Transmisión del impulso nervioso mediado por el potencial eléctrico de membrana citoplasmática

Lasso-Morales, C. Crizón-Pérez, E. Rivera-Narvaez, F. Zuñiga-Paredes

Resumen

La presente investigación tiene como finalidad dar a conocer los diferentes potenciales de membrana existentes para la transmisión del impulso nervioso, generados tanto en el reposo y durante la acción de las células nerviosas y musculares, para ello se investigó acerca de las principales células que conforman el sistema nervioso, dentro de las cuales encontramos a las neuronas  y a las células gliales. Por otro lado se investigó acerca de la conducción del impulso nervioso, el cual se transmite por un potencial de reposo  o a su vez  por un potencial de acción, el cual dependerá de la sinapsis que presenten dichas células al recibir un estimulo. Esta investigación dio como resultado la adquisición de nuevos conocimientos  acerca del potencial generado por la membrana, los cuales dependen de la transmisión de un estimulo mediante los diferentes  potenciales acción.

Palabras clave: Potencial de Nernst, fuerza electromotriz, repolarización, excitación, potencial.

Introducción

El estudio de los distintos potenciales de membranas es de gran importancia, debido a que nos permite analizar los componentes que intervienen en la transmisión de impulsos nervioso, los cuales a su vez están ligados a un tema fisicoquímico que corresponde al potencial eléctrico, es por ello que centramos nuestro interés en este. Las distintas condiciones relacionadas con  dicho potencial, son el resultado de la separación de cargas positivas y negativas a través de una membrana celular, en esta separación, las cargas positivas se encuentran en el  exterior de la membrana de una célula del sistema nervioso en reposo, esto es debido a que la bi-capa lipídica actúa como una barrera para la difusión de los iones y da lugar a la generación de una diferencia de potencial. Esta diferencia toma valores de 60 a 70 mV [1].

Cuando una célula está en reposo, el potencial de membrana se conoce como potencial de reposo. Por convención se toma el potencial externo como cero, por lo que teniendo en cuenta que el interior tiene un exceso de carga negativa, el potencial de membrana en este caso toma valor negativo de -60 a -70 mV [2]. La separación de carga a través de la membrana y por lo tanto el potencial de reposo, se modifica cada vez que ocurre un flujo neto de iones hacia el interior de la célula. Cuando se produce una disminución de la separación de carga el proceso se denomina despolarización, caso contrario se conoce como repolarización [3]. Al modificarse el potencial de membrana se genera un flujo de corriente, debido a la acción de los canales iónicos, tanto de los canales Gated, los cuales se abren o cierran en respuesta a señales eléctricas, mecánicas o químicas específicas, como de los Canales nongated que se encuentran siempre abiertos y no son influenciados significativamente por factores extrínsecos, estos canales son importantes para mantener el potencial de membrana en reposo (4).

El potencial de reposo corresponde a un estado donde la neurona está sin estimular, cuando es estimulada se produce una “explosión de actividad eléctrica” conocido como potencial de acción. Ante el estímulo, el potencial de reposo toma valores más positivos, pero solo cuando alcanza un valor umbral, de unos – 55 mV, se produce el disparo de un potencial de acción. Es importante mencionar que todos los potenciales de acción tienen la misma magnitud para cualquier neurona. En términos generales el proceso puede describirse teniendo en cuenta el funcionamiento de los canales iónicos. Ante el estímulo se abren los canales de sodio permitiendo el ingreso al interior de la célula lo que conduce a la despolarización. Cuando los canales de sodio comienzan a cerrarse se abren los de potasio, permitiendo la salida del mismo con lo que se revierte la despolarización anterior. Con esto se regresa al valor de potencial inicial (-70mV) es decir ocurre la repolarización [2].

El objetivo de esta investigación es proporcionar información actualizada y verídica acerca del potencial de membrana existente en toda célula, mediante la indagación de las distintas transmisiones del impulso nervioso, para poder diferenciar los distintos tipos de potencial generados frente a un estímulo, determinando así una relación entre dos temas de ramas diferentes de la ciencia, las mismas  que  se encuentra relacionadas dentro de un mismo aparato, el más interesante expuesto a varios estudios, el cuerpo humano que es una máquina, con infinitas funciones, las cuales están mediadas por distintos principios fisicoquímicos.

2. Potencial de membrana y potencial de Nernst

2.1.  Potenciales de membrana provocados por difusión

En la Figura 1 se observan los  potenciales causados por las concentraciones de iones tanto sodio como potasio. En A se tiene una concentración interna de iones potasio elevada, comparada con la externa, dada la permeabilidad de las células nerviosas a los iones potasio, se espera una salida de estos, causando así una electronegatividad interna y electro positividad externa que al cabo de un tiempo (1ms) la diferencia entre el interior y el exterior, denominada potencial de difusión, es lo suficientemente grande (en mamíferos es -94mV)  para detener la difusión del ion desde el exterior hacia el interior a pesar del gradiente de concentración existente.

En B se observa el efecto contrario con el ion sodio provocando una electro positividad interna y una electronegatividad externa provocando su correspondiente potencial de difusión (en mamíferos +61mV)

741741

Fig. 1. Establecimiento de un potencial de difusión a través de la membrana de una fibra nerviosa: A representa la fibra en función del potasio y B la misma fibra en función del sodio [4].

2.2.  Potencial de Nernst

A través de la ecuación de Nernst nos es posible relacionar el valor mínimo de los gradientes de concentración con el gradiente eléctrico de la membrana para poder compararlos, y así luego poder equilibrarlos. La ecuación de Nernst es de importancia transcendental  pues nos permite conocer como se originan los potenciales en la membrana y nos explica como se generan los potenciales de acción y potenciales  sináptico [5].

Entonces el potencial de Nernst se define como el potencial de difusión que se da a través de una membrana que se opone de manera proporcinal a la difusión neta de un ion a través de la membrana. Se puede utilizar la siguiente ecuación:

Ecuación1:

FEM (milivoltios): ±61,54xlog (c interior/c exterior) [4]

Donde FEM es la fuerza electromotriz y 61,54 representa el valor de:

Ecuación2:                           2,303 RT/F[6]

R= 8314 mV [C]/K mol

T= 37°C o 310,15K  que es la temperatura corporal

F=96490 [C]/mol

Esta  magnitud viene determinada por  el cociente de las concentraciones de ese ion específico, el cual se encuentra tanto intramembrana  y extramembrana.

Cuanto mayor es este cociente, mayor es la tendencia del ion a difundir en una dirección, dicha dirección dependerá de la carga interna y externa de la célula nerviosa y, por tanto, mayor será el potencial de Nernst necesario para impedir la difusión neta adicional.  A menudo se utiliza esta ecuación asumiendo que el potencial del líquido que se encuentra extracelularmente se conserva a un potencial de cero para entender en que dirección se moverán los iones, y que el potencial de Nernst es el potencial que se encuentra en el interior de la membrana [4].

Un ejemplo claro lo tenemos con el ion sodio, Na+, el cual se encuentra de manera abundante extracelularmente. Si se incrementa la concentración de sodio ion, el potencial Nernst tendera a ser mas electronegativo, lo que atrae al sodio hacia dentro de la membrana provocando así una aumento de potencial hasta llegar a un limite requerido.

2.3.  Potencial de membrana en reposo de los nervios

El potencial de membrana para las neuronas grandes es -90mV, mas electronegativo internamente que el exterior, dado que estos potenciales son causados por la entrada y salida de iones es importante considerar que al igual que todas las células del cuerpo, las neuronas poseen potentes bombas de sodio y potasio que crean gradientes de concentración a nivel externo e interno. Con un coeficiente de partición o de distribución interior-exterior de 0,1 para el sodio y 35 para el potasio, esto quiere decir que internamente existe un sodio por cada 10 en el exterior y a su vez 35 potasios internos por cada 1 externo. Esto es de vital importancia dado que así se mantiene un equilibrio de cargas.

