Quimica inorgánica y orgánica

Una buena ilustración sobre la química orgánica e inorgánica.

Los Metales Alcalinos


Aprovechando que estamos viendo la relacion carga/ radio de metales alcalinos, copie este informe para compartir
El sodio metalico es altamente inestable dado que su electronegatividad tan baja le favorece para formar compuestos ionicos y no metalicos.
Es explosivo dado que su reaccion con el agua es altamente exotermica y genera hidrogeno un gas altamente explosivo e autoinflamable. Por tanto si combinamos calor con un gas de este tipo puedes imaginarte lo que pasa.
El sodio es mas polarizante que el potasio (relacion carga/radio del ion) y lo hace mas soluble y por tanto se pueden preparar soluciones mas alcalinas de sodio.

  • Reacciones con metales alcalinos



  • Grupo I A: Los Metales Alcalinos
Los metales alcalinos, litio ( li ), sodio ( na ), potasio ( k ), rubidio ( rb ), cesio ( cs ) y francio ( fr ), son metales blandos de color gris plateado que se pueden cortar con un cuchillo.

Presentan densidades muy bajas y son buenos conductores de calor y la electricidad; reaccionan de inmediato con el agua, oxigeno y otras substancias químicas, y nunca se les encuentra como elementos libres (no combinados) en la naturaleza.
Los compuestos típicos de los metales alcalinos son solubles en agua y están presentes en el agua de mar y en depósitos salinos. Como estos metales reaccionan rápidamente con el oxígeno, se venden en recipientes al vacío, pero por lo general se almacenan bajo aceite mineral queroseno. En este grupo los más comunes son el sodio y el potasio.
Los compuestos de los metales alcalinos son isomorfos, lo mismo que los compuestos salinos del amonio. Este radical presenta grandes analogías con los metales de este grupo.
Estos metales, cuyos átomos poseen un solo electrón en la capa externa, son monovalentes. Dada su estructura atómica, ceden fácilmente el electrón de valencia y pasan al estado iónico. Esto explica el carácter electropositivo que poseen, así como otras propiedades.

  • Sodio: un metal de la familia 1
Los metales del grupo 1, llamados metales alcalinos, constituyen la familia más reactiva. Por tal motivo no existen libres en la naturaleza. Sus propiedades más notables son:
· Tienen una enorme tendencia a perder un electrón (oxidarse) cuando se combinan químicamente. Por ello, existen generalmente como iones unipositivos:
Li+, Na+, K+,...
· Desarrollan una fuerte reacción con el agua, formando hidróxidos:
2Na + 2H2O
Metales alcalinos
Metales alcalinos
2Na OH + H2 + calor
· Son ligeros y maleables, pueden cortarse con un cuchillo.
· Sus sales son casi siempre solubles en agua y conducen la corriente eléctrica.
· Se obtienen por electrólisis de sus sales fundidas. Pero ¿qué es la electrólisis? En este caso, es la forma en que logra reducirse el Na+ a Na elemental: el paso de corriente eléctrica a través del cloruro de sodio, NaCI, fundido, logra que se reponga el electrón que el sodio había perdido al combinarse con el cloro.
Aun en la sal fundida, el cloro existe como anión, CI-, y el sodio como catión, Na+ El electrodo negativo (cátodo), rico en electrones, aporta uno a cada ion sodio
cátodo: Na+ + e -
Metales alcalinos
Metales alcalinos
Na (líquido) reducción
En tanto, en el electrodo positivo (ánodo), los cloruros pierden sus electrones, transformándose en cloro elemental:
ánodo: 2Cl -
Metales alcalinos
Metales alcalinos
Cl2 (gas) + 2 e - oxidación

  • Usos y Aplicaciones del Sodio

El sulfato de sodio se utiliza en numerosas aplicaciones, tales como las que se detallan a continuación:
· Detergentes en polvo: el sulfato de sodio, es una de las siete principales clases de constituyentes en detergentes.
· Papel y pulpa
· Vidrio: es uno de los constituyentes menores en la producción de vidrio.
· Teñido: el sulfato de sodio es usado para diluir tinturas.
· Manufactura de Químicos: es utilizado en la manufactura de numerosos químicos, incluyendo sulfato de potasio, sulfito de sodio, silicato de sodio, hiposulfito de sodio y sulfato de aluminio sodio. También se usa en la proceso solvay para producir carbonato de sodio.
· Celdas solares.
· Regeneración de desulfurización de fluidos de gas.
· Plantas de polvo de carbón quemado.
· Otros usos menores:
· Manufactura de esponjas viscosas
· Suplementos en alimentación
· Tratamientos de agua
· Medicinas veterinarias
· Aceites sulfonados
· Tintas de impresión
· Industria de la cerámica
· Industria fotográfica

  • Importancia del Na en el organismo humano

- El Na es el principal catión (Na+) del líquido extracelular y está extensamente asociado con el cloro y el bicarbonato en la regulación del equilibrio ácido- base.
- El Na+ es importante en el mantenimiento de la presión osmótica de los líquidos corporales y por lo tanto en la protección contra una pérdida excesiva de líquidos.
- La principal fuente dietética es la sal de mesa (NaCl) usada para cocinar y sazonar, aunque también se encuentra en las carnes y en menor cantidad en los vegetales.
- El Na+ es absorbido fácilmente en el íleon y puede conservarse en el riñon a expensas del K+ o de H+ en las respectivas bombas (Na-K o Na-H), por lo cual el requerimiento diario de un adulto es de unos cuantos miliequivalentes.
- El exceso de Na puede eliminarse por la orina, pero la ingestión excesiva e inútil puede conducir a la hipertensión o agravar la ya existente.
- Con exposición prolongada a temperaturas elevadas y a sudación excesiva, la pérdida de Na puede reducirse al mínimo por un proceso de adaptación en el que interviene la aldosterona.
(Bib: Bioquímica de Harper)

