Tema 1 Los bioelementos, el agua y las sales minerales - Ulises Blanco

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Biología 2º Bachillerato Los bioelementos, el agua y las sales minerales 
 
1 departamento de biología y geología IES Bachiller Sabuco - Albacete 
UNIDAD 1. LOS BIOELEMENTOS, EL AGUA Y LAS SALES MINERALES 
 
 
1. LOS ENLACES QUÍMICOS EN LA MATERIA VIVA 
 
La materia viva, al igual que la inerte, está formada por átomos que se unen para formar moléculas 
mediante fuerzas de atracción que representan cantidades de energía, denominadas enlaces 
químicos. La energía que se necesita para romperlos se conoce como energía de enlace. Los enlaces 
que unen entre sí los átomos de una molécula son enlaces intramoleculares. Estos enlaces son 
fuertes. Los enlaces que unen entre sí varias moléculas son enlaces intermoleculares. Son más 
débiles que los anteriores. 
 
La reactividad química de las sustancias, propiedad esencial de los seres vivos, depende de su 
tendencia a formar y romper enlaces químicos. 
 
1.1. Enlaces intramoleculares. 
 
En la materia viva los átomos se pueden unir para conseguir su configuración electrónica estable 
mediante el enlace covalente y el enlace iónico. 
 
 Enlace covalente 
 
Se establecen entre elementos no metales que comparten pares de electrones en su última capa 
para adquirir la configuración más estable. Podemos distinguir entre el enlace covalente apolar, si 
los átomos tienen idéntica electronegatividad, por lo que atraen con la misma fuerza a los electrones 
compartidos (O2, H2, N2); y el enlace covalente polar, que se da entre átomos con diferente 
electronegatividad de modo que el más electronegativo atrae con más fuerza al par de electrones 
compartido (H2O, NH3, HCl, CH4). Cuando estudiemos la molécula de agua entenderemos su 
importancia. 
 
También se pueden distinguir enlace covalente simple, cuando se comparte un solo par de 
electrones como en el H2O; doble, si se comparten dos pares como en el CO2; o triples si comparten 
tres pares. Los enlaces simples son flexibles y permiten la rotación de los átomos entre sí pero los 
dobles son relativamente rígidos. La presencia de enlaces simples o dobles en moléculas como las 
grasas determina que, aún teniendo la misma composición química, algunas sean líquidas a 
temperatura ambiente (aceites) y otras sólidas (mantecas). 
 
 
 
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 Enlace iónico 
 
Se establece entre elementos metálicos y no metálicos cuya 
electronegatividad es muy diferente. Así, el metal cede electrones y se 
convierte en un catión, mientras que el no metal acepta esos electrones y se 
convierte en un anión. Ambos se unirán debido a la atracción electrostática 
entre cargas de signo opuesto. De este modo pueden llegar a formarse 
estructuras muy ordenadas llamadas redes iónicas o cristales. Por ejemplo, 
NaCl. 
 
Las reacciones de pérdida o ganancia de electrones se conocen como reacciones de oxidación-
reducción. La oxidación es la pérdida de electrones y la reducción es la ganancia. Como estudiaremos 
en su momento, estas reacciones son sumamente importantes en los seres vivos. 
 
 
1.2. Enlaces intermoleculares. 
 
Son muy importante en la actividad biológica de las moléculas, además de su naturaleza química, 
tamaño y forma. 
 
 Fuerzas electrostáticas 
 
Resultan de la atracción electrostática de dos grupos ionizados con carga opuesta, como un grupo 
carboxilo (COO-) y otro amino (NH3+). Se dan entre los aminoácidos de las proteínas, la interacción 
entre una enzima y su sustrato, por ejemplo. 
 
 Fuerzas de solvatación 
 
Resulta de la interacción entre un ion y una molécula covalente polar. Por 
ejemplo la disolución de NaCl en el agua de debe a la atracción que se 
produce entre Na+ y Cl- y los polos con carga opuesta de la molécula de 
agua. 
 
 Interacciones hidrofóbicas 
 
Se debe a la tendencia a asociarse de las moléculas hidrofóbicas para evitar su interacción con un 
entorno acuoso. Este efecto es responsable de la formación de bicapas lipídicas en las membranas 
biológicas, o de la disposición interna de los aminoácidos hidrofóbicos en las proteínas globulares 
solubles. 
 