2.4.  Potencial de acción nervioso

Si el potencial en reposo indica lo que sucede con la neurona en reposo, el potencial de acción señala lo que pasa cuando la neurona transmite información por el axón, lejos del soma (cuerpo celular). Las señales nerviosas son  transmitidas mediante potenciales de acción los cuales se describen como cambios rápidos del potencial de membrana que se extienden rápidamente a lo largo de la membrana de la fibra nerviosa. Cada uno de estos comienza con un cambio súbito desde el potencial de membrana negativo en reposo normal hasta un potencial positivo y después termina con un cambio casi igual de rápido de nuevo hacia el potencial negativo. De esta manera se logra que la respuesta, en este caso el impulso nervioso, se obtenga de una manera rápida y violenta.

 

3. Conclusiones

Se determino que el potencial de acción se encuentra proporcionado en su gran mayoría por la presencia de iones Na y K tanto  nivel interno como externo de la neurona, siendo estos gradientes de concentración los que determinan la electronegatividad y electropositividad a nivel celular, con valores tales como -94 mV para el K y +61 mV para el Na. De esta manera se interpreto la acción de los iones cuando existe la excitación causada por un impulso nervioso.

Al mismo tiempo se determino que depende de la entrada de iones sodio la repolarización de la membrana y que la salida, por su parte de iones potasio despolariza la membrana dejándola nuevamente en estado de reposo con una carga de –90 mV. Concluyendo que depende de estas fases el movimiento y el traspaso de un estimulo a través de todas las fibras nerviosas en todo el cuerpo humano. Finalmente se logro conocer la importancia del potencial de Nernst, cuya ecuación aplicada a sistemas vivos como el caso de las neuronas, permite comprender el sentido de la difusión de iones dependiendo de las cargas y la atracción entre ellas.

4. Referencias

[1]

A. Felipe, «The spanish ion channel initiative,» Enero 2011. [En línea]. Available: http://sici.umh.es/Canals%20i%C3%B2nics%20_art%C3%ADculo%20divulgaci%C3%B3n%20maquetado_.pdf. [Último acceso: 31 Julio 2016].

[2]

Z. Ramos, «Fisiologia del ser humano,» Octubre 2013. [En línea]. Available: http://zeyramos.blogspot.com/2013/06/potencial-de-membrana-en-reposo.html. [Último acceso: 31 Julio 2016].

[3]

Universidad Nacional de Cordoba, «Facultad de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales,» Noviembre 2012. [En línea]. Available: http://www.efn.uncor.edu/departamentos/divbioeco/anatocom/Biologia/Los%20Sistemas/Nervioso/fisiologianueronal.htm. [Último acceso: 31 Julio 2016].

[4]

A. C. Guyton, Tratado de Fisiologia medica, Mississippi: ELSEVIER, 2011.

[5]h

M. Parisi, «Nestoriano,» Octubre 2008. [En línea]. Available: https://nestoriano.files.wordpress.com/2008/10/potencial-de-membrana.pdf. [Último acceso: 31 Julio 2016].

[6]

G. Ulate Montero, «Slideplayer,» Julio 2014. [En línea]. Available: http://slideplayer.es/slide/159860. [Último acceso: 31 Julio 2016].

 

HAEMOPHILUS INFLUENZAE

Haemophilus influenzae bacilo Gram negativo, pequeño inmóvil, que no forma esporas, Resultado de imagen para HAEMOPHILUS INFLUENZAEcrece aeróbica o anaeróbicamente. El crecimiento aeróbico requiere la presencia de hemina (factor X) y nicotinamida adenina dinucleótida (factor V). Se conocen seis serotipos capsulares, a, b, c, d, e, f., la cápsula representa el mayor factor de virulencia de esta bacteria y la mayor parte de las infecciones invasivas serias son causadas por el serotipo capsular b. (Dr. Javier Cepeda, 1999). Existen también cepas no capsuladas que pueden producir infecciones en humanos. Su cápsula le permite resistir la fagocitosis y la lisis en los huéspedes no inmunizados. Las cepas no encapsuladas son menos invasivas, aunque son capaces de inducir una respuesta inflamatoria que causa trastornos. La resistencia al cloranfenicol, a trimetoprim-sulfametoxasole, tetraciclina y rifampicina, por lo que el mecanismo de resistencia es la producción de beta-lactamasa inducida por un plásmido, más recientemente se ha descrito la alteración estructural de las proteínas fijadoras de penicilina como otro mecanismo de resistencia. El mecanismo de resistencia al cloranfenicol es la producción de acetiltransferasa de cloranfenicol, una enzima que inactiva este antibiótico. (Generalitat de Catalunya., 2001)

Haemophilus influenzae es un habitante normal, son patógenos oportunistas, de la vía respiratoria superior y ocasionalmente se encuentra colonizando el tracto gastrointestinal y genital. A partir de su nicho en la nasofaringe invade estructuras anatómicas vecinas, el torrente vascular y la vía respiratoria inferior, produciendo las formas invasivas de infección representadas por los cuadros clínicos de otitis media, meningitis,nasofaringitis, epiglotitís, conjuntivitis, septicemia, pericarditis, endocarditis, peritonitis, artritis, neumonía, la meningitis, especialmente en infantes, niños mayores de 7 años y en los ancianos, es la manifestación clínica más seria de las invasiones tisulares causadas por Haemophilus influenzae. (Kennedy WA, 2007)

Las     pruebas    de     diagnóstico     presuntivo    bastante    efectivo    que    puede     se inmunoelectroforesis, aglutinación de látex, coaglutinación y ELISA los cuales detectan el antígeno capsular, en especial del tipo b. Para el cultivo de Haemophilus influenzae se necesitan medios que reúnan las características nutricionales que exige esta bacteria, como por ejemplo Agar chocolate, en el cual se cultivan grandes cantidades de sangre las colonias de esta bacteria tienden a ser pequeñas y traslucidas en las primeras 24 horas, se incuba a 35- 37°C hasta por tres días cuando no ha habido crecimiento aparente en los primeros dos días, preferentemente en una atmósfera con 5-10% C02. Haemophilus influenzae no crece en medio de Agar sangre corriente a menos que sea suplementado con factor V. Haemophilus influenzae no crece en los medios rutinarios para efectuar antibiograma, se necesita preparar un medio especial que además de la base de Mueller- Hinton contiene 15ug/mL de beta-NAD, 15ug/mL de hematina bobina, 5mg/mL de extracto de levadura y un pH de 7.2 a 7.4. ( World Health Organization. , 1997.)

Se distribuye a nivel mundial, siendo el único reservorio el ser humano, se puede encontrar en la garganta de niños sanos hasta en un 5%, los niños pequeños son más susceptibles a ser infectados, su transmisión es aérea y su diseminación sigue un patrón estacionario en las zonas en donde las estaciones están bien marcadas, especialmente cuando esta con clima frío. La exposición en una edad temprana se relación con su capacidad de desarrollar una respuesta inmunológica específica. (Cherian T, 2003) Actualmente existe una vacuna para prevenir infecciones causadas por el serotipo b, Los antibióticos a usar dependerán de lo siguiente conocimiento de la sensibilidad de la bacteria, comúnmente usados la Ampicílina y Cloranfenicol, aunque ya se ha descrito resistencia a él es mucho menor que para la Ampicilina; o si se cuenta con Cefalosporinas de Tercera generación como Cefotaxima o Cefiriaxona deberán usarse estas. (Dr. Javier Cepeda, 1999)

Bibliografía 

  • World Health Organization. . (1997.). Generic protocol for population-based surveillance of Haemophilus influenzae type B.
  • Cherian T. (2003). Etiology of acute respiratory infections in children in tropical southern India. India .
  • Javier Cepeda. (1999). Bacteriología Clínica de Haemophilus Influenzae. En HONDURAS PEDIÁTRICA .
  • Generalitat de Catalunya. (Enero de 2001). La enfermedad por Haemophilus

influenzae.                                               Obtenido                                              de

http://www.gencat.cat/salut/depsalut/html/es/dir92/csfaq_7.htm

  • Kennedy WA. (2007). Epidemiol Infect 135. (5 Ed.).

