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Cuestionario Sistemas Electroquimicos

1. ¿Qué tipo de reacciones se llevan a cabo en el interior de la pila? De óxido - reducción.
2. (Rellena los espacios)La pila transforma le energía QUÍMICA en energía ELÉCTRICA.
3. Un electrodo es la superficie en donde ocurren reacciones de óxido-reducción, y pueden ser ánodos o cátodos. Falso ó Verdadero
4. La electroforésis es una técnica de:
a) Transformación de energía química a energía eléctrica.
b) Separación de moléculas de acuerdo a su tamaño o carga.
c) Desnaturalización de proteínas.
d) Medición de pH
5. El potenciómetro tiene la función de medir voltajes o pH. Falso o Verdadero

Potenciometro

Un potenciómetro es un resistor (componente electrónico diseñado para introducir una resistencia eléctrica determinada entre dos puntos de un circuito) cuyo valor de resistencia es variable. De esta manera, indirectamente, se puede controlar la intensidad de corriente que fluye por un circuito si se conecta en paralelo, o la diferencia de potencial al conectarlo en serie.

Normalmente, los potenciómetros se utilizan en circuitos de poca corriente. Para circuitos de corrientes mayores, se utilizan los reóstatos, que pueden disipar más potencia.

Se utiliza para medir voltajes debajo de 1,5 V. En este circuito, la tensión desconocida está conectada a través de una sección del alambre de la resistencia, los extremos de la cual están conectados con una célula electroquímica estándar que proporciona una corriente constante a través del alambre, el fem desconocido, en serie con un galvanómetro, entonces se conecta a través de una sección de longitud variable del alambre de la resistencia usando un contacto que se desliza. El contacto que se desliza se mueve hasta que ninguna corriente fluya dentro o fuera de la célula estándar, según lo indicado por un galvanómetro en serie con el fem desconocido. El voltaje a través de la sección seleccionada del alambre es entonces igual al voltaje desconocido. Todo lo que queda es calcular el voltaje desconocido de la corriente y de la fracción de la longitud del alambre de la resistencia que fue conectado con el fem desconocido. El galvanómetro no necesita ser calibrado, pues su única función es leer cero. Cuando el galvanómetro lee cero, no se saca ninguna corriente de la fuerza electromotriz desconocida y así que la lectura es independiente de la resistencia interna de la fuente

 Uso del Potenciómetro:

Para la determinación del pH se utiliza el potenciómetro. El potenciómetro consiste en dos electrodos, uno de los cuales tiene una membrana sensible a la [H­₃O⁺]. Estos electrodos miden [H­₃O⁺] como una diferencia de potencia eléctrico entre ellos. Esta diferencia de potencial es indicada como valores de pH en una pantalla escala que posee e potenciómetro. El aparato debe calibrarse antes de usarlo, con soluciones de pH conocido.

Este aparato proporciona valores muy precisos.

Bibliografía:

Mendoza de Cid Leticia. Química General: practicas de laboratorio. Santo Domingo. Instituto Tecnológico de Santo Domingo. 2002

http://es.wikipedia.org/wiki/Potenci%C3%B3metro_%28instrumento_de_medida%29

Electroforesis

La electroforesis es una técnica para la separación de moléculas según la movilidad de estas en un campo eléctrico a través de una matriz porosa, la cual finalmente las separa por tamaños moleculares y carga eléctrica, dependiendo de la técnica que se use.

La técnica clásica utiliza una tira recubierta de una sustancia porosa impregnada de un electrolito. Sus extremos se sumergen en dos depósitos independientes que contienen ambos al electrolito y están unidos a los electrodos del generador de corriente. La muestra se deposita en forma de un pequeño trazo transversal en la tira. La distancia de migración se mide en relación un marcador interno. Las placas son reveladas con sales de plata, azul de Coomassie, o reactivos en particular.

