CINÉTICA QUÍMICA Y CINÉTICA QUÍMICA Y MECANISMOS DE TRANSPORTE MECANISMOS DE TRANSPORTE

A TRAVÉS DE LA MEMBRANA A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PLASMÁTICAPLASMÁTICA

Integrantes :Integrantes :

Gómez Wong, DiegoGómez Wong, Diego

López Murga, AlexandraLópez Murga, Alexandra

INTRODUCCIÓNINTRODUCCIÓN

La cinética química y los mecanismos de La cinética química y los mecanismos de transporte en el organismo tiene suma transporte en el organismo tiene suma importancia en la vida en general como la importancia en la vida en general como la conocemos y más particularmente dentro de conocemos y más particularmente dentro de nuestro propio cuerpo; ya que los cambios nuestro propio cuerpo; ya que los cambios que son estudiados por esta rama de la que son estudiados por esta rama de la química se dan a cada instante, ya q sin ellos química se dan a cada instante, ya q sin ellos la vida no seria igual como la conocemos; la vida no seria igual como la conocemos; desde las transformaciones mas simples desde las transformaciones mas simples hasta las más compleja.hasta las más compleja.

CINÉTICA QUÍMICACINÉTICA QUÍMICA

Definición: Rama de la química que Definición: Rama de la química que estudia la rapidez o velocidades de las estudia la rapidez o velocidades de las reacciones químicas y el mecanismo por reacciones químicas y el mecanismo por el cual estas se producen.el cual estas se producen.

Henri Le ChatelierHenri Le Chatelier

VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN VELOCIDAD DE UNA REACCIÓN QUÍMICAQUÍMICA

Se define como la cantidad de sustancia Se define como la cantidad de sustancia (producto o reactivo) formada en una (producto o reactivo) formada en una unidad de tiempo .unidad de tiempo .

No es constanteNo es constante

Es directamente proporcional a la Es directamente proporcional a la concentración de las moléculas del concentración de las moléculas del reactivo.reactivo.

VELOCIDAD MEDIAVELOCIDAD MEDIA

La velocidad media de la aparición de un La velocidad media de la aparición de un producto está dado por la variación de la producto está dado por la variación de la concentración de una especie química con concentración de una especie química con el tiempo.el tiempo.

v = dC / dtv = dC / dt

MECANISMOS DE REACCIÓNMECANISMOS DE REACCIÓN

Explica los pasos desarrollados en una Explica los pasos desarrollados en una reacción , son :reacción , son :

REACCIONES SENCILLASREACCIONES SENCILLAS Tienen tan solo una etapa en su mecanismo y su orden Tienen tan solo una etapa en su mecanismo y su orden

de reacción total son determinados por sus coeficientes de reacción total son determinados por sus coeficientes estequiométricos.estequiométricos.

REACCIONES COMPLEJASREACCIONES COMPLEJAS

Consta de varias etapas o reacciones Consta de varias etapas o reacciones elementales.La velocidad y el orden de reacción elementales.La velocidad y el orden de reacción lo determina la reacción elemental más lenta.lo determina la reacción elemental más lenta.

POR LA COMPOSICIÓN FINAL, O POR LA COMPOSICIÓN FINAL, O SENTIDO DE LA REACCIÓNSENTIDO DE LA REACCIÓN

De acuerdo a esto las reacciones pueden De acuerdo a esto las reacciones pueden ser de dos tipos:ser de dos tipos:REACCIONES IREVERSIBLESREACCIONES IREVERSIBLES

Se producen en un solo sentido, hacia la Se producen en un solo sentido, hacia la producción de los productosproducción de los productosREACCIONES REVERSIBLESREACCIONES REVERSIBLES

Se producen en dos sentidos hacia la Se producen en dos sentidos hacia la producción de productos o reactantes de producción de productos o reactantes de nuevo.nuevo.