Aplicación de expresiones logarítmicas: Terremotos

Últimamente se ha desencadenado una oleada algo perturbadora de eventos sísmicos, Resultado de imagen para Charles F. Richterllevando a más de uno a preguntarse ¿qué está sucediendo con nuestro planeta? y parte de la respuesta ya  la conocemos. Sin embargo y más allá de todo ello, quisiera compartir algo sencillo, pero no menos importante; y es la presencia de las matemáticas en estos fenómenos naturales. Y es donde entra la figura de un gran personaje el sismólogo Charles F. Richter. Este importante hombre de ciencia norteamericano vio en los sismos un gran problema y era lo difícil que resultaba entender la magnitud de un sismo; difícil ya que concederle una magnitud fija a algo que puede estar sujeto a diversos puntos de vista puede terminar siendo una tarea sumamente complicada puesto que si a una persona un sismo le pareció algo interminable y cataclísmico, quizás para otra no paso de ser un susto común; de todos modos en el mundo de la ciencia no hay espacio  para “cortinas de humo”. Y es cuando Richter decide crear una escala numérica que permita estandarizar la intensidad sísmica,  valiéndose de logaritmos, ¿cómo? veamos a continuación:

Resultado de imagen para Charles F. Richter

Los logaritmos se utilizan para medir la magnitud de los terremotos. En la escala Richter desarrollada por Charles F. Richter se consideran valores que van de -1 a 9, aunque en la realidad los valores de sus magnitudes pueden fluctuar específicamente de 1 a 9, muchos sismólogos consideran que un sismo de escala 10 en Richter podría ser el más devastador de todos los terremotos y se lo compara con una fuerza capaz de fisurar un continente, por tanto es denominado como “super terremoto” hipótesis que se plantean como un fenómeno que podría relacionarse con  la separación del supercontinente PANGEA dicho de otra manera, se necesitaria 56.000.000.000.000 kilos explosivos para desatar la energia consecuente de un sismo de dicha intensidad.

Resultado de imagen para escala de richter

Pues  bien la expresión matemática desarrollada por el sismólogo estadounidense fue:

R=log(10)I

donde,Resultado de imagen para escala de richter

R=representa el valor dentro de la escala de Richter de 1-10.

I= representa el número de veces que es más intenso el terremoto respecto de la actividad sísmica más pequeña que se puede medir con un sismógrafo.

¿Cómo se aplica?

a) Por ejemplo: si un sismo suscitado es de 4º en la escala de Richter ¿cuántas veces es más intenso con respecto a la actividad sísmica más pequeña que se puede medir?

-El número asignado en la escala Richter es (R), es 4. Para determinar ¿cuantas veces más intenso el terremoto con respecto al mínimo medible del sismógrafo (I); sustituimos R=4 en la fórmula y despejamos I.

R=log(10)I

4=log(10)I

cambiamos a la forma exponencial:

104=I

I= 10000

INTERPRETACIÓN: el valor obtenido de I= 10000;  indica que con respecto a la actividad sísmica mínima que puede ser medida por el sismógrafo, dicho evento sísmico fue diez mil veces más intenso.

Por lo tanto allí radica en parte de lo impredecible que es un sismo, y para entenderse como magnitud, es necesario que el evento haya ocurrido para proceder con la valoración del mismo. Y por esa misma razón en ocasiones los valores dados por instituto geofísico tienden a cambiar levemente  ya que siempre el primer valor resulta ser tentativo o aproximado y sujeto a revisión para un valor más exacto, pero dicho valor preliminar permite a las autoridades competentes actuar adecuadamente frente a un evento catastrófico.

Resultado de imagen para escala de richter

b) ¿cuántas veces más intenso es un sismo de 5º en la escala de Richter con respecto a uno de 4º?.

5=log(10)I

105=I

I= 100000

100.000/10000=10 (I de 5º con respecto a I de 4º)

INTERPRETACIÓN: un terremoto que mide 5º es 10 veces más fuerte que uno de 4º.

BIBLIOGRAFÍA: 

Allen,R. (1998) Álgebra intermedia. Funciones exponenciales y logarítmicas. (pp.630) 3º Ed. México: Pearson Prentice Hall.

Hablemos de Drogas! (PARTE III) Ansiolíticos: Mitos y Verdades.

¿Ha sentido miedo excesivo porque el avión sufrió alguna fuerte turbulencia? Ésta y muchas otras situaciones son capaces de desencadenar cuadros de pánico, miedo o una fuerte ansiedad; Pero qué sucede cuando esta ansiedad va más allá? dejando de ser un miedo estacional y se convierte en algo patológico. Pues hay que partir de allí, el miedo, ansiedad, depresión, angustia o pánico desenfrenado, excesivo e inmanejable es una enfermedad! Por esta razón han sido muchas las casas farmacéuticas que han concentrado sus esfuerzos en mitigar estos efectos en sus pacientes; es así como hace no menos de 60 años nacieron los ansiolíticos.

Resultado de imagen para sufrimiento psicologicoSabemos que el sufrimiento psicológico como tal, radica en la complejidad del ser humano desde lo más profundo de su conciencia hasta lo más  ininteligible de la fisiología; en retrospectiva si deseamos estudiar a profundidad a lo que se ha denominado “sufrimiento psicológico”, deberemos entonces entramar diversas ciencias para lograr, en algo, abarcar tan complejo asunto, y es precisamente en este punto complejo, donde radica el mayor punto débil de un ser humano, debido a que se vuelve un blanco fácil  y  muy susceptible a caer en el fatal  mundo de las drogas.

La situación actual entorno a este tipo de drogas, llámense ansiolíticos, es verdaderamente dramática; por ejemplo y según mencionan:

Jorge Enrique Machado, Verónica Alzate & et all. en un importante estudio sobre Las Tendencias de consumo de medicamentos ansiolíticos e hipnóticos; realizado en la hermana República de Colombia entre 2008 y 2013 se dice en su investigación que en Latinoamérica el consumo de psicofármacos ocupa el tercer lugar de medicamentos más comercializados, siendo antidepresivos y ansiolíticos los más solicitados con un 35% y un 5% respectivamente.

Por tanto y ante la creciente ola de consumo de dichos fármacos, considero importante tratarlos como un asunto de salud pública de vital importacia, por que no existe una limitante definitiva para el acceso a dichos medicamentos, realidad propia de nuestra América. Las cifras son alarmantes siendo la ansiedad y trastornos del sueño los espectros terapéuticos mas comunes en torno al consumo de las presentes drogas. Por ejemplo y según los mismos autores anteriormente citados; los trastornos de ansiedad entendidas como alteraciones psiquiátricas de alta prevalencia mundial han aumentado de forma proporcional conforme ha ido desarrollando avances tecnológicos entorno a las comunicaciones, actualmente dichos trastornos están permanentemente ligados a Resultado de imagen para ansiedadredes sociales, e internet de frente a una realidad en la que el acceso a estas tecnologías de forma masiva han derivado en definitiva en graves efectos nocivos entorno a la salud mental de los seres humanos. Los autores estiman que en Estados Unidos 30 millones de personas sufren trastornos de ansiedad siendo el género de mayor prevalencia el de mujeres. Por tanto la ansiedad esta estrechamente ligada a gran morbilidad  y calidad de vida, entorno económico y diversos factores psicosociales, dando como resultado un costo aproximado de tratamiento que fluctúa entre los US$  6475. En contraste, el conocimiento en torno al uso de estos medicamentos es deficiente, provocando el mayor de los males, y que dicho sea de paso  no es únicamente el enriquecimiento de las industrias farmacéuticas  si no la dependencia y adicción que puede llegar a experimentar un paciente mal informado y de manera especial el sector de la población que tiene mayor tendencia a su consumo que son las mujeres según diversos estudios.

