17 Teorico 17 Bioenergetica I Dra Puntarulo

FISICOQUIMICA

¿Cuál es el significado físico de la
actividad?

Teórico 19
19--09
09--14
BIOENERGETICA

Discuta mediante el empleo de un gráfico
de P = f (x) para una mezcla con
desviaciones positivas de la idealidad.

Dra. Susana Puntarulo
susanap@ffyb.uba.ar

kH

PºB
P1
gH

xB=0

aH

gR

0,5

aR

xB=1

Desviaciones de la idealidad
• Positivas KH > Pº; aAR > xA; gAR >1
Las fuerzas cohesivasentre diferentes
componentes son más pequeñas que en los
líquidos puros. DVm>0; DHm>0. Este tipo de
desviaciones se verifican en soluciones
acuosas (adiciones rompen la estructura
cristalina asociada del agua, causando >P)
• Negativas KH < Pº; aAR < xA; gAR <1

Soluciones reales

Escriba las expresiones de , DG, y K de
modo que resulten válidas para
soluciones reales.

• Se intenta conservar la formade las
ecuaciones ideales e introducir nuevas
funciones que reemplacen la PA y la xA
de un componente en solución.

¿Cómo lo extendería a las propiedades
coligativas?

1

A = ºA + RT ln aA
Ka = acC adD / aaA abB
DGº = - RT ln Ka
Son expresiones válidas aún para la
mayoría de los sistemas no ideales,
siempre que se emplee el estado estándar
correctamente.

También puede definirse a = cg c
Si c 0, g  1 y Ka  Kc
Se define el estado estándar como el
estado hipotético del soluto a una
concentración cº= 1 mol/dm3 pero con un
medio ambiente igual al de una solución
diluida.

Propiedades coligativas
Las propiedades coligativas de una solución
de solutos no volátiles se expresan en
función de la actividad del disolvente.
• Presión de vapor
a = P/Pº
La actividad se halla a partir demediciones
de
presión
de
vapor
a
varias
concentraciones.
• Descenso de la temperatura de
congelación
ln a = - DfusHº (1/T - 1/T*)
R

Actividad y constante de equilibrio
aA + bB
cC + dD
Ka = aCc aDd/ aAa aBb
a = xg x
Ka = (gCc gDd/ gAa gBb) (xCc xDd/ xAa xBb)
Ka = Kg Kx
Kg no es una constante de equilibrio sino un
producto de coeficientes de actividad.
• Si se eligen adecuadamente los estados
estándar g 1:
Ka  Kx entonces DGº = -RT ln Kx

¿Es posible determinar la actividad del
disolvente en base a las propiedades
coligativas?
¿Es posible determinar la actividad del
soluto en base a la actividad del
disolvente?
¿Por qué?

• Aumento de la temperatura de ebullición
ln a = - DvapHº (1/T - 1/T*)
R
• Presión osmótica
V p = - RT ln a
Asi, es posible determinar actividad del
disolvente en base acualquier propiedad
coligativa por su dependencia con el
potencial químico.

2

Propiedades coligativas y actividad del soluto
Según Gibbs-Duhem
d = - (n2/n1) d2
T, P constantes
• Disolvente
 = º + RT ln a
d  = RT ln a
Soluto
2 = º + RT ln a2
d 2 = RT ln a2
• Aplicando Gibbs-Duhem
d ln a = - (n2/n) d ln a2

Pero n2/n = M m
donde M es el peso molecular del disolvente
y m es la molalidad delsoluto
Reemplazando en d ln a = - (n2/n) d ln a2
d ln a = - M m d ln a2
Relación entre las actividades
disolvente y del soluto.

del

Impacto en la biología

Comente cómo participa el fenómeno
osmótico en procesos biológicos y
fisiológicos.

Impacto en la biología
Solución hipotónica: causa hemólisis
Solución hipertónica: pérdida del solvente.

3. Osmosis es base de proceso de diálisis.
Se emplea para:i) eliminar impurezas
ii) estudiar unión de pequeñas
moléculas a macromoléculas

Osmosis en fisiología y bioquímica
1. Contribuye a:
- Mantenimiento de la estructura celular
- Mantenimiento de la turgencia celular
2. Aplicación a la práctica médica:
- Empleo de soluciones isotónicas
transfusiones y alimentación intravenosa.

en

BIOENERGETICA
• La Primera y la Segunda Ley de la Termodinámicaaplicadas a los seres vivos.
– Análisis termodinámico de los seres vivos como sistemas abiertos
en estado estacionario.
– Estado estacionario: consideraciones cinéticas.

• Reacciones acopladas: reacción endergónica, reacción
exergónica e intermediario común.
– Procesos químicos en las células. Acoplamiento por
desplazamiento del equilibrio y por acoplamiento molecular.
– Uso de DG°' como variación...