INGENIERÍA EN BIOTECNOLOGÍA

Evidencia de aprendizaje De lo más pequeño a lo más complejo

FISICOQUIMICA

Alumno: Rosa María Guadalupe Gutiérrez PanalesMatrícula: AL12535518

Docente:Ángel Gabriel Hernández

La construccción de unidades mayores a partir de otras de menor tamaño, o bien de estructuras complejas partiendo de las más sencillas, es algo muy natural ya sea que provenga de la naturalesa o bien de las actividades naturales del hombre. Las unidades de construcción pueden ser palabras, piedras, vigas, o bien átomos y moléculas. Es un campo particularmente estimulante, puesto que permite un enorme número y variedad de estructuras moloeculares.

Las moléculas presentan una composición extraordinariamente variables. Van desde lo simple a otras más complejas, y hasta lo más fantastico. Sean sencillas o complejas, en todas las ramas suelen encontrarse corrientemente compuestos de estructuras desconocidas.

Puesto que el olor y el aspecto de una sustancia suele proporcionar poca información acerca de su estructura, es necesario llevar a cabo una serie de operaciones físicas y químicas sobre el compuesto.

Se comienza por establecer la fórmula empírica del mismo. Que nos indica cuáles son los elementos que contiene y en qué proporciones. En esta etapa preliminar, también se determina la fórmula molecular, que nos informa de cuántos átomos de cada tipo están presentes en cada molécula.

Posee:• Raíz: es la que la fija a la tierra, por donde capta el agua y las sales minerales.• Tallo: conduce la savia bruta y elaborada por toda la planta.• Hoja: hacen la respiración, transpiración y fotosíntesis.• Flor: con función reproductiva.• Fruto: sirve para proteger la semilla.

PLANTAOBJETO ANIMADO 

Características físicas  Características químicas 

Fotosíntesis 

Síntesis de hidrogeles

Es el pigmento verde de las plantas y desempeña un papel esencial en el proceso de la fotosíntesis. En realidad es una mezcla de compuestos muy relacionados.

Podemos decir que la fotosíntesis es una de las funciones esenciales de las plantas superiores ya que si no se llevara a  cabo este proceso  él y  no se transformaran en compuestos orgánicos. Y presenta dos fases:

Fase fotoquímica o reacción de Hill (Luminosa): Para que se dé esta fase las plantas deben absorber la luz. Las  plantas absorben la  luz  a través  de substancias   llamadas pigmentos.  Entre todos ellos,  destaca  la clorofila, que es el pigmento de color verde que se encuentra en el interior de los   cloroplastos de la célula  vegetal. 

Fase de fijación del dióxido de carbono (Ciclo de Calvin):    Corresponde a lo que  se le conoce como fase oscura. Este ciclo se produce en los cloroplastos del estroma y convierte el  CO2 que las plantas absorben a través de los estomas en hidratos de carbono. Para que pueda darse este proceso se deberán utilizar los materiales elaborados en la anterior fase. 

Clorofila A (Chla)

 Molécula Es un polimero natural, constituido por una larga cadena de monomeros.

La molécula de clorofila a contiene 72 átomos de  Hidrogeno 

La molécula de clorofila a contiene 55 átomos de Carbono 

La molécula de clorofila a contiene 5 átomos de Oxígeno 

La molécula de clorofila a contiene 4 átomos de Nitrógeno 

La molécula de clorofila a contiene 1 átomo de Magnesio 

Descripción químicaEsta clorofila está formada por dos partes:

Un anillo de porfirina que contiene magnesio y cuya función es absorber luz.

Una cadena  hidrófoba  de fitol   cuya   función  es  mantener   la clorofila integrada en la membrana fotisintética.

Tipos de enlaces químicos 

Enlace Iónico  Enlace Covalente

Está   formada   por dobles enlaces

En la síntesis de un hidrogel, junto a los elementos habituales de cualquier reacción de polimerización, tales como el disolvente, monómero o monómeros y el iniciador, se necesita de un agente entrecruzante, que va a ser el responsable de la estructura reticulada del gel. 

Al sintetizar un hidrogel se puede elegir entre un gran número de monómeros, que dividiremos en tres categorías: 

1. Monómero con sustituyentes laterales no ionizables: en esta categoría pueden incluirse la acrilamida, la N-vinilpirrolidona, el metacrilato de 2-hidroxietilo, etc.