El presente artículo no se centra específicamente en los psicofármacos, si no más bien en su incidencia con respecto al consumo indiscriminado de los mismos. Sin embargo la literatura médica menciona al menos 9 tipos de ansiolíticos: benzodiacepinas, barbitúricos, buspirona, alprazolam, diazepam,  lorazepam, bromazepam,  cloracepato y  antihistamínicos varios. Sin embargo y apesar de los esfuerzos que hacen las industrias farmacéuticas por sintetizar sustancias químicas mas sofisiticadas con la finalidad de ayudar a los pacientes que presentan patologías varias en el ámbito psiquiátrico, es preciso aclarar que los ansiolíticos como tal, NO CURAN LA ANSIEDAD, y sus efectos sobre la misma son de carácter netamente químico, ya que mediante diversos mecanismos de acción inciden en aquellas sustancias, llámense neurotransmisores sintetizados por nuestro cuerpo humano de forma natural.

Resultado de imagen para serotonina
SEROTONINA

Por ejemplo ¿sabía usted qué… La sustancia química que se encarga de equilibrar su estado de ánimo se denomina SEROTONINA, cuyo déficit le produciría un grave cuadro de depresión? ¿Qué es lo curioso? este neurotransmisor se produce en nuestro cerebro e intestinos así lo menciona el Medical News Today (2016); por tanto mis queridos lectores, no se necesita ser un genio para deducir cómo combatir en parte a la temida depresión, ya que si se pueden dar cuenta notaran que dicha sustancia se produce en sus intestinos y cerebro, habrá que suponer entonces que una buena dieta y un cuidado adecuado de lo que consumimos tanto en alimentos como en otras sustancias como el alcohol están directamente ligadas al bienestar de los mencionados órganos por tanto parte dela solución radica en el qué comemos y en el qué bebemos, ya que no es ninguna casualidad ver un ebrio muy alegre (niveles alborotados de serotonina) o uno demasiado deprimido (niveles de serotonina bajos). Analicemos un poco más, la serotonina entra en acción gracias a diversas reacciones bioquímicas en nuestro cerebro, cuyo tejido (tejido cerebral) se compone de una serie de células, que pueden clasificarse según su apariencia y funcionamiento. Las células más importantes y numerosas son las células nerviosas (neuronas). En el cerebro humano hay alrededor de 200 mil millones de neuronas así lo afirma la Dra. María Fernanda Pedrero (2012) de modo que la posibilidad de caer ante situaciones estresantes que lleven a cuadros de ansiedad y depresión se reducen cuando cuidamos de dichas células, evitando el alcohol, cigarrillo u otras drogas.

Resultado de imagen para ansioliticos

Lo complicado del asunto radica en una sociedad cada vez más mercantilista, una que piensa que la felicidad está detrás de esta su pantalla que no es mas que un cúmulo de silicio programado para hacerle creer que es feliz. Hoy la felicidad aparentemente nace de un “meme”, un video inapropiado o quizás algún idiota creyendo ser payaso desde una plataforma de You Tube, así que creo firmemente que es una sociedad verdaderamente distópica propensa a caer en un montón de mentiras que gasta miles de millones en producir libros de superación personal y bobos manuales que cínicamente le ofrecen encontrar la tan anhelada felicidad. Cuando la realidad es otra, una que va mas allá de la sonrisa perfecta, y que no se come el cuento, de que la felicidad se vende; una en que los verdaderos demonios se alojan en casa con personas como tú o como yo a la sombra de la ansiedad o  la depresión. Y como la sociedad busca siempre salidas rápidas al asunto, tenemos una industria farmacéutica lista para suministrarle algo de felicidad y calma, a pesar de mis palabras no quiero caer en la radicalización, pues existen cuadros patógenos psiquiátricos endógenos cuya única salida es la vía química y entiéndase que estos casos son cuestiones en las que la medicina debe hacer su trabajo y no es éste el problema que busco criticar.

Resultado de imagen para adiccion a las redes sociales

El pasado 7 de agosto del 2017, Andrea Rodríguez periodista de Diario El Telégrafo, (periódico de Ecuador) plantea la siguiente pregunta: ¿Es posible vivir sin estos fármacos? La respuesta es simple, y vas más allá de un simple SI, la respuesta verídica se encuentra allí, en el lugar que posiblemente es el más olvidado en esta neo sociedad moderna; la respuesta está en la FAMILIA, pues muchos de los patrones que generan adicción provienen de desórdenes intrafamiliares. Los seres humanos estamos de frente a una gran amenaza, pues pasamos de sociedades en que los niños no le temian al frío ni al lodo a una en la que un dispositivo móvil hace las veces de madre o padre, esclavizando a nuestros niños  a un peligroso mundo, la internet y si usted es padre o madre de familia le dejo la siguiente interrogante ¿sabe usted qué clase de miedos maneja su hij@ actualmente?Resultado de imagen para dejar adiccion a farmacos

Pero el cuerpo humano es perfecto biológicamente hablando, y ansiedad no es precisamente el monstruo de esta historia, pues no siempre es perjudicial ya que su razón de ser es la de mantener vencida la voz de alerta ante un probable peligro. Si no recuerde todas esas veces que se salvó de un buen accidente gracias a que se mantuvo alerta todo el camino. Mas aquella ansiedad que nubla un juicio, anula, bloquea, inmoviliza  y que en especial le roba su calma  es una que le resta calidad de vida.

En Ecuador los psicofármacos se encuentrar normados por la ley  y requieren de prescripción médica para su suministro, segun la ya mencionada reportera y haciéndo uso de  una se sus citas:

“En Ecuador, el Ministerio de Salud controla la venta de estas sustancias, de acuerdo al nuevo Código de Salud. Además, los ansiolíticos son prescritos por neurólogos, psiquiatras y anestesiólogos, profesionales que tienen conocimiento del sistema nervioso central y de la acción que pueden tener sobre la conducta”.

Adrián Lozano Beltrán, médico psiquiatra del Hospital Metropolitano

Esta noticia ha sido publicada originalmente por Diario EL TELÉGRAFO bajo la siguiente dirección: https://www.eltelegrafo.com.ec/noticias/702/51/los-farmacos-contra-la-ansiedad-pueden-generar-adiccion

Donde el médico entrevistado afirma que las sustancias denominadas benzodiazepinas (medicamentos que tienen un efecto ansiolítico, hipnótico y relajante muscular) fueron creadas como respuesta a los barbitúricos, medicamentos que funcionan sedando el sistema nervioso central en distintos niveles; y agrega :

Los barbitúricos siempre fueron muy riesgosos, porque al ingerirse, incluso en dosis bajas, podían conducir al suicidio, como el caso de la actriz Marilyn Monroe, quien murió por una sobredosis de esta sustancia. Adrián Lozano Beltrán, médico psiquiatra del Hospital Metropolitano

Por esta razón es que los ansiolíticos siempre deben prescribirse conjuntamente con  antidepresivos sin embargo ¿a qué ser humano le viene bien un cóctel de medicamentos para buscar paz y calma? siguiendo el dicho mecanismo nace un problema mayor, y que es la razón de ser de esta tercera entrega sobre HABLEMOS DE DROGAS, el peligro latente de caer en las redes negras del síndrome de abstinencia, producto del mal uso de ansiolíticos en especial del tipo benzodiazepina que tiende a ser muy adictiva, esta familia de fármacos junto con el clonazepam tienen como finalidad un efecto sedante y se destinan para tratar insomnio o estrés; sin embargo Todas las benzodiazepinas son adictivas, y más aún las que tienen un tiempo de acción corto. Si el efecto de gratificación dura menos tiempo, el paciente es más propenso a volverse adicto a la sustancia, porque cuando desaparezca el efecto volverá a recurrir al fármaco. Y lo que es más grave dentro de esos malos usos esta el consumirlas con la finalidad de conciliar el sueño a pesar de que los ansiolíticos no fueron creados para este fin.