  • El modelo de la bomba sodio-potasio

bomba_na_k.jpg
www.educa.aragob.es

a. un ion Na+ proveniente del citoplasma se inserta con precisión en la proteína de transporte.
b. Luego, una reacción química que involucra al ATP une un grupo fosfato (P) a la proteína, liberándose ADP (difosfato de adenosina). Este proceso da como resultado
c. un cambio en la conformación de la proteína que hace que el Na+ sea liberado afuera de la célula.
d. Un ion K+ en el espacio extracelular se inserta en la proteína de transporte, que en esta conformación ofrece una mejor acopladura para el K+ que para el Na+.
e. El grupo fosfato luego se libera de la proteína, induciendo la conversión a la otra forma, y el ion K+ es liberado en el citoplasma. Ahora, la proteína está lista una vez más para transportar Na+ hacia fuera de la célula.
Para mayor claridad, se muestran en la figura solamente dos iones. Los estudios cuantitativos, sin embargo, han mostrado que cada secuencia de bombeo completo transporta tres iones Na+ hacia fuera y dos iones K+ hacia el interior de la célula. De esta forma, la actividad de la bomba de Na+ / K+ contribuye a generar parte del potencial eléctrico de membrana en las células animales.
La bomba de sodio-potasio está presente en todas las células animales. La mayoría de las células mantienen un gradiente de concentración de iones sodio (Na+) y potasio (K+) a través de la membrana celular: el Na+ se mantiene a una concentración más baja dentro de la célula y el K+ se mantiene a una concentración más alta. El bombeo de iones Na+ y K+ es llevado a cabo por una proteína transportadora ("carrier"), que existe en dos configuraciones alternativas. Una configuración tiene una cavidad que se abre al interior de la célula, en la cual encajan los iones Na+; la otra tiene una cavidad que se abre hacia fuera, en la cual encajan los iones K+. El Na+ dentro de la célula se une a la proteína de transporte. Simultáneamente, una reacción que involucra al ATP, libera energía y da como resultado que un grupo fosfato se una a la proteína. Esto provoca un cambio de la proteína a la configuración alternativa y la liberación del Na+ en el lado externo de la membrana. Ahora, la proteína de transporte está lista para captar K+, lo cual da como resultado la liberación del grupo fosfato de la proteína, haciendo que ésta vuelva, así, a la primera configuración y libere al K+ en el interior de la célula. Como puede verse, este proceso generará un gradiente de iones Na+ y K+ a través de la membrana. La bomba de sodio-potasio, al regular el pasaje de estos iones, controla el volumen de las células animales. El gradiente generado por la bomba tiene asociada una energía potencial eléctrica que puede ser aprovechada en el transporte activo de otras sustancias que deben atravesar la membrana contra gradiente de concentración. "El cuarto blanco- biblioteca web"

Algo mas sobre bomba Na-K...

Cuando dos membranas celulares mueven moléculas o iones cuesta arriba contra gardiente de concentración (o contra gradiente eléctrico o de presión), se denomina transporte activo. Entre las sustancias transportadas activamente se encuentran el hierro, el hidrógeno, cloruros, iodatos, uratos, azúcares y aminoácidos.
Hay dos tipos de transporte activo, el Primario y el Secundario y se diferencian según la energia utilizada; en el transporte primario la energía deriva directamente de la ruptura del ATP u otro fosfato de alta energía; en cambio en el transporte Secundario la energía utilizada deriva secundariamente de la almacenada en forma de diferencia de concentracion iónica entre los dos lados de la membrana creadas en primer lugar por el transporte Primario.
En ambos casos el tranporte depende de proteínas transportadoras que atraviesan la membrana al igual que una difusión, pero la diferencia, es que la proteína transportadora es capaz de inferir energía a la sustancia transportada para moverla contra el gradiente electroquímico.

Metales alcalinotérreos


Berilio, de símbolo Be, es un elemento metálico, gris, frágil, con número atómico 4. Se le llama berilio por su mineral principal, el berilo, un silicato de berilio y aluminio. Fue descubierto como óxido en 1797 por el químico francés Louis Nicolas Vauquelin; el elemento libre fue aislado por primera vez en 1828 por Friedrick Wöhler y Antonine Alexandre Brutus Bussy, independientemente. Puesto que sus compuestos solubles tienen sabor dulce, al principio se le llamó glucinio, como referencia al azúcar glucosa.

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Propiedades y estado natural


El berilio, uno de los metales alcalinotérreos, ocupa el lugar 51 en abundancia entre los elementos naturales de la corteza terrestre. Su masa atómica es 9,012. Tiene un punto de fusión de unos 1.287 °C, un punto de ebullición de unos 3.000 °C, y una densidad de 1,85 g/cm3. El berilio tiene una alta resistencia por unidad de masa. Se oxida ligeramente al contacto con el aire, cubriéndose con una fina capa de óxido. La capacidad del berilio de rayar el vidrio se atribuye a este recubrimiento óxido. Los compuestos del berilio son generalmente blancos (o incoloros en solución) y bastante similares en sus propiedades químicas a los compuestos correspondientes de aluminio. Esta similitud hace difícil separar el berilio del aluminio, que casi siempre está presente en los minerales de berilio.

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Aplicaciones


Añadiendo berilio a algunas aleaciones se obtienen a menudo productos con gran resistencia al calor, mejor resistencia a la corrosión, mayor dureza, mayores propiedades aislantes y mejor calidad de fundición. Muchas piezas de los aviones supersónicos están hechas de aleaciones de berilio, por su ligereza, rigidez y poca dilatación. Otras aplicaciones utilizan su resistencia a los campos magnéticos, y su capacidad para no producir chispas y conducir la electricidad. El berilio se usa mucho en los llamados sistemas de multiplexado. A pequeña escala, un único hilo hecho con componentes de berilio de gran pureza puede transportar cientos de señales electrónicas.