Fundamentos y Conceptos Básicos

La electroforesis capilar (CE) es una técnica de separación que se ha desarrollado gracias a los avances de la cromatografía líquida de alta eficacia junto con los procedimientos más tradicionales de electroforesis. Esta técnica permite separar bastante bien biomoléculas, donde la cromatografía líquida se muestra menos eficaz, y compuestos de pequeña masa molecular, difíciles de estudiar por los procedimientos clásicos de electromigración en soporte.

La electroforesis capilar constituye una adaptación particular de la técnica de electroforesis. Esta técnica separativa se basa en la migración de las especies de la muestra en disolución, portadoras de una carga eléctrica global, bajo el efecto de un campo eléctrico y en contacto con un soporte (medio de desplazamiento) adecuado.

En electroforesis capilar la tira se reemplaza por un tubo capilar abierto en sus extremos, fabricado con un diámetro pequeño (15 a 150μm). El capilar oscila entre 20 y 80cm, y está lleno de una solución buffer. Un detector se encuentra ubicado en un extremo del capilar, cerca del compartimiento catódico. La señal obtenida es la base de la obtención del electroferograma, que muestra el registro de la composición de la muestra. Solo las especies que se dirigen hacia el cátodo serán detectadas.

Métodos de Detección

En la detección UV-Vis se mide la intensidad de la luz que pasa a través del capilar en una pequeña zona en la que se ha eliminado el revestimiento opaco.

La detección por fluorescencia resulta más sensible si se emplea una fuente láser muy intensa, asociada a menudo a un procedimiento de preformación de derivados de los analitos portadores de un fluoróforo. 

Bibliografia:

http://depa.pquim.unam.mx/amyd/archivero/Exposicion_electroforesis_5087.pdf

Electrodo

 Los terminales metálicos de una pila galvánica son conductores electrónicos, indicando que la corriente es transportada por electrones. Supongamos que todas las fases de la pila galvánica fueran conductores electrónicos. Por ejemplo la pila podria ser Cu'/Zn/Ag/Cu'', que es una abreviatura para un terminal de cobre para Cu' conectado a un trozo de Zn, conectado a su vez a un trozo de Ag unido a un segundo terminal de Cu''. Entonces los electrones son libres para moverse en todas las fases. Y es utilizado para hacer contacto con una parte no metalicade un circuito.

Este es una superficie en donde ocurren reacciones de óxido-reducción. Estas reacciones se realizan en  la fase intermedia entre un metal y una solucion de un electrolito (medio agresivo). Este metal tiende a disolverse, entonces quedara cargado negativamente por otro lado, a que iones del electrolito se depositen sobre el metal.con lo que se alcanza el equilibrio en un determinado momento.Se ha creado, pues, una diferencia de potencial entre el metal y el electrolito. Para poder medir esta diferencia de potencial se adoptó un electrodo patrón que es el electrodo normal de hidrógeno, al cual, por convención y a cualquier temperatura, se le asignó el valor cero.

Ánodo y cátodo en celdas electroquímicas

Un electrodo en una celda electroquímica. Se refiere a cualquiera de los dos conceptos, sea ánodo o cátodo, que también fueron acuñados por Faraday. El ánodo es definido como el electrodo en el cual los electrones salen de la celda y ocurre la oxidación, y el cátodo es definido como el electrodo en el cual los electrones entran a la celda y ocurre la reducción. Cada electrodo puede convertirse en ánodo o cátodo dependiendo del voltaje que se aplique a la celda. Un electrodo bipolar es un electrodo que funciona como ánodo en una celda y como cátodo en otra. 

Celda primaria

Una celda primaria es un tipo especial de celda electroquímica en la cual la reacción no puede ser revertida, y las identidades del ánodo y cátodo son, por lo tanto, fijas. El cátodo siempre es el electrodo positivo. La celda puede ser descargada pero no recargada. 