Resultado de imagen para norma jean muerte

Norma Jean (Marilyn Monroe).  La estrella fue hallada en pésima condición física, ¡parecía otra persona! Sin duda, para la mayoría, Marilyn Monroe fue una de las mujeres más bellas y polémicas del siglo XX, muere por abuso de fármacos y ansiolíticos

¿Cuándo es el momento y cómo dejarlo?

 El momento es cuando usted sabe que lo que está haciendo esta mal, se debe aprender a manejar los niveles de estrés y ansiedad y mantenerlos a raya, suena como cuento de hadas mas no es imposible. Actualmente el acompañamiento con terapia psicológica es idónea para este tipo de adicciones, por que se centra en el aspecto cognitivo-conductual; en resumen el mecanismo es manejar los comportamientos y situaciones conjuntamente con patrones que conllevan a la ansiedad del paciente, reconocer que se tiene una patología es el primer paso  y el siguiente es el apoyo de un profesional del ramo, un psicoterapéuta capaz de ayudarle a salir de este cuadro.  los especialistas afirman que las principales causas son de índole social, como por ejemplo: la salud o la situación económica, el bullying escolar, o el acoso laboral, o simplemente la sensación constante de que algo malo va a suceder. Científicamente determinar específicamente el origen de comportamientos de ansiedad intensa resulta muy complicado, sin embargo hay ciertos patrones de los que debemos cuidarnos como la proyección obsesiva hacia el futuro, en un afán de anticiparse a los hechos por un miedo constante. Y es en ese futuro incierto donde pueden alojarse  grandes temores  y confusiones donde los más oscuros pensamientos pueden apoderarse de la calma de una persona dejándola incapaz de disfrutar del presente.

Por tanto mis queridos lectores, les invito a reconocer sus miedos y tomarlos por los cuernos, y que sirvan de motor de grandes cosas, la solución es simple, viva el ahora y disfrútelo gratamente, deje por un momento su teléfono inteligente y haga algo que sí sea inteligente vaya y abrace a los suyos y hazles saber cuánto los ama, salga, camine haga ejercicio, aliméntese de la mejor manera, relájese de vez en cuando y disfrute de la vida escuchando quizá su canción favorita y aprecie de la belleza de este mundo antes de que sea demasiado tarde, recuerde que la vida es efímera y que un dia puede ser demasiado tarde… Mejorando su calidad de vida, no habrá miedos, ni ansiedad, ni estrés que puedan con usted, usted decide si quiere ser esclavo de la eterna espiral de la dependencia a los fármacos o poder dormir tranquilo esta noche.

Imagen relacionada

Este artículo fue realizado ante la petición de uno de mis más fieles lectores, uno de mis compatriotas, el Ing. Gastón Guerra, a quien dedico esta entrada. y aprovecho para agradecer su fidelidad. Les invito a todos a seguir su blog de Ingeniería Química en el siguiente enlace: BLOG DE INGENIERÍA QUÍMICA

BIBLIOGRAFÍA

Machado, J. E.; Alzate, V. & et all. (2015) Tendencias de consumo de medicamentos ansiolíticos e hipnóticos en una población colombiana, 2008-2013. Revista Colombiana de Psiquiatría. Vol. 44. Nº 2. Bogotá. Recuperado de: http://www.scielo.org.co/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0034-74502015000200005&lang=es

Pedrero, M. F. (2012). Anatomía del cerebro: Las células del cerebro. Recuperado de: https://www.onmeda.es/anatomia/anatomia_cerebro-las-celulas-del-cerebro-1478-7.html

McIntosh, J. (2016). ¿Qué es la serotonina? ¿Cuál es su función?.Medical News Today. Recuperado de: https://www.medicalnewstoday.com/articles/291259.php

Rodríguez, A. (2017) Los fármacos contra la ansiedad pueden generar adicción. Diario El Telégrafo. Recuperado de: https://www.eltelegrafo.com.ec/noticias/702/51/los-farmacos-contra-la-ansiedad-pueden-generar-adiccion

Resultado de imagen para dejar adiccion a farmacos

Teoría Ácido / Base

Cuadro comparativo de las teorías Ácido/Base.

acidobase.pngPropiedades y características de los ácidos y bases.

Según menciona (Características, 2017), los ácidos y las bases son sustancias que existen en la naturaleza que se distinguen por su pH, es decir por su grado de acidez o alcalinidad (basicidad). Sin Embargo, estas sustancias pueden ser corrosivas, a menudo tóxicas, con numerosas aplicaciones industriales y humanas.

  • Los ácidos: son sustancias con pH, inferior a 7, (pH del agua, considerado neutro) en cuya química figuran comúnmente grandes cantidades de iones de hidrógeno (H+) al añadirle agua. Suelen reaccionar ante otras sustancias perdiendo protones.Imagen relacionada
  • Las Bases: son sustancias de pH superior a 7, que en disoluciones acuosas suelen aportar iones de hidroxilo (OH-) al medio. Suelen ser potentes oxidantes, es decir, absorben protones del medio circundante.

La reacción entre ácido y bases se denomina neutralización y elimina más o menos las propiedades de ambos compuestos, produciendo agua y una sal en su lugar. (PUCP, 2011)

Resultado de imagen para PROPIEDADES ACIDO BASE

a) Características de los ácidos y bases

  1. Nombre y nomenclatura:

El nombre de los ácidos proviene del latín acidus, que significa “agrio”; las bases en cambio, denominadas álcalis, obtienen su nombre del árabe Al-Qaly, que traduce “ceniza”. En estos nombres puede observarse cómo el hombre ha lidiado con ellos desde edades antiguas, tratando de discernir unos de otros a partir de sus características.