Puesto que los rayos X atraviesan fácilmente el berilio puro, el elemento se utiliza en las ventanas de los tubos de rayos X. El berilio y su óxido, la berilia, se usan también en la generación de energía nuclear como moderadores en el núcleo de reactores nucleares, debido a la tendencia del berilio a retardar o capturar neutrones.



Aunque los productos del berilio son seguros de usar y manejar, los humos y el polvo liberados durante la fabricación son altamente tóxicos. Deben tomarse precauciones extremas para evitar respirar o ingerir las más mínimas cantidades. Las personas que trabajan con óxido de berilio utilizan capuchas diseñadas especialmente.

El berilio y su óxido se utilizan cada vez más en la industria. Aparte de su importancia en la fabricación de los aviones y los tubos de rayos X, el berilio se usa en ordenadores o computadoras, láser, televisión, instrumentos oceanográficos y cubiertas protectoras del cuerpo.

Contando sobre el Berilio, aquí va algo sobre el Magnesio






ALEACIONES METÀLICAS
Las aleaciones metálicas están formadas por un agregado cristalino de dos o más metales o de metales con metaloides.
Las aleaciones se obtienen fundiendo los diversos metales en un mismo crisol y dejando luego solidificar la solución líquida formando una estructura granular cristalina apreciable a simple vista o con el microscopio óptico.

La estructura queda conformada por diferentes microconstituyentes o fases como son:
-Cristales simples o de componentes puros, cristalizados separadamente donde cada cristal contiene un solo componente. En este caso la aleación llamada eutéctica es una mezcla íntima de cristales formada cada uno de ellos de un solo componente puro. Estas aleaciones son de poca aplicación práctica debido a sus bajas propiedades mecánicas.
Por su baja temperatura de fusión, se emplean casi exclusivamente para la soldadura dulce. El ejemplo típico lo constituye la aleación plomo estaño empleada en la soldadura de láminas de cinc, cobre y latón.

-Cristales de elementos compuestos. Estos cristales están formados por compuestos químicos de los componentes donde no es posible distinguir separadamente los componentes originales como en el carburo de hierro que le aporta dureza a los aceros que lo contienen.
-Cristales de solución sólida. Llamada así por semejanza con las soluciones líquidas. Están formados por una solución sólida de los componentes puros o por uno de ellos y un compuesto químico de ambos. Se forman debido a la solubilidad de los componentes en el estado sólido.
Cuando los cristales de solución sólida se forman con enfriamiento muy lento, tienen estructuras muy homogéneas y de buenas propiedades mecánicas para emplearlos en la construcción de partes de máquinas.
Las propiedades de las aleaciones dependen de su composición y del tamaño, forma y distribución de sus fases o microconstituyentes. La adición de un componente aunque sea en muy pequeñas proporciones, incluso menos de 1% pueden modificar intensamente las propiedades de dicha aleación.
En comparación con los metales puros, las aleaciones presentan algunas ventajas:
· Mayor dureza y resistencia a la tracción.
· Menor temperatura de fusión por lo menos de uno de sus componentes.

Pero son menores la ductilidad, la tenacidad y la conductividad térmica y eléctrica.
Para la preparación de las aleaciones se emplean diferentes tipos de hornos:
· Hornos de crisol
· Hornos eléctricos de arco o inducción
· Hornos de reverbero


LOS GASES NOBLES
Grupo 8A o 18, conocidos como los elementos del grupo 0: helio, neón, argón, kriptón xenón y radón. Como sus subcapas externas están por completo llenas se creía que estos elementos eran químicamente inertes. Se encuentran el la naturaleza en estado atómico, son incoloros e inodoros a temperatura ambiente, constituyen el grupo menos reactivo de la tabla periódica. Los puntos de fusión y ebullición tan bajos indican que las fuerzas de dispersión que mantienen a los átomos unidos en la fase liquida o sólida son muy débiles.
Solo se han aislado compuestos químicos de los dos miembros mas pesados del grupo: kriptón y xenón.

HELIO
El helio se detecto en el Sol mediante mediciones espectroscópicas, antes de que fueras identificado en la Tierra. El helio se encuentra en algunos depósitos subterráneos de gas natural, donde se ha estado acumulando por la desintegración de elementos radioactivos en la corteza terrestre.
Puesto que el helio es el gas con la segunda densidad más baja se lo utiliza para inflar globos aerostaticos. También se lo utiliza en mezclas de gases para la inmersión en alta mar como sustituto del nitrógeno gaseoso del aire, que es más soluble en la sangre.
El helio liquido tiene gran importancia científica porque es la única forma segura de enfriar aparatos científicos a temperaturas muy bajas. Además tiene propiedades termodinámicas únicas. Cuando el liquido se enfría a -271ºC hay una trancision violenta y el helio liquido normal (helio I) se convierte en un superfluido (helio II) que es un conductor térmico casi perfecto y tiene cero viscosidad.

NEÓN Y ARGÓN
Se puede obtener argón de la síntesis industrial de amoniaco donde se acumula durante el reciclaje de los gases atmosféricos no utilizados. La producción de argón es considerable y su principal uso es como atmósfera inerte para procesos metalúrgicos a altas temperaturas.
El neón se utiliza en la iluminación eléctrica como “luces de neón”. El neón liquido se utiliza en la investigación a bajas temperaturas.

KRIPTON Y XENON
En 1962 Neil Barlett estaba investigando el gran poder oxidante del hexafloruro de platino (PtF6). Se dio cuenta de que cuando este compuesto entraba en contacto con el oxigeno, cambiaba de color y producía una sustancia iónica de formula O+2 PtF-6.
Como la energía de ionizacion del oxigeno es similar a la del xenón, Barlett supuso que también el xenón debía ser oxidado por el hexafloruro de platino. Tenía razón, la reacción es rápida y dinámica.
Unos meses después los científicos de Laboratorios Nacionales Argonne lograron preparar fluoruros binarios de xenón. Además se han preparado numerosos compuestos de xenón y oxigeno, y compuestos ternarios que contienen Xe, F y O.
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También se han preparado algunos compuestos de kriptón.
Las energías de ionizacion de los gases nobles disminuyen de helio a xenón, por lo tanto los últimos dos elementos Kr y Xe se pueden oxidar con mas facilidad que los otros.
La geometría de la mayoría de estos compuestos se puede explicar satisfactoriamente por TRPEV.