Celda secundaria

Una celda secundaria, una batería recargable por ejemplo, es una celda en que la reacción es reversible. Cuando la celda está siendo cargada, el ánodo se convierte en el electrodo positivo (+) y el cátodo en el negativo (-). Esto también se aplica para la celda electrolítica. Cuando la celda está siendo descargada, se comporta como una celda primaria o voltaica, con el ánodo como electrodo negativo y el cátodo como positivo.

Bibliografía:

Ira N. Levine, Fisicoquímica Vol.2, España 2004. Mc GRAW-HILL.

Bibliogarfía Electronica:

http://es.wikipedia.org/wiki/Electrodo

Pila

Si conectamos un trozo de cable a un montaje para que produzca una corriente eléctrica en el cable, podemos utilizar la corriente para realizar trabajo útil. Por ejemplo, podríamos colocar un cable portador de corriente en un campo magnético; esto originaría una fuerza sobre el cable, proporcionándonos un motor.  En un cable de resistencia R que transporta una corriente I, existe una caída de potencial eléctrico Δɸ  entre sus extremos, donde Δɸ viene dado por la <<ley de Ohm >> como IΔɸI = IR. Esta diferencia de potencial corresponde a un campo eléctrico en el cable, hace que lo electrones fluyan. Para generar una corriente en el cable, necesitamos un montaje que mantenga una diferencia en el potencial eléctrica entre sus terminales de salida. Cualquier montaje de este tipo se denomina fuente de corriente electromotriz (fem).

La fuerza electromotriz (fem) de una fuente de fem se define como la diferencia de potencial entre sus terminales cuando la resistencia R del circuito conectado a los terminales tiende a infinito (y por tanto la corriente tiende a cero). Es decir, la fem es la diferencia de potencial entre los terminales con el circuito abierto.

Un tipo de fuente de fem es una pila galvánica (ó voltaica). Es un sistema electroquímico multifásico en el que las diferencias de potencial en las interfaces originan una diferencia de potencial neta entre los terminales. Las diferencias de potencial  entre fases resultan de la transferencia de especies químicas entre ellas y una pila galvánica transforma energía química en energía eléctrica. Las fases de la pila galvánica deben ser conductores eléctricos; de otro modo, no podría fluir una corriente continua.

Los elementos principales de una pila son dos materiales a los que llamaremos electrodos: uno de ellos tenderá a sufrir la reacción química, antes descrita, de producir electrones (reacción denominada oxidación) y otro a sufrir la reacción contraria, es decir, a absorber dichos electrones (reacción denominada reducción). Estas reacciones químicas en las que intervienen electrones se denominan reacciones de reducción-oxidación o de forma abreviada, redox. También hablamos de reacciones electroquímicas, ya que se utiliza la corriente eléctrica para producir cambios químicos. Tales como los siguientes. Los materiales que utiliza una pila alcalina son el zinc y el dióxido de manganeso (MnO₂). El zinc metálico perderá electrones pasando a zinc catión como ya se ha mostrado anteriormente. El caso del manganeso es un poco más complejo: en el dióxido de manganeso, este metal tiene un estado de oxidación de +4 (esto quiere decir que si formara un catión estable sería el Mn⁴⁺) que queda cubierto con dos átomos de oxígeno (estado de oxidación –2). Cuando el manganeso sufre la reacción de reducción pasa a un estado de oxidación de +3 cubriéndose con un oxígeno y un grupo OH (estado de oxidación –1). El compuesto resultante es MnOOH (Mn=+3, O=-2, OH=-1). Sin embargo, la reacción electroquímica que se produce y que recoge los electrones, es la del paso de Mn(IV) a Mn(III), que como en el caso del cobre (de Cu²⁺ a Cu), es una reducción. El electrolito que se usa es agua con KOH disuelto (en realidad K⁺ y OH^-) para permitir la conductividad iónica.

Bibliografía:
Ira N. Levine, Fisicoquímica Vol.2, España 2004. Mc GRAW-HILL.