FACTORES QUE INFLUYEN EN FACTORES QUE INFLUYEN EN LA RAPIDEZ DE LA REACCIÓNLA RAPIDEZ DE LA REACCIÓN

TEMPERATURATEMPERATURA

ESTADO FÍSICO DE LOS REACTIVOSESTADO FÍSICO DE LOS REACTIVOS

PRESENCIA DE UN CATALIZADORPRESENCIA DE UN CATALIZADOR

CONCENTRACIÓN DE LOS CONCENTRACIÓN DE LOS REACTIVOSREACTIVOS

TEMPERATURATEMPERATURA Según la Teoría Cinética, la temperatura aumenta la Según la Teoría Cinética, la temperatura aumenta la

energía cinética de las moléculas o iones y por energía cinética de las moléculas o iones y por consiguiente el movimiento de estos, con lo cual, consiguiente el movimiento de estos, con lo cual, aumenta la posibilidad de choques entre las moléculas o aumenta la posibilidad de choques entre las moléculas o iones de los reactivos, aumentando la posibilidad de que iones de los reactivos, aumentando la posibilidad de que ocurra la reacción o acelerando una reacción en ocurra la reacción o acelerando una reacción en desarrollo.desarrollo.

Sin embargo, el incremento de la velocidad de la Sin embargo, el incremento de la velocidad de la reacción no depende tanto del incremento del número reacción no depende tanto del incremento del número de colisiones, cómo del número de moléculas que han de colisiones, cómo del número de moléculas que han alcanzado la energía de activación.alcanzado la energía de activación.

La velocidad de una reacción crece, en general, con la La velocidad de una reacción crece, en general, con la temperatura, y se duplica, aproximadamente, por cada temperatura, y se duplica, aproximadamente, por cada 10 °C que aumenta la temperatura.10 °C que aumenta la temperatura.

NATURALEZA DE REACTANTESNATURALEZA DE REACTANTES

La naturaleza de los reactantes involucrados en La naturaleza de los reactantes involucrados en una reacción determina el tipo de reacción que una reacción determina el tipo de reacción que se efectúa, ya sea homogénea(una fase) o se efectúa, ya sea homogénea(una fase) o heterogénea (varias fases).heterogénea (varias fases).

Respecto al estado físico de los reactantes;el Respecto al estado físico de los reactantes;el área de contacto es D.P a la velocidad de área de contacto es D.P a la velocidad de reacción cuando se tienen distinta fasesreacción cuando se tienen distinta fases

CONCENTRACIÓN DE LOS CONCENTRACIÓN DE LOS REACTIVOSREACTIVOS

A mayor concentración de las A mayor concentración de las sustancia reaccionantes, el número de sustancia reaccionantes, el número de colisiones efectivas aumenta, luego, la colisiones efectivas aumenta, luego, la velocidad de reacción también velocidad de reacción también aumenta.aumenta.

PRESENCIA DE UN PRESENCIA DE UN CATALIZADORCATALIZADOR

Se llaman catalizadores a las sustancias que Se llaman catalizadores a las sustancias que intervienen en las reacciones, acelerándolas o intervienen en las reacciones, acelerándolas o retardándolas y que siguen presentes al finalizar retardándolas y que siguen presentes al finalizar la reacción, es decir que no se consumen en la reacción, es decir que no se consumen en esta, no son parte de los productos esta, no son parte de los productos reaccionantes. Las sustancias que retardan la reaccionantes. Las sustancias que retardan la velocidad de reacción se denominan inhibidores.velocidad de reacción se denominan inhibidores.