RADON
Todos los isótopos del radón son radioactivos, el de mas larga duración es el radón-222 con una vida media de 3,8 días. Es difícil de estudiar en el laboratorio.
En los últimos años se lo ha identificado como un contaminante de exteriores. Antes se creía que el radón solo se liberaba en las minas, ahora se sabe que es liberado del suelo en diversas cantidades en amplias zonas. Como es altamente inerte, una vez formado el radón esta libre para difundirse e introducirse en los edificios a través de las hendiduras de los cimientos.
No es el radón lo que constituye el problema sino los isótopos radioactivos sólidos que produce. Estas partículas sólidas se adhieren al tejido pulmonar y lo irradian con partículas alfa y beta, rompiendo células e incluso iniciando canceres pulmonares.

LOS NO METALES


En este grupo, los elementos se caracterizan por no poseer conductividad eléctrica, ni térmica, excepto el grafito que es un alótropo del Carbono. No poseen brillo metálico, se los puede encontrar en cualquiera de los tres estados, como el Cloro (gas), Bromo (líquido) o el Silice (sólido); esto significa que sus puntos de fusión son altamente variados. También es variada su atomicidad, ya que pueden ser mono, di o tretatómicos. Lo que más sobresale es su tendencia a recibir electrones en una reacción química, ya que son muy electronegativos. En este caso, pueden formar ANIONES ( iones de carga negativa), ya que la cantidad de electrones excede a la de protones).

CARBONO
Uno de los elementos más destacados es el CARBONO. Es un elemento que se encuentra presente en todos los compuestos orgánicos, es decir en todo lo que constituye materia viva o proviene de ella.
La estructura electrónica del C en su estado fundamental es 1s2 2s2 2p2 , de modo que para alcanzar su covalencia normal cuatro, el átomo debe ser promovido a un estado de valencia 2s2px 2py 2pz. El ion C4+ no se produce en ningún proceso químico normal, pero el C4‑ puede existir posiblemente en algunos carburos de los metales más electropositivos.
Una caracterí­stica única del carbono es su tendencia a enlazarse consigo mismo en cadenas o anillos, no sólo mediante enlaces simples, C‑C, sino también por formación de enlaces múltiples, C = C o C ≡ C. El azufre y el silicio también son elementos con bastante tendencia a la concatenación, como se denomina a este auto‑enlace, pero en un grado bastante inferior al del carbono. La razón de la estabilidad térmica de las cadenas de carbono es la gran fuerza intrí­nseca del enlace simple C‑C, 356 kJ mol‑1 . El enlace Si‑Si (226) es más débil pero otro factor importante es que los enlaces Si‑O son mucho más fuertes que los C‑O (368 kJ mol‑1 ; 336 kJ mol‑1). Por lo tanto, con la energía de activación necesaria, los compuestos con enlaces Si‑Si se convierten de modo muy exotérmico en otros con enlaces Si‑O.

Alotropía del carbono: diamante- grafito
Las dos formas del carbono más conocidas, diamante y grafito, se diferen­cian en sus propiedades fí­sicas y quí­micas debido a las diferencias existen­tes en la ordenación y enlace de los átomos. El diamante es más denso que el grafito (3.51 g cm-3 ; 2.22 g cm‑3) pero el grafito es el más estable, por 2.9 kJ mol‑1 a 300 K y 1 atm de presión. A partir de las densidades se deduce que para transformar grato en diamante debe aplicarse presión. Partiendo de las propiedades termodinámicas de los alótropos se calcula que éstos deben estar en equilibrio a 300 K bajo una presión de 15 000 atm. Puesto que el equilibrio se alcanza con extremada lentitud a esta temperatura, la estructura del diamante persiste bajo condiciones ordinarias.
Diamantes. Pueden producirse a partir del grafito únicamente aplicando grandes presiones, y se necesitan temperaturas altas para lograr una gran velocidad de conversión. Los diamantes que se presentan en la naturaleza deben haberse formado cuando aquellas condiciones se dieron en los procesos geológicos. Aunque el grafito puede convertirse directamente en diamante a unos 3000 K y presiones superiores a 125 kbar, se utiliza un metal de transición, Cr, Fe o Pt, como catalizador, con objeto de obtener velocidades útiles de conversión. Parece ser que se forma sobre el grafito una pelicula delgada de metal fundido que disuelve parte de aquél y lo reprecipita como diamante, que es menos soluble. Los diamantes hasta 0.1 quilate (20 mg) y de alta calidad industrial pueden producirse en serie a precios competitivos. Se han hecho algunos diamantes con calidad de gemas pero su costo, hasta ahora, ha sido prohibitivo. El diamante arde en el aire a una temperatura de 600 a 800° C pero su reactividad quí­mica es mucho menor que la del grafito o del carbono amorfo.

Diamante
Diamante
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Grafito. Las muchas formas del carbono amorfo, tales como carbones animales, hollí­n y negro de humo, son todas realmente formas microcristalinas del grafito. Las propiedades fí­sicas de estos materiales están determinadas fundamentalmente por la naturaleza y extensión del área de sus superficies. Las formas finamente divididas que presentan superficies relati­vamente vastas con fuerzas de atracción sólo parcialmente saturadas, absorben fácilmente grandes cantidades de gases y solutos de las disoluciones. Los carbones activos impregnados con paladio, platino u otros metales se utilizan ampliamente como catalizadores industriales.
Un aspecto importante de la tecnología del grafito es la producción de fibras muy fuertes por pirólisis a temperaturas iguales o superiores a 1500° C, o de fibras polí­meras orgánicas orientadas, por ejemplo, las de poliacrilonitrilo o celulosa. Cuando se incorporan a los plásticos, los materiales reforzados son ligeros y de gran resistencia. Pueden fabricarse otras formas del grafito tales como espumas, laminillas (panes) o grafito acicular.
La estructura de capas poco compacta del grafito permite que muchas moléculas e iones penetren entre las capas para formar los denominados compuestos laminares o de intercalación. Algunos de ellos pueden formarse espontáneamente cuando el reactivo y el grafito entran en contacto. Algunos ejemplos de reactivos son los metales alcalinos, halógenos y haluros metálicos y óxidos, por ejemplo, FeCl3 y MoO3.