Bibliografía Electronica:
http://www.cienciateca.com/MatrixPilas.html

Cuestionario "Membrana Celular"

1. La membrana celular esta compuesta en su mayoria por los siguientes componentes:
a) Agua, lipidos, fosfatos y esfingolípidos
b) Desmosomas, uniones estrechas y uniones nexus
c) Fosfolípidos, colesterol, Proteínas, Carbohidratos

2. Una molecula fosfolipídica es el elemento estructural básico de todas las membranas celulares. Falso o Verdadero

3. Cual descripción es más correcta entre los iones Na/K relacionados con la célula.
a) Encontramos las mimas concentraciones de los iones en en interior y en el exterior de la célula
b) Encontramos a el sodio en menor concentracion y el potasio en mayor concentracion en el interior de la célula y en el liquido extracelular mayor cantidad de sodio y poco potasio.
c) Sodio en menor concentración, potasio en mayor concentracion en el liquido extracelular. Sodio en mayor concentracion y potasio en menor concentracion en el citoplasma.

4. ¿Cuáles son las cargas elérctricas de la mebrana celular?
a) Positiva en el interior y negativa en el exterior celular.
b) Negativa en el exterior y positiva en el interior celular.
c) Estan en equilibrio.
d)Positiva en el exterior y negativa en el interior celular.

5.  Las proteínas de membrana proveen una variedad de importantes funciones celulares mediante la formacion de las siguientes estructuras: Canales, proteínas acarreadoras, enzimas, receptores químicos y antígenos.
Falso o Verdadero

Transporte en la membrana celular.

La membrana celular, no es miscible con los líquidos extra e intracelular. Por tanto, constituye una barrera al paso de la mayor parte de las moléculas (necesarias e innecesarias). Por otro lado hay proteínas que interrumpen la continuidad de la bicapa lipídica, que constituyen una vía de transporte de moléculas. Estas proteínas de transporte son muy selectivas. Los procesos por los cuales estas proteínas transportan las moléculas pueden ser separados en distintos tipos de transporte como son:

Difusión simple:

Es el movimiento entre moléculas e iones a través de aberturas o de espacios intermoleculares de la membrana. La velocidad de difusión viene determina por la cantidad de sustancia disponible, por la velocidad del movimiento cinético y por el número de aberturas de la membrana por las que pueden pasar las moléculas o iones. Requiere de interacción de las moléculas o iones con la proteína transportadora que nos ayuda a cruzar la membrana, probablemente mediante su unión química a esa proteína y posterior transporte a través de la membrana

Difusión facilitada:

También denominada difusión mediada por transportador, por que una sustancia que se transporta de esta manera no suele pasar la membrana sin la ayuda de un transportador especifico. La difusión facilitada difiere de la difusión simple a través de un canal abierto e lo siguiente: aunque la velocidad de difusión a través de un canal abierto aumenta proporcionalmente a la concentración de sustancia que difunde, en la difusión facilitada la velocidad de difusión se aproxima a un máximo, llamado V_max, a medida que aumenta la concentración de sustancia.

Ósmosis:

Transporte activo primario:

 La energía procede directamente de la degradación del adenosintrifosfato (ATP) o algún otro compuesto con fosfatos de alta energía. Entre las sustancias que se mueven mediante el transporte activo primario se hallan los iones de sodio, potasio, calcio, hidrogeno, cloro y algunos otros.

Transporte activo secundario:

La energía proviene secundariamente de gradientes de concentración de iones que fueron creados mediante transporte activo primario.  En ambos casos el transporte depende de proteínas transportadoras que penetran a través de la membrana igual que las responsables de la  difusión facilitada.

Bibliografía:

TRATADO DE FISIOLOGIA MÉDICA, Guyton, Arhur C., 1992, McGRAW-HILL.Impreso en España.

http://www.educared.org/wikiEducared/La_membrana_plasm%C3%A1tica.html