Puede ser catalizador (aumenta la velocidad) o Puede ser catalizador (aumenta la velocidad) o inhibidor (disminuye la velocidad) inhibidor (disminuye la velocidad)

TEORÍAS PARA EXPLICAR LA TEORÍAS PARA EXPLICAR LA VELOCIDAD DE REACCIONVELOCIDAD DE REACCION

Son dos:Son dos: TEORÍA DE LAS COLISIONESTEORÍA DE LAS COLISIONES-Dos partículas reaccionan cuando chocan entre si.-Dos partículas reaccionan cuando chocan entre si.-Deben poseer suficiente energía y una adecuada orientación para -Deben poseer suficiente energía y una adecuada orientación para

q se originen los productos.q se originen los productos. TEORÍA DEL COMPLEJO ACTIVADOTEORÍA DEL COMPLEJO ACTIVADOSe forma un estado de trancisión o complejo activado de alta Se forma un estado de trancisión o complejo activado de alta

energía.energía.Los reactantes deben de ganar energía para q se forme el Los reactantes deben de ganar energía para q se forme el

complejo activado, energía de activacióncomplejo activado, energía de activaciónDicho complejo puede formar productos (irreversible) o Dicho complejo puede formar productos (irreversible) o

nuevamente reactantes (reversibles)nuevamente reactantes (reversibles)

Ea = Eca – Er Erx =Ep -ErEa = Eca – Er Erx =Ep -Er

ENERGÍA DE ACTIVACÍONENERGÍA DE ACTIVACÍON

Definida por Svante Arhenius. Es la Definida por Svante Arhenius. Es la cantidad mínima de energía que necesitan cantidad mínima de energía que necesitan las moléculas para reaccionar. Esa las moléculas para reaccionar. Esa energía proviene de la energía cinética de energía proviene de la energía cinética de las moléculas que colisionan. La energía las moléculas que colisionan. La energía cinética sirve para originar las reacciones, cinética sirve para originar las reacciones, pero si las moléculas se mueven muy pero si las moléculas se mueven muy lento, las moléculas solo rebotaran al lento, las moléculas solo rebotaran al chocar con otras moléculas y la reacción chocar con otras moléculas y la reacción no sucederá.no sucederá.

RELACIÓN ENTRE LA CONSTANTE DE RELACIÓN ENTRE LA CONSTANTE DE VELOCIDAD DE REACCIÓN Y LA VELOCIDAD DE REACCIÓN Y LA

TEMPERATURATEMPERATURAEn 1889 Svante Arrhenius expreso la dependencia En 1889 Svante Arrhenius expreso la dependencia de la constante de velocidad de reacción con la de la constante de velocidad de reacción con la temperatura mediante la ecuación:temperatura mediante la ecuación:

K= A e K= A e

Donde:Donde:K: Constante De velocidad de reacciónK: Constante De velocidad de reacciónA: Factor preexponencial, de frecuencia o de A: Factor preexponencial, de frecuencia o de ArrheniusArrheniusR: Constantes de los gasesR: Constantes de los gasesT: Temperatura absolutaT: Temperatura absoluta

(- Ea/RT)

Se aprecia que a la velocidad específica Se aprecia que a la velocidad específica aumenta exponencialmente con la aumenta exponencialmente con la temperatura.temperatura.

Si tomamos logaritmos a la ecuación de Si tomamos logaritmos a la ecuación de Arrhenius, se obtiene una relación Arrhenius, se obtiene una relación lineal:lineal:

Ln k = ln A Ln k = ln A - Ea- Ea

RTRT

TIEMPO DE VIDA MEDIA O PERÍODO TIEMPO DE VIDA MEDIA O PERÍODO DE SEMIREACCIÓNDE SEMIREACCIÓN

La La vida mediavida media es la cantidad de tiempo es la cantidad de tiempo necesario para que se desintegren la necesario para que se desintegren la mitad de los átomos o concentración de mitad de los átomos o concentración de una muestra. una muestra.