Grafito
Grafito
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Carburos.
La interacción directa del carbono con metales u óxidos metálicos a altas temperaturas da como resultado la formación de com­puestos denominados generalmente carburos. Los de los metales electropo­sitivos se comportan como si tuvieran iones C4- o C2‑ y reaccionan con el agua formando hidrocarburos, por ejemplo,

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Los metales de transición forman carburos intersticiales en los que los átomos de carbono ocupan huecos octaédricos en el empaquetamiento compacto de átomos metálicos. Dichos materiales por lo general son muy duros, conductores eléctricos y poseen puntos de fusión muy grande (3000 a 4800° C). Los metales más pequeños, Cr, Mn, Fe, Co y Ni forman carburos con carácter intermedio entre los tí­picamente iónicos y los intersticiales y sufren hidrólisis por el agua o ácidos diluidos.
El silicio y boro forman SiC y B4C, que son también muy duros, infusibles y quí­micamente inertes. El carburo de silicio posee estructura de tipo diamantino en la que los átomos de C y Si están rodeados cada uno de ellos por cuatro de la otra clase en disposición tetraédrica.

El Peróxido de Hidrógeno



Primero hay que recordar lo que es un peróxido: son óxidos que tienen dos átomos de oxígeno unidos entre sí, en los cuales el oxígeno actúa con número de oxidación - 1.
El peróxido de hidrógeno es un líquido viscoso, incoloro (Punto de fusión - 9° C) que se prepara en el laboratorio por la acción del ácido sulfúrico diluido frío sobre el peróxido de bario octohidratado.


BaO₂.8H₂O + H₂SO₄
Metales alcalinos
Metales alcalinos
BaSO₄ + H₂O₂ + 8 H₂O

Usando el método de RPECV se puede ver que los enlaces H-O y O-O están doblados alrededor de cada átomo de oxígeno, en forma similar a la estructura del H₂O. La repulsión par libre-par enlazante es mayor en H₂O₂ que en H₂O, de modo que el ángulo HOO solo e de 97° (en comparación con 104,5° para HOH en el H₂O)
Es una molécula polar ( µ = 2,16 D )
Se descompone fácilmente por calentamiento aún en presencia de partículas de polvo o de ciertos metales, incluyendo el hierro y el cobre.
2H₂O ₂ --------------> 2H₂O + O₂
Es una reacción de desproporción( se llama asi porque un mismo elemento se oxida y se reduce). El número de oxidación del oxígeno cambia de - 1 a -2 y 0.
Es miscible en H₂O en todas proporciones, debido a su habilidad para formar puentes de hidrógeno con el H₂O.
Las disoluciones de H₂O₂ ( 3% en masa) que se consiguen en farmacias se usan como antisépticos suaves, disoluciones mas concentradas se emplean como agentes blanqueadores de textiles, pieles y pelo. El alto calor de descomposición del peróxido de hidrógeno le confiere utilidad como componente de los combustibles de las naves espaciales.
El peróxido de hidrógeno es agente oxidante fuerte, puede oxidar los iones Fe⁺⁺ a Fe⁺⁺⁺ en disoluciones ácidas.
También oxida SO₃⁻ a iones SO₄⁼.
El peróxido de Hidrógno tambien puede actuar como agente reductor frente a sustanciasque son agentes oxidantes más enérgicos que ella misma. Por ejemplo, el peróxido de hidrógeno reduce el oxido de plata a plata metálica.

Cabe mencionar que los peróxidos son subproductos del metabolismo. Como estos iones son umamente reactivos pueden infligir un gran daño en diversos componentes celulares. Nuestros cuerpos han sido equipados con las enzimas ncesarias para convertir estas sustancias tóxicas en H₂O y oxígeno molecular.En el siguiente archivo pueden encontrar un poco mas de información sobre el peróxido de hidrógeno:


Ya que estamos tratando este tema podemos hablar un poco de lo que son los Radicales Libres dicha información fue encontrada en el sitio de internet www.efdeportes.com