 Fuerzas de Van der Waals 
 
Interacciones débiles y de corta alcance que aparecen entre moléculas eléctricamente neutras que 
están muy próximas. Su origen es consecuencia de desplazamientos de carga que generan dipolos 
instantáneos en las moléculas. Son responsables de la disolución en agua de gases apolares como el 
O2; también se debe a ellas el elevado punto de fusión de los ácidos grasos saturados de cadena 
larga. 
 
 
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 Enlaces de hidrógeno o puente de hidrógeno 
 
Son un tipo especial de fuerzas de Van der Waals que resultan de la 
atracción electrostática entre el polo positivo y el negativo de dos 
moléculas dipolares constituidas por átomos de hidrógeno unidos 
covalentemente a elementos muy electronegativos y de pequeño 
tamaño como el oxígeno y el nitrógeno. A pesar de ser un enlace débil, 
tienen una gran importancia en biología pues determinan las 
propiedades del agua y su función en los seres vivos; también 
condiciona la estructura espacial de las proteínas y ácidos nucleicos, 
entre otras funciones. 
 
 
2. LOS BIOELEMENTOS 
 
La materia viva está constituida por unos 70 elementos llamados elementos biogénicos o 
bioelementos, que podemos clasificar en dos grupos: 
 
2.1 Bioelementos primarios 
 
Constituyen aproximadamente el 96% de la masa de los seres vivos. Son seis: oxígeno, carbono, 
hidrógeno, nitrógeno, fósforo y azufre, siendo los tres primeros los más abundantes (92%). Son 
imprescindibles para la constitución de biomoléculas orgánicas (glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos 
nucleicos) presentes en todos los seres vivos. Los bioelementos primarios se denominan 
bioelementos plásticos pues debido a su pequeña masa pueden unirse entre sí mediante enlaces 
covalentes (cuanto menor es la masa de un átomo mayor es la tendencia a completar el último 
orbital con electrones formando enlaces). A veces son enlaces covalentes polares, lo que permite su 
disolución en el agua, que es el medio donde transcurren las reacciones químicas. 
 
También facilitan la adaptación de los seres vivos al campo gravitatorio terrestre pues son elementos 
muy ligeros. 
 
 Grupo del carbono y del hidrógeno. 
 
- CARBONO: es un elemento químico escaso en la atmósfera, la hidrosfera y litosfera aunque es el 
segundo en abundancia en la biosfera. Sus cuatro electrones le permiten formar enlaces 
covalentes apolares muy estables con otros átomos de carbono o de hidrógeno, por lo que a 
veces da lugar a largas cadenas hidrocarbonadas lineales, anillos, ramificaciones que serán el 
esqueleto de muchas biomoléculas. 
 
La estabilidad de estos enlaces no impide que puedan romperse. Las 
moléculas formadas exclusivamente por carbono e hidrógeno son insolubles 
en agua. 
 
Los cuatro enlaces del átomo de carbono se dirigen hacia los cuatro vértices 
de un tetraedro imaginario lo que posibilita la formación de muchos tipos 
de moléculas. También pueden proporcionar energía al romperse los 
enlaces entre carbono e hidrógeno. 
 
- HIDRÓGENO: es el más abundante en la hidrosfera y el tercero en abundancia en la biosfera (los 
seres vivos tienen un alto porcentaje de agua). Aparece en todos los compuestos orgánicos. 
Estructura de la doble hélice de ADN 
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 Grupo del oxígeno, nitrógeno, azufre y fósforo. 
 
Los cuatro son elementoselctronegativos que pueden formar enlaces covalentes con el hidrógeno o 
entre sí originando moléculas dipolares (H2O, NH3, SH2, H3PO4...). Si estas moléculas u otras polares 
(como grupos hidroxilo –OH) se unen a una cadena hidrocarbonada, ésta puede adquirir cierta 
polaridad y ser soluble en agua. 
 
- OXÍGENO: es el elemento más abundante en la biosfera y la litosfera. Muy electronegativo, en las 
oxidaciones biológicas como la respiración celular tiende a captar el electrón del hidrógeno unido 
a un carbono o nitrógeno, formándose agua (agua metabólica) y obteniéndose energía (ATP). 
 