CINÉTICA DE ABSORCIÓNCINÉTICA DE ABSORCIÓN

Ecuación de orden 0Ecuación de orden 0

Ecuación de orden 1Ecuación de orden 1

Ecuación de orden 2Ecuación de orden 2

ECUACIÓN DE ORDEN “0”ECUACIÓN DE ORDEN “0”

El producto viene dado por la ecuación El producto viene dado por la ecuación de tipo:de tipo:

dd[P][P] = k = k

dtdt

Su integración da:Su integración da:

[P] = [P] o + kt[P] = [P] o + kt

ECUACIÓN DE ORDEN “1”ECUACIÓN DE ORDEN “1”

Corresponde a procesos elementales Corresponde a procesos elementales unimoleculares:unimoleculares:

1 A P 1 A P La ley de velocidad es de tipo:La ley de velocidad es de tipo:

dd[A][A] = - k[A] = - k[A] dtdt

Tiempo de vida media : t Tiempo de vida media : t 1/21/2 = ( ln 2) / k = ( ln 2) / k

ECUACIÓN DE ORDEN “2”ECUACIÓN DE ORDEN “2”

La ecuación puede ser de dos tipos dependiendo si La ecuación puede ser de dos tipos dependiendo si hay uno o dos reactivos:hay uno o dos reactivos:En el primer caso:En el primer caso:

2 2 A PA P• La ecuación de velocidad es:La ecuación de velocidad es:

dd[A][A] = - k[A] = - k[A] dtdt• Su integración da:Su integración da: 1/ [A] = Kt + 1/ [A] 1/ [A] = Kt + 1/ [A] • Tiempo de vida media:Tiempo de vida media: t = 1 ([A]o k) t = 1 ([A]o k)

1/2

2

-En el segundo caso:-En el segundo caso:

11A + A + 11R PR P

La ecuación de velocidad es:La ecuación de velocidad es:

dd[A][A] = - k[A][R] = - k[A][R]

dtdt

Si se que se reemplaza la concentración de Si se que se reemplaza la concentración de A”que ha reaccionado en el tiempo t por x, A”que ha reaccionado en el tiempo t por x, la ley de velocidad integrada será: la ley de velocidad integrada será:

1 1 ln ln [R]o [R]o ([A]o – x)([A]o – x) = - kt = - kt

[R]o- [A]o [A]o ([R]o – x)[R]o- [A]o [A]o ([R]o – x)

MECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVÉS DE LA MEMBRANA PALMÁTICA

MECANISMOS DE TRANSPORTEMECANISMOS DE TRANSPORTE A TRAVÉSDE LAA TRAVÉSDE LA

MEMBRANAMEMBRANA

Membrana PlasmáticaMembrana Plasmática

La membrana plasmática o citoplasmática La membrana plasmática o citoplasmática es una estructura laminar que engloba a es una estructura laminar que engloba a las las célulascélulas, define sus límites y contribuye , define sus límites y contribuye a mantener el equilibrio entre el interior y a mantener el equilibrio entre el interior y el exterior deel exterior de

éstas. éstas.

Clases de MembranaClases de Membrana

Permeable:Permeable: permite el acceso a todas las permite el acceso a todas las sustancias en contacto. sustancias en contacto.

Semipermeable:Semipermeable: Se trata de una membrana Se trata de una membrana que permite el paso preferencial de ciertas que permite el paso preferencial de ciertas sustanciassustancias presentes en una disolución presentes en una disolución frente a otras. frente a otras.

Impermeable:Impermeable: No permite el paso de No permite el paso de ninguna sustancia sin distinción ninguna sustancia sin distinción

Tipos de TransporteTipos de Transporte

Transporte Pasivo:Transporte Pasivo:

El transporte pasivo es el intercambio simple El transporte pasivo es el intercambio simple de de moléculasmoléculas de una sustancia a través de de una sustancia a través de la membrana plasmática, durante el cual no la membrana plasmática, durante el cual no hay gasto de energía que aporta la célula, hay gasto de energía que aporta la célula, debido a que va a favor del gradiente de debido a que va a favor del gradiente de concentración o a favor de gradiente de concentración o a favor de gradiente de carga eléctrica, es decir, de un lugar donde carga eléctrica, es decir, de un lugar donde hay una gran concentración a uno donde hay una gran concentración a uno donde hay menor. hay menor.

