabus/fpdb/recursos/r42730.DOC

http://www.ecured.cu/index.php/Enlace_por_puente_de_hidr%C3%B3geno

http://es.answers.yahoo.com/question/index?qid=20090203111404AAeKjhd http://atlasgeneticsoncology.org/Educ/DNASpID30001SS.html

http://recursos.cnice.mec.es/biosfera/alumno/2bachillerato/biomol/contenidos16.htm http://www.biorom.uma.es/contenido/av_biomo/Mat3b.html

Libro de 2º de bachillerato de Química de editorial Edebé.

Ciclo de Born-Haber para el CaO.

La energía reticular o energía de red es la energía requerida para separar completamente un mol de un compuesto iónico en sus iones gaseosos. Muestra la estabilidad de la red cristalina. La energía reticular presenta dimensiones de energía/mol y las mismas unidades que la entalpía estándar (ΔH^o), pero de signo contrario, es decir kJ /mol.
No es posible medir la energía reticular directamente por lo que se recurre a métodos indirectos aplicando la ley de Hess. Es lo que se conoce como ciclo de Born y Haber.

Factores de los que depende:
Al ser siempre negativa consideraremos siempre valores absolutos.
A mayor carga de los iones mayor “U”. 
Ejemplo: Así el CaO (Ca⁺² y O^-2) tendrá “U” mayor que el NaCl (Na⁺ y Cl^-).
A menor tamaño de los iones menor “U”. 
Ejemplo: Así el NaCl (Na⁺ y Cl^–) tendrá “U” mayor que el KBr (K⁺ y Br^–).

Energías que intervienen:

Camino directo. El calcio solido Ca(s) y el O₂(g) se unen para formar un mol de cristal iónico solido. En el proceso se desprende el calor de formación o entalpia molar de formación (∆Hf) del CaO.

 Camino indirecto. Vaporización de un mol de Ca(s): se absorbe la energía molar de sublimación (∆Hs) del Ca.

Disociación (∆HD) del de ½ mol de O₂(g): Se absorbe la mitad de la energía molar de enlace.

Ionización (EI 1ª y EI 2ª) de un mol de átomos de Ca: Se absorbe la energía molar de ionización del Ca. El calcio debido a la energía de ionización 1ª pasa a Ca⁺ y con la 2ª energía de ionización pasa de Ca⁺ a Ca⁺²

Ionización de un mol de átomos de O(g): Se desprende la afinidad electrónica (AE 1º) molar del oxigeno para transformarlo en 0^-  y aplicando la (AE 2º) se transforma en O^-2

Condensación de los iones gaseosos para formar un mol de solido: Se desprende la energía de red (u) del CaO.

FORMULA: ∆Hf= EI1º+EI2º+1/2 ∆HD+AE1º+AE2º+∆u

BIBLIOGRAFIA: Libro de 2ª de Bachillerato de química de Edebé.

resno.pntic.mec.es/~fgutie6/quimica2/.../08EnlaceQuímico.pp

 

 

El colesterol

Fórmula condensada o molecular: C₂₇H₄₆O

Nombre propio/Sistemático: Colesterol/(10R,​13R)-​10,​13-​dimetil-​17-​(6-​methilheptan-​2-​il)-​2,​3,​4,​7,​8,​9,​11,​12,​14,​15,​16,​17-​dodecahidro-​1H-​ciclopenta​[a]pentantrien-​3-​ol

 

Características físicas:

1. Peso molecular: 386,66 u (umas)
2. Olor: prácticamente inoloro.
3. Solubilidad: insoluble en agua y bien soluble en sustancias orgánicas como el cloroformo o formol como todos los lípidos.
4. pH neutro
5. Punto de ebullición y fusión: 421,15 K (148 °C) y 633,15 K (360 °C)
6. Densidad de vapor igual al aire (1)
7. Estable y baja posibilidad de reactividad.
8. Peligroso en descomposición puede formar CO2 y CO en descomposición por calentamiento.
9. No tiene capacidad de polimerización. Incompatible con oxidantes fuertes.

10. Apariencia física: polvo blanco cristalino.

Caracterísicas químicas:

Es un lípido esteroide, molécula de ciclopentanoperhidrofenantreno (o esterano), constituida por cuatro carboxiclos condensados o fundidos, denominados A, B, C y D, que presentan varias sustituciones:

1. Dos metilo en los carbonos 10 y 13
2. Cadena alifática ramificada de 8 carbonos en el carbono 17
3. Grupo hidróxido en el carbono 3 (-ol)
4. Dos insaturaciones entre los carbonos 5 y 6.

 

Uso e importancia del colesterol:

El colesterol es una sustancia orgánica perteneciente al macrocomplejo de los lípidos, perteneciendo al grupo de lípidos no saponificables (grasas o acilglicéridos que no forman jabones), más concretamente a los esteroides.

Es una molécula de gran interés biológico e indispensable para la célula animal, ya que al no tener una pared celular estable y fuerte necesita una molécula especial que permita que sus capas de lípidos (ácidos grasos) de su membrana consigan estabilidad y no se “despeguen” y no pierdan sus propiedades. Por tanto, es una molécula indispensable para la vida ya que es necesaria para el crecimiento y desarrollo de todas las células.

Se encuentra en todos los órganos del cuerpo, siendo muy común en la piel, hígado y plasma sanguíneo.

El colesterol es el principal compuesto del grupo de esteroides, ya que de él provienen la mayoría de esteroides, como la vitamina D (imprescindible para la sodificación de calcio y fósforo en huesos) que se fabrica con rayos solares sobre la piel, las hormonas sexuales (progresterona, estrógenos y testosterona),otras hormonas corticoides como el cortisol (antiinflamatorio) y aldosterona(presión arterial) y las sales biliares para emulsión de grasas en la digestión (romper mejor las grasas y así coger sus nutrientes mejor).

El colesterol al ser muy insoluble en agua en la sangre (medio acuoso) como muchos lípidos es unido a un grupo especial de transporte llamado lipoprotreínas para su transporte al organismo:

1. Lipoproteínas de baja densidad (Low density lipoproteins o LDL en inglés): conocido erróneamente como “colesterol malo” por dos razones: no es el colesterol en sí el “malo” si no la proteína, ya que al tener menos densidad lleva menos colesterol en menos volumen y dos, ese es el colesterol que se transporta desde el hígado hasta el resto del organismo para la reparación y reconstrucción de tejidos celulares, dando su importancia vital. Esta lipoproteína se encuentra solo en tejidos animales (nunca en vegetales como trigo, pan, aceites de oliva, arroz, etc…) y el organismo de por sí la sabe fabricar, el verdadero problema es el consumido en la dieta, ya que tiene mayor capacidad de oxidación y bloquea los capilares sanguíneos cuando hay un exceso y la célula no puede absorber más de lo que necesita.
2. Lipoproteínas de alta densidad (High density lipoprotein, HDL o “colesterol bueno”): también así conocido erróneamente ya que es la proteína y no el colestero, que es el mismo, como esta proteína es más grande, puede engancharse a ella mayor número de moléculas de colesterol y otros triglicéridos para su destrucción desde tejidos del organisma hasta el hígado, permitiendo así arrastrar a más LDL y limpiar capilares.