- NITRÓGENO: el más abundante en la atmósfera y el cuarto en la biosfera. Forma parte de los 
grupos amino (-NH2) de los aminoácidos que constituyen las proteínas y de las bases 
nitrogenadas que forman los ácidos nucleicos. 
 
- AZUFRE: forma parte de algunas proteínas (lo encontramos en los aminoácidos metionina y 
cisteína como grupo sulfhidrilo –SH) y sobre todo forma puentes disulfuro, un tipo de enlace 
químico que da estabilidad a la estructura proteica. 
 
- FÓSFORO: forma parte, entre otras moléculas, de los grupos fosfato (-PO4)
-3 que forman el ATP. 
Al combinarse con el oxígeno puede almacenar la energía liberada en las oxidaciones en forma 
de grupos fosfato, liberándola cuando se rompen estos grupos. También forma parte de los 
ácidos nucleicos, los fosfolípidos de las membranas celulares, etc. 
 
 
2.2 Bioelementos secundarios 
 
Constituyen aproximadamente el 4% de la materia viva. Constituyen biomoléculas orgánicas y otras 
biomoléculas. Algunos son indispensables para la vida celular y se encuentran en todos los seres 
vivos en menor o mayor proporción (Na, K, Ca, Fe, Mg, I…) mientras que otros son variables (Br, Zn, 
Ti…) y no se presentan en todos los organismos. 
 
Según su mayor o menor cantidad podemos distinguir: 
 
 Bioelementos secundarios más abundantes 
 
Se encuentran en proporción superior al 0,1%. Los principales bioelementos secundarios son: sodio, 
potasio, calcio, magnesio y cloro. Sus funciones son muy diferentes: mantenimiento del equilibrio 
osmótico y la salinidad (Na, K y Cl); transmisión del impulso nervioso (Na y K); contracción muscular 
(Ca); forma parte de algunas enzimas y de la clorofila (Mg); estructuras esqueléticas (Ca)… 
 
 Oligoelementos 
 
Se encuentran en proporción inferior al 0,1 por ciento. Son indispensables y sin ellos el organismo 
moriría pues su principal función no es estructural sino catalizadora de importantes reacciones 
químicas. Se han aislado más de 60 oligoelementos pero sólo unos 14 son comunes a todos los seres 
vivos: Fe, Mn, Cu, Zn, Li, F, I, B, Si, V, Cr, Co, Se, Mo y Sn. 
 
 
 
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3. LAS BIOMOLÉCULAS O PRINCIPIOS INMEDIATOS 
 
La biomoléculas o principios inmediatos son las moléculas que se obtienen al tratar la materia viva 
mediante procedimientos físicos que no alteran su composición química (evaporación, filtración, 
destilación, cristalización, electroferesis, diálisis y centrifugación). Están formadas por bioelementos 
unidos mediante distintos tipos de enlaces químicos. 
 
Aunque las biomoléculas forman parte de la materia viva, algunas no son exclusivas de ella, como el 
agua o las sales minerales. Sin embargo los glúcidos, los lípidos, las proteínas y los ácidos nucleicos 
solo pueden ser fabricados por los seres vivos ( o sintetizados en laboratorio). 
 
Algunas biomoléculas forman polímeros llamados macromoléculas, como glúcidos, lípidos, etc. que 
están constituidas por unidades estructurales o monómeros que son los eslabones estructurales 
como monosacáridos, aminoácidos, etc. 
 
La biomoléculas constituidas por átomos de un solo elemento químico se denominan simples y si 
están formadas por átomos de diferentes elementos, compuestas. Las biomoléculas compuestas se 
clasifican en dos grandes grupos: 
 
 INORGÁNICAS: Se presentan en la materia viva pero también en rocas y minerales: agua, algunas 
sales minerales (NaCl, CO3Ca), ciertos gases (CO2). 
 
