Reacciones de oxidación-reducción
Una reacción química o cambio químico es todo proceso químico en el cual dos o más sustancias (llamadas reactantes), por efecto de un factor energético, se transforman en otras sustancias llamadas productos. Esas sustancias pueden ser elementos o compuestos. Un ejemplo de reacción química es la formación de óxido de hierro producida al reaccionar el oxígeno del aire con el hierro.
Los productos obtenidos a partir de ciertos tipos de reactivos dependen de las condiciones bajo las que se da la reacción química. No obstante, tras un estudio cuidadoso se comprueba que, aunque los productos pueden variar según cambien las condiciones, determinadas cantidades permanecen constantes en cualquier reacción química. Estas cantidades constantes, las magnitudes conservadas, incluyen el número de cada tipo de átomo presente, la carga eléctrica y la masa total.
Los tipos de reacciones inorgánicas son: Ácido-base (Neutralización), reacciones redox y precipitación.
En tanto que las reacciones acido-base se caracterizan por un proceso de transferencia de protones, las reacciones oxido-reducción, o reducciones redox, se consideran como reacciones de transferencia de electrones. Las reacciones de oxido-reducción forman una parte importante del mundo que nos rodea. La mayoría de los elementos metálicos y no metálicos se obtienen de sus minerales por procesos de oxidación o de reducción.
Para que exista una reacción redox, en el sistema debe haber un elemento que ceda electrones y otro que los acepte:
- El agente reductor es aquel elemento químico que suministra electrones de su estructura química al medio, aumentando su estado de oxidación, es decir; oxidándose.
- El agente oxidante es el elemento químico que tiende a captar esos electrones, quedando con un estado de oxidación inferior al que tenía, es decir; reducido.
Cuando un elemento químico reductor cede electrones al medio se convierte en un elemento oxidado, y la relación que guarda con su precursor queda establecida mediante lo que se llama un par redox. Análogamente, se dice que cuando un elemento químico capta electrones del medio se convierte en un elemento reducido, e igualmente forma un par redox con su precursor reducido.
Videos complementarios
Guerra de bandas
Había una vez una magnífica ciudad, en donde los personajes centrales de la colonia química eran dos bandas que se odiaban a muerte, los ácidos-base y los óxido-reducción. Estos dos grupos enemigos se enfrentaban cada año en el concurso de reacciones, donde cada banda mostraba sus características más representativas en un duelo de habilidades.
La banda de los ácido-base tenía como técnica principal la neutralización, una reacción súper poderosa que hacía que cualquier sustancia cambiara su pH a 7. Esta banda utilizaba como herramienta el papel tornasol y los indicadores naturales, que les ayudaban a equilibrar sus técnicas. Otra de sus alternativas era la transferencia de protones.
Pero la banda que siempre ganaba eran los óxido-reducción, pues cada uno de sus integrantes recibía el nombre de electrón; y a ellos no les importaba ganar uno o varios de sus electrones, o en todo caso sacrificar alguno de sus miembros. Cada vez que un electrón era perdido, para no decir que estaban de luto, decían que habían oxidado; y por el contrario las fiestas cuando ganaban se llamaban reducciones.
Su lema era “no importa transferir electrones, algún día venceremos”. Sus armas secretas incluían la combustión, acciones blanqueadoras y corroer metales.
El bando “redox” tenía varias armas; una de ellas era que todo lo que se tocaba se volvía negro, como quemado. También contaban con sus aliados, el agente oxidante y el agente reductor.
Estas dos bandas están presentes en casi todas las reacciones que se encuentran a nuestro alrededor. ¡Ten cuidado te las puedes encontrar y puedes salir herido!
CID MOLINA JAZMÍN
PÉREZ VÁSQUEZ SERGIO OBED
PORTILLA MARCELO FERNANDO
Sistemas Biológicos.