- DIFUSION SIMPLE- DIFUSION SIMPLE::

siendo un proceso físico basado en el movimiento al azar. siendo un proceso físico basado en el movimiento al azar. La difusión es el movimiento de átomos, moléculas o iones La difusión es el movimiento de átomos, moléculas o iones de una región de mayor concentración a una de menor de una región de mayor concentración a una de menor concentración sin requerir gasto de energía. concentración sin requerir gasto de energía.

- - DIFUSIÓN FACILITADA:DIFUSIÓN FACILITADA:

Es el movimiento de moléculas más grandes que no Es el movimiento de moléculas más grandes que no pueden pasar a través de la membrana plasmática y pueden pasar a través de la membrana plasmática y necesita ayuda de una necesita ayuda de una proteínaproteína u otros mecanismos para u otros mecanismos para

pasar al otro lado.pasar al otro lado.

- FILTRACIÓN:FILTRACIÓN: La La filtraciónfiltración es el movimiento de agua y es el movimiento de agua y moléculas disueltas a través de la membrana debido a la moléculas disueltas a través de la membrana debido a la presión hidrostática generada por el presión hidrostática generada por el sistema cardiovascularsistema cardiovascular. .

- OSMOSIS: OSMOSIS: La ósmosis es un tipo especial de La ósmosis es un tipo especial de transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua transporte pasivo en el cual sólo las moléculas de agua

son transportadas a través de la membrana.son transportadas a través de la membrana.

Transporte Activo: Transporte Activo: Consiste en el Consiste en el transporte de sustancias en contra de un transporte de sustancias en contra de un gradiente de concentración, para lo cual gradiente de concentración, para lo cual se requiere un gasto energético. se requiere un gasto energético.

- Transporte activo primarioTransporte activo primario

- Transporte activoTransporte activo

secundariosecundario

- Transporte Vesicular:Transporte Vesicular: Es un proceso de Es un proceso de "englobamiento" de partículas (pinocitosis "englobamiento" de partículas (pinocitosis para líquidos y fagocitosis para sólidos). para líquidos y fagocitosis para sólidos).

- Transporte Conectivo:Transporte Conectivo: Moléculas muy Moléculas muy pequeñas como úrea, agua y azúcares pequeñas como úrea, agua y azúcares son capaces de atravesar rápidamente la son capaces de atravesar rápidamente la membrana celular si esta contiene poros o membrana celular si esta contiene poros o canales.canales.

- Formación de par iónicoFormación de par iónico

Transporte de macromoléculasTransporte de macromoléculas

Endocitosis:Endocitosis: La endocitosis es el proceso La endocitosis es el proceso celular, por el que la célula mueve hacia su celular, por el que la célula mueve hacia su interior moléculas grandes (macromoléculas) o interior moléculas grandes (macromoléculas) o partículas, englobándolas en una invaginación partículas, englobándolas en una invaginación de su membrana citoplasmática, formando una de su membrana citoplasmática, formando una vesícula que luego se desprende de la pared vesícula que luego se desprende de la pared celular e incorpora al citoplasma. celular e incorpora al citoplasma.

Exocitosis:Exocitosis:

Es la expulsión de sustancias como la Es la expulsión de sustancias como la insulinainsulina a través de la fusión de vesículas con a través de la fusión de vesículas con la membrana celular.la membrana celular.

La exocitosis es el proceso celular por el cual La exocitosis es el proceso celular por el cual las vesículas situadas en el citoplasma se las vesículas situadas en el citoplasma se fusionan con la membrana citoplasmática, fusionan con la membrana citoplasmática, liberando su contenido.liberando su contenido.

La exocitosis se observa en muy diversas La exocitosis se observa en muy diversas células secretoras, tanto en la función de células secretoras, tanto en la función de excreción como en la función endocrina.excreción como en la función endocrina.

FINFIN