 ORGÁNICAS: Son exclusivas de la materia viva y están constituidas por polímeros de carbono e 
hidrógeno: glúcidos, lípidos, proteínas y ácidos nucleicos. Se originan a partir de cadenas 
hidrocarbonadas donde uno o más átomos de hidrógeno han sido sustituidos por diferentes 
grupos funcionales, los cuales son responsables de sus propiedades tales como su solubilidad en 
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agua o la capacidad de unirse a otras moléculas para formar macromoléculas. Algunas moléculas 
como las vitaminas, hormonas, etc. se encuadran químicamente en los grupos anteriores. 
 
3.1 Funciones de las biomoléculas 
 
Algunas de estas biomoléculas, como veremos, tienen una función energética (grasas, ciertos 
glúcidos), otras tienen función estructural y forman parte de huesos y membranas plasmáticas 
(proteínas, lípidos de membrana, sales minerales), y otras función catalizadora, acelerando las 
reacciones químicas (proteínas enzimáticas). 
 
 
4. EL AGUA 
 
Es la sustancia química más abundante en la materia 
viva, pero su porcentaje en peso depende de tres 
factores: 
 
- El medio donde vive una especie (alga= 95%; 
pino= 47%). 
- La edad del organismo (embrión= 94%; 
hombre adulto=70%). 
- El tipo de tejido u órgano (corteza cerebral=96%; diente=10%). Existe una relación directa 
entre la actividad fisiológica de un organismo y la cantidad de agua, por eso los porcentajes 
más bajos se dan en formas de vida latente como las semillas. 
 
En los seres vivos el agua se presenta como: 
 
 Agua circulante: sangre, savia... 
 Agua intersticial: entre las células, bañando los tejidos. Es llamada agua de imbibición. 
 Agua intracelular: en el citosol y dentro de los orgánulos celulares. 
 
Los seres vivos pueden conseguir el agua de dos maneras: 
 
 Del exterior: agua exógena. 
 De reacciones químicas: agua metabólica o 
endógena, procedente de las reacciones de 
la respiración celular. 
 
 
 
4.1 Estructura de la molécula de agua 
 
El agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno 
unidos covalentemente y es eléctricamente neutra pero, debido a la 
diferente electronegatividad de los átomos que constituyen la molécula de 
agua, los electrones están desplazados hacia el oxígeno (elemento con 
gran afinidad por los electrones). Este desplazamiento da lugar a un 
exceso de carga negativa del oxígeno y un exceso de carga positiva de los 
átomos de hidrógeno, conformando un DIPOLO que hace del agua una 
molécula dipolar. Esto le confiere al agua muchas de sus propiedades. 
 
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Entre las moléculas de agua o dipolos se establecen 
interacciones electrostáticas denominadas puentes 
de hidrógeno, apareciendo grupos de 3, 4 o incluso 
9 moléculas de agua, lo que hace que a temperatura 
ambiente se comporte como un líquido. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
3.2 Propiedades y funciones del agua 
 
Propiedades del agua Funciones del agua 
 
Estado líquido a temperatura ambiente. 
 
 
Vehículo de transporte de sustancias y lubricante natural. 
 
Elevada fuerza de cohesión o capacidad de 
mantenerse juntas moléculas iguales. Es debida a 
los puentes de hidrógeno que la hace 
incomprensible. Hace que su superficie se 
comporte como una membrana elástica. 
 
Estructural y amortiguadora: dando 
volumen a la célula o constituyendo el 
hidroesqueleto de células vegetales, de 
invertebrados, el líquido sinovial… 
Permite deformaciones celulares,movimientos citoplasmáticos, 
fenómenos de flotación debido a la 
tensión superficial. 
 
 
 
Elevada capacidad de adhesión a otras 
estructuras debido a su polaridad que le permite 
unirse a superficies cargadas. 
 
Fenómenos de capilaridad y ascenso de la savia 
en vegetales desde la raíz a las hojas. 
 
 
Elevado calor específico: requiera mucha energía 
para elevar su temperatura, por lo que puede 
absorber gran cantidad de calor. 
 
Función termorreguladora. Es un buen estabilizador térmico de las variaciones 
ambientales de temperatura. Absorbe el calor producido por las reacciones 
metabólicas lo que permite que la temperatura de los organismos se mantenga 
sin grandes oscilaciones. Su elevada conductividad térmica garantiza una eficaz 
distribución del calor por todo el cuerpo impidiendo la existencia de puntos 
calientes perjudiciales para las células. 
 