En este apartado analizaremos algunos aspectos importantes de los fenómenos biológicos desde la perspectiva de las reacciones óxido-reducción, comencemos:
Hemoglobina y respiración
La mayoría de nuestras células sanguíneas son eritrocitos, llamado también glóbulos rojos, se componen en un 95% de una proteína llamada hemoglobina que contiene hierro, lo que origina el color rojo de la sangre. Una gota de sangre contiene aproximadamente 200 millones de eritrocitos y la cantidad de nuestro cuerpo excede los 25 billones. La hemoglobina es una molécula muy grande con una masa molecular cerca a los 68000 uma. Por otro lado el complejo llamado oxihemoglobina que es inestable y libera el O2 cuando la concentración de este es baja en los tejidos donde se emplea para quemar la glucosa con lo que se da desde luego uno de oxido-reducción impulsado por el oxidante vital por excelencia el oxigeno. El proceso es tan complicado como el de la fotosíntesis.
Fermentación
Consiste en una serie de reacciones enzimáticas de oxido-reducción. Existen varios tipos de fermentaciones:
Alcohólica: Producida por levadura –hongos microscópicos unicelulares que se denominan “fermentos”.
Acética: Responsable de la conversación de etanol e acido acético y se presenta en un vino que se agria.
Láctica: La produce el lactobacilus que convierte la lactosa en acido láctico, como en la obtención de yogur, los quesos con mohos o en la col fermentada alemana.
Pútrida: Consiste en una desintegración de las proteínas de plantas y animales muertos, en este proceso se liberan diversos gases, algunos con la putrecina y la cadaverina, son diaminas de olor horrible e insoportable.
Fotosíntesis.
La fuente principal de energía del género humano es la reacción en la que el CO2 se reduce en azúcares, gracias a la luz solar. La fotosíntesis no solo nos provee de biomasa (leña), combustibles fósiles o alimentos, si no que, como subproducto, genera el O2 que respiramos.Como podemos observar, el CO2 se reduce a glucosa y el oxígeno del agua se oxida. A pesar de que hoy conocemos bastante el proceso fotosintético todavía se ignoran algunos aspectos, mismos que a continuación se explican.
La reacción simplificada de dicho fenómeno es:
6 H2O + 6 CO2 se produce C6H12O6 + 6 O2
La fotosíntesis re realiza en los cloroplastos, estructuras su celulares presentes en todas las plantas verdes. En ellos se encuentra la clorofila, el pigmento encargado de capturar la luz solar y convertirla en energía, además de otros pigmentos que participan en el proceso.
Para que la absorción de luz sea productiva, se requieren dos condiciones:
Ø Producir moléculas capaces de reducir CO2, como el NADPH (nicotinamida adenina dinucleótido fosfato).
Ø Producir moléculas que pueden almacenar energía en sus enlaces químicos, como el ATP (adenosín trifosfato).
donde, de paso, se genera una molécula de ATP para transforma la energía recibida del Sol en energía química. Dicho proceso biológico consta de dos partes: la fase luminosa y la fase oscura; en la primera fase la reacción completa consiste en la oxidación del agua gracias a la acción del NADP+ (Pi corresponde a un fosfato),
H2O + ADP + Pi + NADP+ se produce O2 + ATP + NADPH + H+
Por otro lado, la fase oscura del mismo fenómeno fue estudiado intensamente por M. Calvin, y esto le llevó a ganar el premio Noble de química en 1961, ya que fue capaz de separar las diversas moléculas que participan en sus reacciones mediante técnicas de cromatografía. Esta fase, en la que el CO2 se convierte en azúcares, emplea los productos obtenidos en la fase luminosa. El proceso es bastante complicado, implica al menos 15 reacciones consecutivas y otras tantas moléculas diferentes.
EL CEREBRO Y SU QUÍMICA
El cerebro a nivel químico, segrega sustancias que permiten el buen funcionamiento en el cuerpo completo y este al efectuar sus procesos promueven que las neuronas neurotransmisoras permitan que las dendritas efectúen la sinapsis que provoca los movimientos, el pensamiento, el aprendizaje y el razonamiento lógico.