La nomenclatura de unos y otros, en la química actual, obedece a lo siguiente: los ácidos suelen llamarse como tales: ácido sulfúrico, ácido clorhídrico, etc. dependiendo de los componentes que acompañen al hidrógeno. Las bases, en cambio, suelen llamarse hidroxilos, haciendo alusión a la molécula OH (óxido de hidrógeno) que estos compuestos presentan. (Características, 2017)

  1. Sabor:

Las bases y los ácidos se distinguen fácilmente a través de su sabor. Las primeras tienen un sabor amargo característico, mientras que los ácidos suelen ser agrios, como el ácido cítrico del limón. Algunas bases menos intensas suelen mostrar sabores semejantes al jabón. (Características, 2017)

Resultado de imagen para sabor acido y base

  1. Conductividad Eléctrica:

Tanto ácidos como bases, en disoluciones acuosas, son muy buenos conductores eléctricos. Ello se debe a su capacidad de generar iones cargados eléctricamente. (Características, 2017)

  1. Solubilidad:

Los ácidos y las bases son solubles en agua, en líneas generales. Sin embargo, muchas bases fuertes como la sosa cáustica (NaOH) liberan una enorme cantidad de energía al hacerlo (reacción exotérmica) por lo que su contacto con este líquido es considerado de riesgo inflamable severo. (Características, 2017)

  1. Reactividad:

Como se ha dicho, los ácidos y las bases se distinguen en que los primeros ceden protones mientras que las segundas absorben protones de las sustancias que los acompañen. Esto significa que suelen reaccionar químicamente de maneras distintas ante sustancias como la materia orgánica, aunque en ambos casos el efecto visible sea de corrosión: tanto ácidos como bases pueden causar quemaduras graves a la piel, por ejemplo. (Características, 2017)

  1. Neutralización:

Al juntar una base con un ácido se produce un efecto de neutralización, donde los protones liberados por el ácido son absorbidos por la base, perdiendo ambos parte (o la totalidad) de sus propiedades químicas. Como subproducto de esta reacción se forma agua y algún tipo de sal, dependiendo del ácido y la base involucrados. Es por ello que la sustancia resultante no es agria ni alcalina, sino salada. (Características, 2017)

  1. Estados Físicos:

Tanto ácidos como álcalis pueden hallarse en cualquiera de los tres estados de agregación de la materia: sólidos (en polvo), gaseosos o líquidos. Las formas gaseosas son las de mayor riesgo industrial y humano, ya que a menudo no pueden ser percibidas antes de inhalarse y hacer daños en el sistema respiratorio. (Características, 2017)

  1. Apariencia:

Los ácidos presentan una consistencia aceitosa, mientras que algunas bases pueden tener un tacto jabonoso. Sin embargo, en estado sólido suelen ser más o menos porosos y frágiles, dependiendo de la sustancia específica. Algunos gases ácidos o básicos son incluso visibles a simple vista. (Características, 2017)

  1. Medición:

Para medir el pH de las sustancias se emplea un tipo especial de papel denominado papel tornasol. Existen varias presentaciones de este papel, en varios colores. La reacción ante un ácido y una base suele ser de la siguiente manera:

Ácido. El papel tornasol azul se vuelve rosado, y el de metilo de anaranjado pasa a un color rojo intenso. La fenolftaleína, en cambio, permanece incolora.

Base. El papel tornasol rojo se vuelve azul o verdoso.

A continuación un breve compendio de indicadores con sus respectivos virajes.

Resultado de imagen para indicadores de acido y base

En el enlace siguiente puedes encontrar un artículo de cómo preparar un indicador ácido base casero en base a col o repollo morado: https://manualdaquimica.uol.com.br/experimentos-quimica/indicador-acido-base-com-repolho-roxo.htm

Resultado de imagen para indicadores de acido y base

10. Aplicaciones:

Tanto bases como ácidos tienen numerosas aplicaciones industriales, a saber:

  • Ácidos. Sus propiedades corrosivas son usadas para eliminar la herrumbre y otras impurezas de las sustancias industriales, como los metales, así como en reacciones químicas que permiten la obtención de electricidad, como en el caso de las baterías. Además, forman parte de fertilizantes y son a menudo empleados como catalizadores en reacciones químicas controladas, para obtener productos específicos en laboratorio.
  • Bases. Se emplean a menudo como desecantes o productos para combatir la humedad ambiental, así como sustancias de limpieza y desinfección, tales como el jabón, el cloro de las piscinas, incluso el amoníaco. También se producen como fármacos para contrarrestar la acidez, como el bicarbonato de sodio, o purgantes como la leche de magnesia.

Constante de acidez y basicidad

Al imaginar la composición molecular de una solución de un ácido débil en agua, se piensa en una solución que contiene • moléculas o iones del ácido; pequeñas concentraciones de iones H3O+ y la base conjugada del ácido, y una concentración muy pero muy pequeña de iones OH, que mantienen el equilibrio de autoprotólisis. (Atkins/Jones, 2012)

Constante de ionización de un ácido o Contante de acidez

Todas estas especies se encuentran en un equilibrio dinámico incesante. De manera similar, para una solución de una base débil, se imaginan las moléculas o iones de la base; pequeñas concentraciones de iones OH y el ácido conjugado de la base, y una concentración muy pero muy pequeña de iones H3O+, que mantienen el equilibrio de autoprotólisis. Dado que los ácidos y las bases conjugadas están en equilibrio en solución, podemos utilizar la constante de equilibrio para la transferencia de protón entre el soluto y el solvente como indicador de sus fuerzas  (Atkins/Jones, 2012). Por ejemplo, para el ácido acético en agua,

CH3COOH(aq) + H2O(l) ↔ H3O+(aq) + CH3CO2 (aq)

la constante de equilibrio es:

111.jpgComo las soluciones en consideración están diluidas y el agua es casi pura, la actividad del H2O puede igualarse a 1. La expresión resultante se denomina constante de acidez, Ka. Si se realiza una aproximación adicional reemplazando las actividades de las especies del soluto por los valores numéricos de sus concentraciones molares, se puede escribir la expresión para la constante de acidez del ácido acético como:

112

El valor experimental de Ka a 25 °C para el ácido acético es 1,8 ×10–5. Este valor bajo indica que sólo una pequeña proporción de las moléculas de CH3COOH donan sus protones cuando se disuelven en agua. Aproximadamente 99 de cada 100 moléculas de CH3COOH pueden permanecer intactas en CH3COOH(aq) 1 M (el valor real depende de la concentración del ácido). En general, la constante de acidez para un ácido HA es:

112.png

A continuación se presenta una tabla de constantes de acidez tabulada a 25ºC: tomada de (Atkins/Jones, 2012):

125.png

Constante de ionización de una base o Contante de basicidad

También puede escribirse una constante de equilibrio para el equilibrio de transferencia de protón de una base en agua. Para el amoníaco acuoso, por ejemplo:

NH3(aq) + H2O(l) ↔ NH4+ (aq) + OH(aq)

la constante de equilibrio es:

112

En soluciones diluidas el agua es casi pura y su actividad puede igualarse a 1. Con esta aproximación, se obtiene la constante de basicidad, Kb. Si se hace la aproximación adicional de reemplazar las actividades de las especies del soluto por los valores numéricos de sus concentraciones molares, se puede escribir la expresión para la constante de basicidad del amoniaco como:

112

El valor experimental de Kb a 25 °C para el amoníaco en agua es 1,8 × 10–5. Este valor bajo indica que normalmente sólo una pequeña proporción de las moléculas de NH3 están presentes como NH4+. Los cálculos en el equilibrio muestran que sólo 1 de cada 100 moléculas está protonada en una solución típica En general, la constante de basicidad para una base B en agua es:

112.png

El valor de Kb nos indica cuán lejos continúa la reacción hacia la derecha. Cuanto menor es el valor de Kb más débil es la capacidad de la base para aceptar un protón. (Atkins/Jones, 2012). Las constantes de acidez y de basicidad suelen informarse como sus logaritmos negativos, mediante la definición.

pKa = –log Ka               pKb = –log Kb

Cuando se piensa acerca de las fuerzas de ácidos y bases debiéramos notar que:

  • Cuanto más débil es el ácido mayor es el valor de Ka y mayor el de pKa.
  • Cuanto más débil es la base, mayor es el valor de Kb y mayor el valor de pKb.