Elevado calor de vaporización: para pasar de 
líquido a gas tiene que absorber mucho calor para 
romper los puentes de hidrógeno y evaporarse. 
 
 
Función refrigeradora: sudor. 
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Mayor densidad en estado líquido (a 4ºC) que 
sólido. 
 
El hielo flota y es termoaislante en ríos, 
lagos y mares, protegiendo la vida bajo el 
agua. El inconveniente es que al 
congelarse y cristalizar destruye 
estructuras celulares por lo que algunos 
seres vivos han desarrollado sustancias 
anticongelantes. 
 
 
 
 
 
Elevada constante dieléctrica debido a su 
naturaleza polar. 
 
Buen disolvente de compuestos 
iónicos y polares (sales, alcoholes, 
azúcares, aldehídos y cetonas) 
(solvatación iónica) y es el medio 
donde transcurren las reacciones 
químicas. 
 
 
Bajo grado de ionización. De cada 10.000 
moléculas de agua sólo una está ionizada (en 
forma de H
+
 y OH
-
). 
 
Permite la actuación de los sistemas tampón o amortiguadores del pH. 
 
 
5. SALES MINERALES 
 
Son biomoléculas inorgánicas que pueden presentarse en los seres vivos de tres formas: 
 
 Precipitadas, constituyendo estructuras sólidas, insolubles en agua, con función 
esquelética o de sostén (Ca CO3 en conchas de moluscos, junto con el Ca3 (PO4)2 
formando parte los huesos, el SiO2 del exoesqueleto de algas diatomeas...) 
 
 Disueltas, originando aniones (cloruro, sulfato, carbonato, nitrato, fosfato...) y cationes 
(ión sodio, potasio, calcio, magnesio...) de enorme importancia biológica. 
 
Cuando se presentan en forma iónica ayudan a mantener un grado de salinidad 
constante dentro del organismo y también a mantener su grado de acidez o pH, pues 
muchas sales minerales forman parte de las llamadas disoluciones amortiguadoras o 
tampón ya que pueden ionizarse en mayor o menor grado dando lugar a los iones H3O
+ y 
OH- que impiden variaciones de pH en el medio interno como veremos más adelante. 
 
La presencia en el interior celular de sales minerales regula la presión osmótica y por 
tanto el volumen celular al determinar la entrada o salida de agua como también 
estudiaremos (ósmosis). 
 
 
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Por otro lado, la diferente distribución de iones como el 
Na+ o K+ a ambos lados de la membrana celular es 
responsable de la generación de un potencial de 
membrana debido a la diferencia de cargas eléctricas 
entre el interior y el exterior celular. 
 
El Ca2+ nterviene en el proceso de contracción muscular 
y en la coagulación de la sangre. El Fe2+ forma parte de 
la hemoglobina y el Mg2+ de la clorofila. 
 
 Asociadas a moléculas orgánicas como lípidos para formar los fosfolípidos de las 
membranas celulares, a proteínas para formar fosfoproteínas como la caseína de la 
leche, a glúcidos para formar glúcidos complejos como el agar-agar, o a nucleósidos 
para formar nucleótidos como el ATP. 
 
 
6. LAS DISPERSIONES ACUOSAS 
 
Los líquidos que constituyen los seres vivos son dispersiones de distintas sustancias o solutos (fase 
dispersa) en el agua (fase dispersante). Cuando las moléculas de la fase dispersa tienen pequeño 
tamaño (menos de 0,001 micras) entonces dichas dispersiones se denominan dispersiones 
moleculares, disoluciones verdaderas o simplemente disoluciones. En los seres vivos forman 
disoluciones las sales minerales y las moléculas orgánicas con una masa molecular no muy elevada 
(monosacáricos, aminoácidos, etc.). 
 
Por otro lado, si las partículas de la fase dispersa tienen gran tamaño (mayor de 0,001 micras y 
menores de 0,2) al disolverse originan mezclas heterogéneas llamadas dispersiones coloidales (por 
ejemplo albúmina en agua, polisacáridos en agua, aceite en agua). La mayoría de los líquidos 
biológicos son dispersiones coloidales las cuales se dividen en suspensiones, cuando la fase dispersa 
es sólida (harina en agua) y emulsiones cuando la fase dispersa es líquida (mayonesa). 
 