El cerebro a lo largo de su vida también es influenciada por sustancias de composición química que provoca sensaciones placenteras tanto de uso ilegal como de uso médico y terapéutico.
LAS DROGAS son sustancias que son empleadas por diversas culturas las cuales afectan el comportamiento humano.
LOS ESTIMULANTES son las sustancias que nos ponen “alerta”, aumentan la cantidad de neurotransmisores los cuales permiten que se transmitan más impulsos a través de la sinapsis de las dendritas de las neuronas.
Un ejemplo de estimulante es la COCAINA o comúnmente conocida como COCA la cual crece de forma natural en las laderas de los andes. En sus inicios los antiguos incas la consideraban un regalo de los dioses, y la consumían en infusiones o la masticaban con cal y cenizas. Este tiene un efecto estimulante y disminuye el apetito. Es de los estimulantes que generan más adicción.
“La cocaína pura es una droga muy cara…”
LAS ANFETAMINAS se fueron diseñadas y son consideradas benéficas para curar el asma. Su primer uso de manera clínica se realizo en el periodo de 1930 y 1940 con el nombre de “Benzedrina”
LOS NARCOTICOS (anestesia general) y Analgesia (alivio del dolor) son las que producen por su composición y uso narcosis (adormecimiento).
EL OPIO es el jugo resinoso seco de las semillas de la amapola, y seguramente ha sido –después del alcohol- el producto psicoactivo empleado durante más tiempo. Produce una adicción intensa. Conduce el dolor ya que se conectan con los receptores del cerebro que accionan esa acción interna.
LOS TRANQUILIZANTES son los que actúan de manera contraria a los estimulantes. Se utilizan actualmente para reducir la ansiedad, inducir el sueño y aliviar otros desordenes psíquicos. En el mundo se consumen más de 200 toneladas al año, y en estados unidos una de cada 2 personas los utiliza.
Al igual que el alcohol, los barbitúricos o tranquilizantes producen dependencia y al grado severo, combinándolos a la par son muy peligrosos y llegan en ocasiones a producir la muerte.
LOS ALUCINÓGENOS son las sustancias químicas de tipo natural que prácticamente no sirven para curar o aliviar nada. Falsamente se consideran sustancias que nos ayudan a vernos a nosotros mismos en el mundo.
En el país los alucinógenos se consideran como producto nativo del país ya que estos crecen en las faldas de la sierra oaxaqueña y son considerados por las personas autóctonas como sustancia cultural.
Estrategia didáctica.
Con la información recopilada anteriormente, se elaboró un poema, mismo que a continuación se presenta:
Espontaneidad y Vida
En lo claro de la mañana,
En espera de la energía,
Busco al ser que m devuelva,
Esa respiración que me sacia,
En busca del alimento,
Que me ha de hacer crecer,
Con gran esfuerzo para creer,
Que no es un impedimento.
La fotosíntesis me proveerá,
Lo que no me quitará el aliento,
Aunque no haya luz solar,
Mi cuerpo llegará a su embellecimiento…
Me he convertido en el asesino,
De unos seres inocentes,
De aquella mano laboriosa,
Que busca fin a un destino,
No me importa entre mis brazos tenerte,
Si tu cuerpo es inerte,
Eres menos que una rosa,
Porque del campo están ausentes…
Como gota ardiente estoy,
De partículas que me conforman,
Muy de aprisa yo me voy,
Si de tu cuerpo me despojas.
De un suspiro llego a ti,
Aunque indispensables para la vida soy,
No me apartes así,
De tu lastimado corazón…
Has dejado pasar el tiempo,
En mi aún existe vida,
Mi olor fuerte no llega al campo,
Porque aún sigue abierta mí herida…
A ti te he de controlar,
Y de sustancias ya sean químicas o naturales,
Pero una droga que te ha de saciar,
Poco a poco te estimula,
Pero no te ha de curar,
Ya sea un narcótico o un tranquilizante,
Que te ha de matar…
Integrantes del equipo:
Carolina Soto Hernández
Jesús Rogelio Méndez Cabrera
Alma Delia Peña Rodríguez