La fuerza de un ácido para donar un protón se mide a través de su constante de acidez; la fuerza de una base para aceptar un protón se mide por su constante de basicidad. Cuanto menores son las constantes, más débiles son las fuerzas respectivas. Cuanto mayor es el valor de pK, más débil es el ácido o la base. (Atkins/Jones, 2012)

126.png

Electrolitos y No Electrolitos

Un electrolito es cualquier sustancia que contiene iones libres, los que se comportan como un medio conductor eléctrico. Debido a que generalmente consisten de iones en solución, los electrolitos también son conocidos como soluciones iónicas, pero también son posibles electrolitos fundidos y electrolitos sólidos. El papel que juegan es el de mantener el equilibrio de los fluidos en las células para que éstas funcionen correctamente. Los electrolitos principales son el sodio, el potasio y el cloro, y en una medida menor el calcio, el magnesio y el bicarbonato. (PUCP, 2011)

PRINCIPIOS

Comúnmente, los electrolitos existen como soluciones de ácidos, bases o sales. Más aún, algunos gases puede comportarse como electrolitos bajo condiciones de alta temperatura o baja presión. Las soluciones de electrolitos pueden resultar de la disolución de algunos polímeros biológicos (por ejemplo, ADN, polipéptidos) o sintéticos (por ejemplo, poliestireno sulfonato), en cuyo caso se denominan polielectrólito) y contienen múltiples centros cargados. Las soluciones de electrolitos se forman normalmente cuando una sal se coloca en un solvente tal como el agua, y los componentes individuales se disocian debido a las interacciones entre las moléculas del solvente y el soluto, en un proceso denominado solvatación. Por ejemplo, cuando la sal común, NaCl se coloca en agua, sucede la siguiente reacción:

NaCl(s) → Na+ + Cl

También es posible que las sustancias reaccionen con el agua cuando se les agrega a ella, produciendo iones. Por ejemplo, el dióxido de carbono reacciona con agua para producir una solución que contiene iones hidronio, bicarbonato y carbonato. En términos simples, el electrólito es un material que se disuelve en agua para producir una solución que conduce una corriente eléctrica.

Clasificación de los electrolitos: electrolito fuertes y electrolitos débiles

Los solutos se clasifican a menudo en tres categorías según las conductividades eléctricas de sus soluciones acuosas. Las sustancias que se disuelven como moléculas y que, en consecuencia, dan soluciones no conductoras se clasifican como no electrolitos. Las sustancias que existen en solución acuosa como una mezcla en equilibrio de iones y moléculas reciben el nombre electrolitos débiles. Muchos ácidos son electrolitos y se ionizan parcialmente. Los electrolitos fuertes existen casi exclusivamente en forma de iones en solución acuosa. Se incluyen aquí casi todas las sales neutras. Por ejemplo, NaCl, así como las bases fuertes NaOH, KOH, etc. En disolución, lo iones migran hacia los electrodos de acuerdo con los signos de sus cargas, de aquí que lo iones positivos y negativos reciban nombres de cationes y aniones, respectivamente. Los electrolitos fuertes suelen estar ionizados ya por completo en estado sólido, de tal modo que al disolverlos o fundirlos no se hace más que liberar los iones de las fuerzas que los mantienen fijos en la red cristalina. (PUCP, 2011)

De manera general:

111

1111.jpg

  1. ¿Qué es y cómo medir la constante de equilibrio?

Equilibrio químico es la denominación que se hace a cualquier reacción reversible cuando se observa que las cantidades relativas de dos o más sustancias permanecen constantes, es decir, el equilibrio químico se da cuando la concentración de las especies participantes no cambia, de igual manera, en estado de equilibrio no se observan cambios físicos a medida que transcurre el tiempo; siempre es necesario que exista una reacción química para que exista un equilibrio químico, sin reacción no sería posible. (Gracia Mora, 2015)

Las sustancias originales (las que se transformarán) se denominan reactantes reactivos y las finales se llaman productos. Todos los procesos químicos evolucionan desde los reactantes hasta la formación de productos a una determinada velocidad hasta que la reacción se completa. En ese momento, la velocidad de formación de los productos es igual a la velocidad de descomposición de éstos para formar nuevamente los reactantes de los que proceden.

Desde ese mismo momento las concentraciones de todas las especies reaccionantes (reactantes y productos) permanecen constantes. Ese estado se conoce con el nombre de equilibrio químico.

El equilibrio químico es un estado en el que no se observan cambios visibles en el sistema. Sin embargo, a nivel molecular existe una gran actividad debido a que las moléculas de reactantes siguen produciendo moléculas de productos, y estas a su vez siguen formando moléculas de productos.

Como ya dijimos, cuando se alcanza el equilibrio químico las velocidades de la reacción directa ( => ) e inversa ( <= ) son iguales y las concentraciones de los reactantes y de los productos permanecen constantes. Para que esto ocurra, la reacción debe suceder a una temperatura presión constantes en un recipiente cerrado en el que ninguna sustancia pueda entrar o salir.

Es importante diferenciar entre el equilibrio en términos de velocidad, en el que ambas velocidades son iguales, del equilibrio en términos de concentraciones, donde éstas pueden ser, y normalmente son, distintas. (Gracia Mora, 2015)

Factores que modifican el equilibrio

Existen diversos factores capaces de modificar el estado de equilibrio en un proceso químico, como son: la temperatura , la presión (afectando al volumen ) y las concentraciones .

La influencia de estos tres factores se puede predecir, de una manera cualitativa por el Principio de Le Chatelier, que dice lo siguiente:

Si en una reacción química en equilibrio se modifican la presión, la temperatura o la concentración de alguna de las especies reaccionantes, la reacción evolucionará en uno u otro sentido hasta alcanzar un nuevo estado de equilibrio. Este principio es equivalente al principio de la conservación de la energía .

Efecto de la temperatura.

Es la única variable que, además de influir en el equilibrio, modifica el valor de su constante. Si una vez alcanzado el equilibrio se aumenta la temperatura, el sistema se opone a ese aumento de energía calorífica desplazándose en el sentido que absorba calor; es decir, hacia el sentido que marca la reacción endotérmica.

Aquí debemos recordar que en las reacciones químicas existen dos tipos de variación con la temperatura: Exotérmica : aquella que libera o desprende calor.

Endotérmica : aquella que absorbe el calor.

Es importante hacer notar que a bajas temperaturas, la reacción requiere más tiempo, debido a que bajas temperaturas reducen la movilidad de las partículas involucradas. Para contrarrestar este efecto se utiliza un catalizador para acelerar la reacción.

Respecto a los catalizadores, se ha determinado que estos no tienen  ningún efecto sobre la concentración de los reaccionantes y de los productos en equilibrio. Esto se debe a que si un catalizador acelera la reacción directa también hace lo mismo con la reacción inversa, de modo que si ambas reacciones se aceleran en la misma proporción, no se produce ninguna alteración del equilibrio.

Efecto de la presión

Si aumenta la presión la reacción se desplazará hacia donde exista menor número de moles gaseosos, para así contrarrestar el efecto de disminución de volumen, y viceversa.

Lógicamente, en el caso de que las cantidades de moles gaseosos sean iguales para cada lado de la ecuación, no se producirán cambios, es decir que el equilibro no se desplazará. También se puede aumentar la presión del sistema sin afectar el equilibrio agregando un gas noble.

Efecto de las concentraciones

Un aumento en la concentración de uno de los reactivos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de productos, y a la inversa en el caso de que se disminuya dicha concentración. Y un aumento en la concentración de los productos hace que el equilibrio se desplace hacia la formación de reactivos, y viceversa en el caso de que se disminuya.