 
6.1 Propiedades de las disoluciones 
 
Las disoluciones poseen unas propiedades llamadas coligativas que dependen de la concentración de 
soluto (como el aumento de la temperatura de ebullición o de la presión osmótica, entre otras). Las 
principales propiedades de interés en biología son: 
 
 Difusión. Es la distribución uniforme de moléculas de un soluto en el seno de un disolvente a 
favor de gradiente de concentración. Puede ser un gas en otro gas, de un gas en un líquido (por 
ejemplo la difusión de oxígeno en agua que es la entrada de oxígeno del aire en el agua al 
ponerlos en contacto; o bien la humidificación del aire que es la entrada de moléculas de vapor 
de agua en el aire). La difusión es un mecanismo frecuente de intercambio celular. 
 
 Ósmosis. Es el paso de un disolvente a través de una membrana semipermeable entre dos 
disoluciones de diferente concentración. El disolvente pasa de la más diluida a la más 
concentrada hasta que ambas disoluciones alcanzan el equilibrio. Las membranas celulares 
actúan como membranas semipermeables (un ejemplo es la absorción de agua a través de las 
células de las raíces). 
 
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Los medios acuosos pueden tener diferentes concentraciones: 
 
 En un medio isotónico respecto del interior celular, la célula no se deforma. 
 En un medio hipotónico respecto del interior el agua tiende a entrar, disminuye la 
presión osmótica en la célula y la célula se hinchará. Si se trata de una célula animal 
puede estallar y si es vegetal o una bacteria la pared rígida lo impide (turgencia). 
 En un medio hipertónico la célula pierde agua, aumenta la presión osmótica en el 
interior y disminuye su volumen. En células vegetales la membrana se separa de la pared 
vegetal (plasmolisis) 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 Estabilidad del grado de acidez o pH. Los fluidos biológicos intra y extracelulares deben 
mantener constante su nivel de pH o grado de acidez pues una pequeña variación del mismo 
puede conllevar una cambio en el sentido de determinadas reacciones químicas, así como la 
desnaturalización y precipitación de las proteínas enzimáticas, lo que provocaría graves 
trastornos e incluso la muerte. 
 
Para evitar variaciones de pH existen sales minerales disueltas que constituyen las denominadas 
disoluciones amortiguadoras o disoluciones tampón o buffer, compuestas por un ácido débil y 
su base conjugada, que actúan como dadores o aceptores de H+ para compensar el aumento o 
déficit de estos iones en el medio y mantener constante el pH. 
 
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El agua pura presenta un grado de disociación muy bajo (una de cada 10.000 
moléculas está disociada en forma iónica). 
 
 
El producto de las concentraciones de iones hidronio (o hidrogeniones) e hidroxilo es el producto iónico, que para el 
agua pura a 25ºC es: 
 
Kw = [H3O
+
] x [OH
-
] = 1 x 10
-14
 
 
La concentración de iones H3O
+
 (hidronio) es la misma en el agua pura que la de iones OH
-
 (hidroxilo), siendo de 1 x 10
-7
. 
Para simplificar los cálculos Sorensen utilizó logaritmos y definió el pH como el logaritmo cambiado de signo de la 
concentración de iones hidronio de una disolución, pH = -log [H3O
+
]. 
 
En una disolución el producto iónico se mantiene constante pero la proporción de iones varía. Cuando… 
 
 [H3O
+
] = [OH
-
] la disolución es neutra y su pH = -log[H3O+] = -log 10
-7
 = 7 
 [H3O
+
] < [OH
-
] la disolución es básica o alcalina y su pH > 7. 
 [H3O
+
] > [OH
-
] la disolución es ácida y su pH < 7. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Ejemplo de disoluciones tampón son el sistema tampón fosfato (citosol) y el sistema tampón 
carbónico-bicarbonato (plasma sanguíneo). 
 
 
- SISTEMA TAMPÓN FOSFATO: 
 
H2O + H2PO4
- HPO4
2- + H3O
+ 
 
Si en la célula aumenta la acidez (los iones H3O
+) la reacción se desplaza hacia la izquierda, hasta 
equilibrarse de nuevo. Este sistema permite mantener el pH interno celular en 7,2. 
 