Formas de radicales libres
Los Radicales Libres son especies con uno o más electrones desapareados y que son altamente inestables. Esa inestabilidad hace que reaccione con otras moléculas generando nuevos radicales libres en estas moléculas con las que interacciona.
Ahora vamos a ver las especies de radicales Libres que encontramos en el organismo:
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Existe otra especie radicalaria que es el O2 Singlete. El O2 es un birradial poco reactivo y cuando recibe un impulso de energía (Radiación, Luz, Pesticidas...) sufre una inversión de electrones externos que convirtiéndose en Oxigeno Singlete. También se puede obtener esta especie por ganancia de electrones.
¿Cómo se producen los radicales libres?
  • Autooxidación de Moléculas Pequeñas
  • Oxidación de Mioglobina y Hemoglobina
  • Actividades Enzimáticas
  • Peroxisomas
  • Transporte electrónico mitocondrial
  • Transporte electrónico microsomial
  • Fuentes Exógenas
Oxidación de Proteínas
  • Oxidación de Lípidos
  • Oxidación de Hidratos de Carbono
  • Oxidación de Ácidos Nucleicos
    Actividad física como productora de radicales libres
    El ejercicio físico extenuante está asociado a un gran incremento del consumo de oxigeno tanto por todo el cuerpo como particularmente por el músculo esquelético. La mayoría del oxigeno consumido es utilizado en la mitocondria para la obtención de substratos metabólicos y la producción de ATP. Varios estudios han indicado la relación entre el ejercicio físico, el incremento del consumo de oxígeno y la producción de radicales libres. La generación de estos radicales libres (ROS) es un proceso normal en la vida de los organismos aeróbicos. Bajo condiciones fisiológicas estas especies nocivas (los ROS) son la mayoría eliminadas por los sistemas celulares antioxidantes, que incluyen a las vitaminas antioxidantes, a las proteínas, tioles no proteicos y enzimas antioxidantes. Pero la capacidad de reserva antioxidante es en la mayoría de los tejidos más bien marginal ante ejercicio extenuante , ya que este supone, por el aumento de consumo de oxigeno, supone una competencia elevada contra los sistemas oxidante pudiéndose llegar al denominado estrés oxidativo (los sistemas antioxidantes se ven sobrepasados).
    Al cabo de un tiempo realizando Actividad Física a suficiente intensidad parece que estimula la actividad de las enzimas antioxidantes. Esto puede ser considerado como un mecanismo de defensa celular contra el estrés oxidativo. De todas formas el ejercicio agudo prolongado puede causar temporalmente una reducción tisular de la cantidad de Vitamina E y un cambio del estatus de la glutation redox en varios tejidos del organismo. La deficiencia en nutrientes antioxidantes parece que impide la actuación de los sistemas antioxidantes y aumenta el estrés oxidativo inducido por el ejercicio y el daño tisular. El entrenamiento regular parece que induce la actividad de los enzimas antioxidantes y probablemente estimule los niveles de la Glutation (GSH). Recientes estudios sugieren que la suplementación con determinados nutrientes antioxidantes es necesaria para ejercicios vigorosos.
    La información disponible sugiere que el ejercicio físico promueve un incremento en la generación de radicales libres. Sin embargo, pocos estudios en la actualidad han medido directamente la generación de radicales libres inducidos por la práctica de ejercicio, debido a la ausencia de metodologías sofisticadas para medir este fenómeno. En cambio otros estudios se basan en la medición de la peroxidación lipídica como el principal indicador de la generación de radicales libres inducidos por el ejercicio. Los radicales libres pueden además alterar e inactivar los complejos enzimáticos, dañar el DNA y el RNA, y provocar mutaciones y cáncer, además de efectos perjudiciales. Pero también hay que decir que las especies radicalarias pueden tener algunos efectos beneficiosos como partes de los sistemas inmunes de nuestro cuerpo. Pero es desconocido por el momento las cantidades y el tiempo que hay que suplementar con antioxidantes para conseguir este efecto beneficioso de la generación de radicales libres producto de la realización de ejercicio físico.
    Vitaminas antioxidantes y actividad física
    La Vitamina E es un importante lípido soluble que actúa contra los desechos radicalarios. Esta localizado únicamente en la membrana celular, aumentando su eficiencia contra la creación de radicales libres originados en la membrana interna mitocondrial. Hay una pequeña duda sobre si la vitamina E es esencial para el funcionamiento normal celular durante el ejercicio. Davis et al, descubrieron que una deficiencia en vitamina E exacerba la producción de radicales libres en el músculo y en el hígado y aumenta la peroxidación lipídica y las disfunciones mitocondriales en ejercicios exhaustivos en ratas.
    El músculo esquelético contiene aproximadamente de 30 a 50 mmol de vitamina E por gramo con diferencias considerables entre los diferentes tipos de fibra; mientras que la concentración de Vitamina e en el corazón y en el hígado es de 60 - 70 mmol por gramo. La concentración de Vitamina E parece ser que decreció en tejidos como el muscular esquelético, hígado y corazón en ratas después de un ejercicio de larga duración. Packer et al han recomendado que los humanos que poseen un estilo de vida activo deberían considerar su ingesta diaria de Vitamina E porque el ejercicio de larga duración disminuye las reservas de Vitamina E cuando los sujetos consumen una dieta normal.
    Aunque el papel antioxidante de la Vitamina C esta claramente determinado, su importancia en la protección contra el estrés oxidativo inducido por el ejercicio no está clara. Se ha sugerido que la Vitamina C logra sus funciones mediante el reciclaje del radical libre producido por la actuación de esta para devolverlo a la forma original y nuevamente antioxidante de la Vitamina E
    Defensas celulares frente a las especies radiactivas de oxigeno (estrés oxidativo)
    Los diferentes mecanismos que tiene nuestro organismo por la producción de estrés oxidativo por parte de diferentes actividades (en este caso la que más nos interesa es la Actividad Física) o por la exposición a diferentes agentes, se pueden clasificar de diferentes maneras:
    En la primera de las clasificaciones nos encontramos con diferentes tipos de Antioxidantes:
  • Antioxidantes de Prevención (serían aquellos sistemas que previenen la formación de radicales libres)
  • Antioxidantes Eliminadores de Radicales Libres, llamados Scavengers (que se unen con el radical libre)
  • Sistemas Enzimáticos de reparación de los daños de los Radicales Libres.
    La otra clasificación, que es la que vamos a seguir, divide los Antioxidantes en:
  • Sistemas Primarios (Reacciona con la especie ROS Inorgánica, radical libre inorgánico)
  • Sistemas Secundarios (Reacciona con un sistema secundario, un alcoxi, alquilo... y aquellos secuestrantes de metales, R O )
  • Y a su vez se divide en ENZIMÁTICOS Y NO ENZIMÁTICOS
    Como muchos tienen varios mecanismos, luego se pueden incluir en varios apartados de las clasificaciones.
    Características generales:
  • Los hay Liposolubles (Vitamina E) e Hidrosolubles (Vitamina C).
  • Los hay que tienen una Acción General (Super oxido dismutasa SOD) o Acción más Localizada (Vitamina A, a nivel del hígado y a nivel epitelial).
  • Pueden actuar dentro de la célula (Intracelular) o fuera (Extracelular).
    Ahora vamos a ir viendo cada uno de los grupos de antioxidantes:
    Los sistemas de defensa enzimáticos primarios
    Son enzimas que van a reaccionar en primer lugar sobre los radicales de oxigeno inorgánico (SOD, Catalasa, Glutation peroxidasa dependiente de selenio, Glutation reductasa, Glucosa 6-P deshidrogenasa, otras)
  • SOD
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Este antioxidante actúa por medio de esta dismutación expresada a una velocidad 10 veces mayor que la reacción química sin participación de esta enzima.
Son metaloproteínas y dependiendo de su localización tienen un metal u otro: En el Citosol hay cobre y zinc, en la Matriz mitocondrial hay manganeso...
Su acción debe darse conjuntamente con la catalasa o la glutatión peroxidasa
  • CATALASAS
    Actúa cuando la concentración de peróxido de hidrógeno es muy grande (peroxixomas).
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Si la concentración de agua oxigenada es muy pequeña no actúa la catalasa, sino que actúa la glutation peroxidasa dependiente de selenio
  • GLUTATION PEROXIDASA
    Se encuentra principalmente en el Citosol (mitocondria)
    Alta afinidad con el substrato (va a reaccionar incluso a pequeñas concentraciones de agua oxigenada)
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No sólo reacciona con el agua oxigenada sino que también lo hace con los peróxidos pasándolos a una forma mucho menos activa
  • GLUTATION REDUCTASA
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  • GLUCOSA 6-P DESHIDROGENASA
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Si el estrés es elevado se observa que se tiene mucho GSSG plasmático, que es uno de los indicadores del estrés oxidativo.
  • OTRAS ENZIMAS
  • NADPH, Quinona oxido reductasa
  • Epoxido hidrolasa (redice epoxidos y los pasa a alcohol)
    LOS SISTEMAS DE DEFENSA NO ENZIMÁTICOS PRIMARIOS
  • GLUTATION : Tiene tres mecanismos de acción:
  • Oxidándose, reduciendo el agua oxigenada y los peróxidos (Glutation peroxidasa)
  • external image antiox07.gif
  • (desactivándose porque reacciona entre sí, por lo que se estabiliza)
  • Compuestos electrofílicos external image flech.gif Glutation S Transferasa external image flech.gif Aductos covalentes
  • OTRAS SUSTANCIAS CON GRUPO TIOL TAMBIÉN UTILES COMO ANTIOXIDANTES
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  • VITAMINA C
    Se localiza intra y extracelularmente. Actúa de varias formas:
  • De forma primaria el ácido ascórbico reacciona directamente con los radicales libres
    AA + ROS external image flech.gif ADH y luego
    ADH external image flech.gif Dehidroascorbato reductasa (Glutation) external image flech.gif AA
  • Otro de los papeles no es actuar directamente sobre los radicales libres, sino regenerar la Vitamina E
    R + AH external image flech.gif RH + A external image flech.gif A + AA external image flech.gif AH (Vitamina E)
  • ÁCIDO ÚRICO
    El Ácido úrico es producto de descomposición de las bases púricas.
    Lo que hace es atrapar radicales libres en medio acuoso: Peroxi, alcoxi, O singlete, incluso iones Fe y Cu .
    AU + AA external image flech.gif AU + ADH , vuelve a ser el AA quién devuelve al ácido úrico normal.
  • ALBÚMINA Y TAURINA
    Reaccionan oxidando sus grupos SH, lo que hacen es que son eficaces para eliminar el ácido hipocloroso (que es una especie muy peligrosa porque destruye aminoácidos) como consecuencia de la fagocitosis y de la actividad de la Miceloperoxidasa
    También oxidan los grupos SH de la cisteina en las proteínas
  • PROTEINAS
    Se unen a las formas de Fe2+ y Cu+ que están reducidas para evitar que estén sueltas formando compuestos transportadores como:
  • Transferrina y ferritina (ambas en sangre)
  • Ludoferrina
  • Ceruloplasmina
    4 Fe2+ + O2 + 4H+ external image flech.gif 4 Fe3+ + 2H2 O, siendo esta forma del Fe3+ menos reactivo.
    Sistemas de defensa enzimático secundarios
  • GLUTATION PEROXIDASAS NO DEPENDIENTES DE SELENIO
    La glutation transferrasas por un lado desintoxican xenobióticos impidiendo que puedan propagar más radicales libres. También actúan como antioxidantes en el caso de los Hidroperóxidos lipídicos de bajo peso molecular.
  • OXIDORREDUCTASAS
    Reducción grupos proteicos oxidados
  • PROTEASAS
    Macroproteinasas y diversos tipos de enzimas proteolíticas realizan una defensa inespecífica contra el efecto de los radicales libres.
  • SISTEMAS ENZIMÁTICOS DE REPARACIÓN DE DNA
  • DNA polimerasa y enducleasas
  • DNA ligasa y Glucosilasas
    Si el daño es irreparable se activa otra enzima, la Poli (ADP Ribosa) sintetasa.
    Sistemas de defensa no enzimáticos secundarios
  • VITAMINA E
    Vitamina antioxidante liposoluble (tocoferoles).
    ROO + Vitamina E external image flech.gif ROOH , actuando sobre los radicales alcoxi y peroxi.
  • CAROTENOIDES
    Se localizan en las membranas.
    Actúan por los radicales peroxi.
    Al disminuir la presión parcial de oxigeno se dan las siguientes reacciones:
    external image beta.gif carotenos + ROO external image flech.gif (external image beta.gif car) external image flech.gif Productos inactivos