Obtención de la constante de equilibrio

Esta es la ley del equilibrio químico, también llamada ley de acción de masas, para nuestro sistema. Esta ley fue propuesta por los químicos noruegos Cato Maximilian Guldgerg y Peter Waage en 1864, sobre la base de las ideas de Berthollet sobre las reacciones químicas reversibles. La constante 57 que caracteriza el equilibrio se denomina constante de equilibrio, se representa por Kc y su valor no depende de las concentraciones iniciales. La constante de equilibrio depende de la temperatura, para otro valor de la misma la constante sería diferente, por ello hace falta especificar siempre la temperatura cuando se dé un valor de Kc. Para una reacción cualquiera, representada por la ecuación química (Gracia Mora, 2015):

aA + bB ↔cC + dD

si el sistema se encuentra en equilibrio químico, la constante de equilibrio viene dada por:

ssssss.png

Esta constante de equilibrio solo depende de la temperatura a la que se realiza el proceso, y no de las concentraciones de las sustancias que intervienen en el mismo. La ley de acción de masas se puede enunciar de la siguiente manera: En una reacción química el producto de las concentraciones de los productos, en el equilibrio, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, dividido por el producto de las concentraciones de los reactivos, en el equilibrio, elevadas a sus respectivos coeficientes estequiométricos, es una constante a cada temperatura llamada constante de equilibrio.

Diferencias entre reacción ácido-base y equilibrio ácido-base

Cuadro de diferencias
Reacción Ácido/Base Equilibrio Ácido/Base
Conocida también como reacción de neutralización. Se define según las teorías de Arrhenius; bronsted & Lowry y Lewis.
Reacción que ocurre entre un ácido y una base. Se llega al equilibrio una vez que los reactivos dejan de reaccionar, y en este caso cuando el ácido y la base ya se han neutralizado mutuamente sus propiedades.
Su producto es una sal y agua. Ya no se observan cambios físicos en el transcurrir del tiempo.
La mayoría de las veces son exotérmicas. Es necesario exista equilibrio en el sistema A-B caso contrario la reacción ácido base no se daría.
La constante de equilibrio no depende de las concentraciones de que intervienen en el sistema pero si de la temperatura.
Puede ser determinada según la Ley de acción de las masas.
Cuando las concentraciones de los reactantes permanecen constantes se dice que se ha llegado al equilibrio.

 

  1. Ejemplos de pares conjugados

 H2SO4(l) +2NaOH(aq)→ Na2SO4(aq) +2H2O

Ácido: H2SO4; ácido sulfúrico

Base: NaOH; Hidróxido de sodio

Ácido conjugado: H2O; agua

Base conjugada: Na2SO4; sulfato de sodio

 

HNO3(l) + KOH(aq) → KNO3(aq) + H2O

Ácido: HNO3; ácido nítrico

Base: KOH; hidróxido de potasio

Ácido conjugado: H2O; agua

Base conjugada: KNO3; nitrato de potasio

 

HCl (l) + Ca(OH)2 (s) → CaCl2 (aq) + 2H2O

Ácido: HCl; ácido clorhídrico

Base: Ca(OH)2; Hidróxido de calcio

Ácido conjugado: H2O; agua

Base conjugada: CaCl2; cloruro de calcio

 

HSO4 + H2O ⇄ SO4-2 + H3O+

Ácido: HSO4; hidrógeno sulfato

Base: H2O; agua

Ácido conjugado: H3O+ ; ion hidronio

Base conjugada: SO4-2 ; anión sulfato

 

HCN +H2SO4 →H2CN+ + HSO4

Ácido: H2SO4

Base: HCN

Ácido conjugado: H2CN+

Base conjugada: HSO4

 

 

C2H3O2 + H2O → HC2H3O2 + OH

Ácido: H2O

Base: C2H3O2

Ácido conjugado: HC2H3O2

Base conjugada: OH

ESPECIES ANFÓTERAS

Los Anfóteros son sustancias que pueden actuar tanto como ácidos o como bases dependiendo del medio en que se encuentren. Etimológicamente la palabra “anfótero” proviene del griego “amphóteros” que es una variante de “amphi” y significa”ambos”. (Químicas Net, 2015)

 Ejemplos de Anfóteros:

El H2O es llamado de anfótero cuando reacciona con ácidos y actúa como base receptora de protones o cuando reacciona con bases y actúa como ácido donante de protones. Sustancias que pueden actuar, como un ácido o como una base, son llamadas de anfóteras. Siendo así, si combinamos el agua con una base, ella actúa como ácido y viceversa. En la reacción con amoniaco, el agua actúa como un ácido dador de protón, veamos la ecuación que representa el proceso:

NH3(g) + H2O(l) ↔ NH4+ + OH

Notamos que el agua reaccionó con un ácido donante de protones: el NH3 recibe un protón del agua y adquiere la forma NH4+. El agua es una molécula tan versátil hasta consigo misma.

H2O(l) + H2O (l) ↔ H3O+ + OH

Las dos moléculas de H2O reaccionan entre sí: una dona y la otra recibe electrones. El producto es agua protonada (H3O+) e ión OH.

EJEMPLOS DE ESPECIES ANFOTÉRICAS

 Metales anfóteros: algunos metales forman óxidos e hidróxidos con propiedades anfóteras como los siguientes:

  • Óxido de zinc (ZnO) puede actuar de diferente manera si el medio es ácido o básico:
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: ZnO + 2H2SO4→ ZnSO4 + H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: ZnO + H2O + 2NaOH → Na2[Zn(OH)4]
  • Hidróxido de aluminio (Al(OH)3):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: Al(OH)3+ 3HCl → AlCl3 + 3H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: Al(OH)3+ NaOH → Na[Al(OH)4]
  • Óxido de aluminio (Al2O3):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: Al2O3+ 3 H2O + 6 HCl → 2Cl3[Al(H2O)6]
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: Al2O3+ 2 NaOH + 3 H2O → 2 NaAl(OH)4
  • Hidróxido de Berilio (Be(OH)2):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: Be(OH)2+ 2HCl → BeCl2 + 2H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: Be(OH)2+ 2NaOH → Na2Be(OH)4
  • Óxido de Plomo (PbO):
    • Con ácidos → actúa como base neutralizándolos: PbO + 2HCl → PbCl2+ H2O
    • Con bases → actúa como ácido neutralizándolos: PbO + Ca(OH)2+H2O → Ca[Pb(OH)4]

 Metaloides anfóteros: la mayoría de ellos forman óxidos o hidróxidos con propiedades anfóteras:

  • Boro
  • Silicio
  • Germanio
  • Arsénico
  • Aminoácidos: poseen un grupo amino (NH2) básico y otro carboxílico (COOH) ácido.
  • Proteínas
  • Amoníaco
  • Ion Bicarbonato (HCO3)

 

Bibliografía

Atkins/Jones. (2012). Principios de Química. Barcelona: 5ta Ed. Editorial Médica Panamericana 2012.

Características, E. d. (2017). http://www.caracteristicas.co. Obtenido de https://www.caracteristicas.co/acidos-y-bases/

Gracia Mora, J. (2015). http://depa.fquim.unam.mx. Obtenido de Equilibrio Químico: http://depa.fquim.unam.mx/amyd/archivero/Equilibrio_quimico_23415.pdf

Kotz, J., Treichel, J. R., & Townsend , D. (2015). Acids and Bases: The Arrhenius Definition (Ácidos y bases: definición de Arrhenius). En Chemistry and Chemical Reactivity, Instructor’s Edition (Química y reactividad química, edición del profesor) (págs. 234-237). Stamford: 9th ed. Cengage Learning.

Méndez, Á. (19 de 05 de 2010). La Guía 2000. Obtenido de Ácido-base, según Lewis: https://quimica.laguia2000.com/conceptos-basicos/acido-base-segun-lewis

PUCP. (2011). Química General. Obtenido de corinto.pucp.edu.pe: http://corinto.pucp.edu.pe/quimicageneral/contenido/361-teorias-acido-base.html

Químicas Net. (11 de 2015). http://www.químicas.net. Obtenido de http://www.quimicas.net/2015/11/ejemplos-de-anfoteros_21.html