- SISTEMA TAMPÓN BICARBONATO: 
 
H+ + HCO3
- H2CO3 inestable CO2 + H2O 
 
Si en la sangre aumenta la acidez (los H+), la reacción se desplaza hacia la derecha, produciéndose 
agua y dióxido de carbono. Si los H+ disminuyen se toma CO2 del exterior y el equilibrio se desplaza 
hacia la izquierda. 
 
Señalar finalmente que algunas proteínas pueden actuar como amortiguadoras de los cambios de 
acidez tanto dentro como fuera de la célula. 
 
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6.2 Propiedades de las dispersiones coloidales 
 
 Capacidad de presentarse en estado de sol o gel. Pueden presentarse en dos formas: 
 
- En estado de sol (hialoplasma o citosol interior). Es un estado donde la fase dispersa es 
un sólido y la dispersante un líquido. Su aspecto general es líquido, poco denso, pues las 
moléculas de la fase dispersa son menos abundantes que las de la fase dispersante. 
 
- En estado de gel (hialoplasma o citosol exterior). Es un estado donde la fase dispersa es 
un líquido y la dispersante un conjunto de fibras entrelazadas que retienen las moléculas 
de líquido por capilaridad e hidratación. Su aspecto es semisólido o gelatinoso (mucus 
del caracol, humor vítreo, gelatina)...). 
 
El paso del estado de sol a gel está en relación con procesos de poli y despolimerización 
de proteínas fibrilares del citosol que forman parte del citoesqueleto celular. Este 
proceso no siempre es reversible. 
 
La mayoría de los líquidos del ser vivo son dispersiones coloidales. Las variaciones de 
temperatura, de pH, de concentración, etc., también pueden hacer que los estados de 
sol y gel se alternen en el interior celular. 
 
Los geles, al retener agua, permiten mantener la humedad de estructuras corporales en 
medio aéreo (mucus del caracol). 
 
 Elevada viscosidad o resistencia al movimiento relativo de sus moléculas. La viscosidad aumenta 
al pasar de sol a gel. El citosol celular varía su viscosidad según interese mayor o menor 
hidrodinamismo del medio interno. 
 
 Elevado poder de adsorción o atracción que ejerce la superficie de un sólido sobre las moléculas 
de un líquido o gas (enzima-sustrato; antígeno-anticuerpo). 
 
 Efecto Tyndall o reflexión de los rayos luminosos al iluminar lateralmente sobre fondo oscuro 
(opalescencia). Es un efecto similar al que ocurre cuando un rayo de luz ilumina el polvo de una 
habitación a oscuras. 
 
 Movimiento Browniano o movimiento caótico de las partículas coloidales debido al impacto que 
sobre ellas producen las moléculas de la fase dispersante. 
 
 
7. TÉCNICAS DE SEPARACIÓN DE BIOMOLÉCULAS 
 
 Sedimentación por ultracentrifugación (floculación). Las 
partículas coloidales no sedimentan en condicione normales 
pero pueden sedimentar al ser sometidas a un fuerte campo 
gravitatorio (centrifugadoras y ultracentrifugadoras). 
Conociendo el número de revoluciones, el tiempo que tarda en 
sedimentar y la viscosidad del medio, conoceremos el peso 
molecular. 
 
 
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 Separación por diálisis. Es un proceso por el que se separan las partículas dispersas de elevada 
masa molecular (coloides) de las de baja masa (cristaloides) aprovechando una membrana 
permeable que deja pasar el agua y los cristaloides pero no los coloides. La hemodiálisis permite 
depurar la sangre en caso de insuficiencia renal crónica, permitiendo eliminar el exceso de urea 
(baja masa molecular) sin alterar la concentración de proteínas sanguíneas (elevada masa 
molecular). 
 
 Respuesta a la electroforesis. Es el transporte de partículas 
coloidales debido a la acción de un campo eléctrico a través de 
un gel (separación de proteínas mediante electroforesis en 
gel, en papel...). 
 
 Cromatografía. Permite separar diferentes sustancias químicas 
mezcladas tomando como base el grado de retención que 
sobre ellas ejerce un medio fijo. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Diferencia entre difusión, ósmosis y diálisis.