    (external image beta.gif car) + ROO external image flech.gif Producto inactivo
    Al aumentar la presión parcial de Oxigeno la reacción que se da:
    (external image beta.gif car) + O external image flech.gif (external image beta.gif car - OO) (vitamina E)
    Además atrapa al Oxigeno Singlete.
  • BILIRRUBINA
    Actúa sobre los radicales peróxido.
  • OTROS SISTEMAS
    Polifenoles y flavonoides
    En definitiva lo que ocurre en nuestro organismo es que se van produciendo radicales Libres por la oxidación de diferentes compuestos, a lo que contribuye la Actividad Física, y lo que hacen los Antioxidantes es compensarlo. Si se produce una relación positiva de los radicales libres frente a los Sistemas Antioxidantes se da el Estrés Oxidativo. Por lo tanto si se entrena de forma intensa y continuada la producción de Radicales Libres se eleva y en consecuencia el deportista tiene que incluir en su nutrición mayores cantidades de alimentos que contengan "Antioxidantes" dentro de los cuales se encuentran las Vitaminas.
    Revisión bibliográfica sobre la oxidación y el efecto de antioxidantes en el deporte
    En este apartado vamos a ver lo que dicen diferentes estudios sobre la influencia de las sustancias antioxidantes en determinados deportes o circunstancias que tengan que ver con la actividad física en general.
    En el primer artículo se realiza una evaluación bioquímica para ver la función antioxidante en adolescentes después de un ejercicio físico controlado. El estudio indico que se producían una reducción significativa de las funciones antioxidantes, lo cual indica una menor resistencia al estrés oxidativo. Por lo tanto ante una actividad física intensa se debe controlar y suplementar cuando sea necesario con sustancias antioxidantes para mantener la integridad de las funciones celulares del organismo (Anyanwu EC; Ehiri JE; Kanu I; 2005).
    Otro estudio sobre la función respiratoria mitocondrial y el estrés oxidativo, y el papel del ejercicio sobre estas variables, incide en la necesidad de realizar más estudios sobre la influencia del ejercicio físico sobre estas variables, sobre todo en ejercicios de larga duración. Sin embargo se expone que los radicales libres en concentraciones bajas pueden tener un efecto positivo en diversos mecanismos complejos y también sobre la función respiratoria mitocondrial (Ascensao AA; Magalhaes JF; Soares JM; Ferreira RM; Neupart MJ; Appell HJ; Duarte JA; 2005).
    El siguiente artículo realiza una valoración bioquímica sobre el estrés oxidativo, el estado de las membranas de los eritrocitos y el estatus antioxidante en jugadores de fútbol profesional y un grupo control de sedentarios. Los resultados en este caso son los siguientes: los deportistas mostraron mayores niveles de los siguientes antioxidantes plasmáticos; ácido ascórbico, ácido úrico, atocoferol y actividad en la superoxido dismutasa. De acuerdo a esto, los niveles de lipoperóxidos, la duración del estado latente de la peroxidación plasmática y la inestabilidad de la membrana de los eritrocitos fue significativamente mayor en los jugadores de fútbol. Como conclusión a este estudio, los atletas sometidos a un entrenamiento regular y adecuado manifiestan una mejora en el estatus antioxidante unido a una mayor inestabilidad de la membrana que puede contribuir a mejorar la resistencia periférica a la insulina y a todas las funciones metabólicas de intercambio en la membrana celular (Cazzola R; Russo - Volpe S; Cervato G; Cestaro B; 2003).
    En otro estudio realizado con jugadores profesionales de fútbol americano durante una temporada muestra como resultados más significativos que al inicio de la temporada los niveles séricos de antioxidantes estaban por debajo de los niveles normales, las concentraciones de ácido ascórbico aumentaron significativamente durante la competición. Por otra parte los niveles sérico de peróxidos estaban en los niveles normales y se incrementaron significativamente durante el periodo de competición. Estos datos llevan a estos autores a concluir que el estrés oxidativo debería ser controlado en todos los atletas (Schippinger G; Wonisch W; Abuja PM; Fankhauser F; Winklhofer - Roob BM; Halwachs G; 2002).
    En un estudio realizado con 13 jugadores de baloncesto de la liga profesional de baloncesto (ACB) midió los efectos del alfatocoferol, betacarotenos y ácido ascórbico en la oxidación controlando los marcadores hormonales y encimáticos del estrés inducido por el deporte para lo cual se tomaron datos antes de la suplementación, antes del entrenamiento, después del entrenamiento y después del entrenamiento. Después del tratamiento estadístico de los datos se obtienen que la suplementación con antioxidantes supone un incremento significativo en los niveles de alfatocoferol y betacarotenos tras la suplementación. Los peróxidos de lípidos en plasma disminuyeron un 27,7% después de 35 días de tratamiento con antioxidantes. Un significativo descenso de la actividad sérica de la lactato deshidrogenasa se observó durante las 24 horas de recuperación. Durante este tiempo el balance anabólico-catabólico se incremento un 29,8 % en el grupo suplementado con antioxidantes, aunque este incremento no alcanzó significancia estadístico. Como conclusiones decir que la suplementación con alfatocoferol, betacarotenos y ácido ascórbico pueden tener importancia en los marcadores hormonales y enzimáticos del estrés observados durante el entrenamiento habitual de los deportistas profesionales de baloncesto (Schroder H; Navarro E; Mora J; Galiano; Tramullas A; 2001).
    Por último en un estudio "Operación Everest III" que analizaba el efecto de la hipoxia hipobárica simulada sobre la peroxidación lipídica y los sistemas de defensa antioxidante en sangre en estado de reposo y después de un ejercicio máximo. Los hallazgos del estudio sugieren que el estrés oxidativo puede ser inducido por una prolongada situación de hipoxia hipobárica y es mantenido por rápidos retornos al nivel del mar, parecido a lo que ocurre en el proceso de reoxigenación post-hipóxico. El cual es incrementado por el ejercicio físico (Joanny P; Steinberg J; Robach JP; Gortan C; Gardette B; Jammes Y; 2001)

Ahora les agrego unos datos en el siguiente pdf sobre lo que son las soluciones buffer para que las conozcan un poco:



Uranio y Radioactividad