2. Monómeros con grupos funcionales ionizables: como, por ejemplo, los ácidos acrílicos, metacrílicos, itacónico, sulfónicos y aminas; de los cuales se obtienen hidrogeles que absorben gran cantidad de agua y tienen pobres propiedades mecánicas.

3. Monómeros switeriónicos o sales internas: el sustituyente lateral consiste en dos grupos cargados y unidos a la cadena principal. Su característica primordial es que para el polímero entrecruzado el hinchamiento de la red es mayor en disolución salina que en agua..

Los hidrogeles se preparan mediante el hinchamiento de una estructura entrecruzada en agua o fluidos biológicos que contienen grandes cantidades de ésta. En muchas  ocasiones el fluido puede estar presente durante la formación de la estructura entrecruzada.

Existen varios métodos de preparar hidrogeles entrecruzados como son: 

Entrecruzamiento por radiación: Esta reacción utiliza la emisión de electrones, rayos gamma, rayos X o luz ultravioleta para excitar el polímero y producir la estructura entrecruzada.

Reacción química: Este método es una reacción de copolimerización y entrecruzamiento entre uno o más monómeros y un monómero multifuncional el cual está presente en muy pequeñas cantidades, este último se denomina agente entrecruzante y presenta una masa molecular pequeña, se une a cadenas de peso molecular grande a través de sus grupos multifuncionales. 

Independientemente del tipo de polimerización y de los monómeros que se utilicen, es necesario emplear un agente desencadenante de la reacción de polimerización o iniciador. Los sistemas de iniciación que pueden emplearse son los habituales en la síntesis de polímeros: radicales libres, temperatura, iniciadores iónicos, radiación gamma o par redox. 

El entrecruzamiento covalente puede obtenerse por una variedad de técnicas:

polimerización de una disolución concentrada de ácido acrílico que puede causar auto-entrecruzamiento a través de la eliminación de átomos de hidrógeno del esqueleto del polímero, seguida de combinaciones de radicales.

radiación ionizante que puede ser controlada a través de la dosis y la velocidad de la radiación aplicada al sistema. copolimerización del monómero principal con una pequeña cantidad de un comonómero multifuncional (la ruta más común). 

Las fuerzas cohesivas que permiten el entrecruzamiento no son tan sólo de carácter covalente. También intervienen otras fuerzas, como por ejemplo, las electrostáticas, hidrófobas, interacciones dipolo-dipolo o enlaces de hidrógeno. 

La elección del agente entrecruzante es fundamental para optimizar las propiedades del hidrogel. Estos agentes han de poseer varios grupos reactivos en su estructura, siendo habitual la utilización de compuestos tetrafuncionales y hexafuncionales. Un ejemplo de este tipo de monómeros y uno de los más utilizados es la N,N-metilenbisacrilamida (NMBA). 

Los hidrogeles presentan una serie de características particulares como son:

Carácter hidrófilo: debido a la presencia en la estructura de grupos solubles en agua (-OH, -COOH, -CONH2, -CONH, SO3H). Insolubles en agua: debido a la existencia de una red polimérica tridimensional en su estructura. Presentan una consistencia suave y elástica la cual está determinada por el monómero hidrófilo de partida y la baja densidad de entrecruzamiento del

polímero. Se hinchan en agua aumentando considerablemente su volumen hasta alcanzar un equilibrio químico-físico, pero sin perder su forma. La forma no

hidratada se denomina xerogel. 

La apariencia externa que tiene un gel depende de su proporción líquido / sólido.

En el caso de los polímeros entrecruzados, los geles mantienen su aspecto de sólidos elásticos. Pero en el caso de polímeros no entrecruzados, a medida que aumenta la proporción de líquido se va pasando desde dicho aspecto de sólido elástico al de líquido viscoso.

Conclusión

Esto nos capacita para el análisis y estudio de la composición, propiedades y transformaciones naturales o provocadas de las sustancia,   para el estudio de la constitución y estructura de los diversos materiales, para el análisis de los procesos de la industria química y energética, para el desarrollo y control de procesos químicos industriales, farmacéuticos, agroalimentarios, de reciclaje y de tratamiento de residuos, etc…. Asimismo, nos capacita para abordar la resolución de problemas complejos en entornos multidisciplinares.

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