MiCeLaS

Se denomina micela al conglomerado de moléculas que constituye una de las fases de los coloides. Es el mecanismo por el que el jabón solubiliza las moléculas insolubles en agua, como las grasas.
En la formación de una micela de jabón en agua, las moléculas de jabón (una sal de sodio o potasio de un ácido graso) se enlazan entre si por sus extremos hidrófobos que corresponden a las cadenas hidrocarbonadas, mientras que sus extremos hidrófilos, aquellos que llevan los grupos carboxilo, ionizados negativamente por pérdida de un ion sodio o potasio, se repelen entre si. De esta manera las cadenas no polares del jabón se ocultan al agua, mientras que los grupos carboxilo, cargados negativamente, se hallan expuestos a la misma.
De forma semejante, los lípidos polares en disolución acuosa diluida se dispersan formando micelas. En éstas las cadenas hidrocarbonadas se ocultan del entorno acuoso y forman una fase hidrófoba interna, con los grupos hidrófilos expuestos en la superficie. Estas micelas pueden contener millares de moléculas de lípidos y, por tanto, su masa es muy elevada.

MoLéCuLaS HidRofÓbiCaS - HidRofíLiCaS

Una molécula hidrofílica es aquella que puede enlazarse temporalmente con el agua a través de un enlace hidrógeno. Esto es favorable termodinámicamente, y hace solubles a las moléculas no sólo en agua sino también en otros disolventes polares. Debido a esto también se las conoce como moléculas polares. Algunas sustancias hidrofílicas no se disuelven, y este tipo de mezcla se denomina entonces coloide. Las membranas celulares tienen partes hidrofílicas e hidrofóbicas.

Las moléculas hidrofóbicas son moléculas sin grupos cargados y sin átomos capaces de formar puentes de hidrógeno
• Se trata principalmente de moléculas con cadenas hidrocarbonadas (C,H) alifáticas o aromáticas
• Las moléculas hidrofóbicas fuerzan a las moléculas de agua a formar una estructura en forma de jaula alrededor de la molécula

pUeNteS De HidRóGeNO

El agua tiene un punto de fusión, un punto de ebullición y un calor de vaporización más elevados que la mayoría de disoluciones comunes. Estas propiedades del agua se deben a la atracción entre moléculas de agua adyacentes, lo que confiere al agua líquida una gran cohesión interna.

Cada átomo de hidrógeno de una molécula de agua comparte un par electrónico con el átomo de oxígeno central. La geometría de la molécula de agua sigue las formas de los orbitales electrónicos externos del átomo de oxígeno. Estos orbitales describen un tetraedro, con un átomo de hidrógeno en dos vértices y electrones sin compartir en los otros dos.

El núcleo del oxígeno atrae electrones más fuertemente que el núcleo del hidrógeno (un protón); es decir, el oxígeno es más electronegativo. Por tanto el H y el O comparten electrones de forma desigual; los electrones se sitúan con mayor frecuencia cerca del átomo del oxígeno que del de hidrógeno. El resultado de esto es la formación de dos dipolos eléctricos en la molécula del agua, a lo largo de cada uno de los enlaces H-O; cada hidrógeno es portador de una carga positiva parcial y el átomo de oxígeno es portador de una carga negativa parcial igual a la suma de las dos cargas positivas parciales. Como resultado de ello, existe una atracción electrostática entre el átomo de oxigeno de un molécula del agua y el hidrógeno de otra, que se denomina puente de hidrógeno.

Los puentes de hidrógeno son relativamente débiles. Los puentes de hidrógeno en el agua líquida tienen una energía de disociación de enlace ( la energía requerida para romper un enlace) de aproximadamente 23kJ/mol en comparación con los 470kJ/mol de enlace covalente O-H en el agua o de los 348kJ/mol del enlace covalente C-C. El enlace de hidrógeno tiene un 10% de carácter covalente, debido al solapamiento de los orbitales de enlace, y un 90% de carácter electrostático.

ExPeRiMeNtO 3

Material:

• Vinagre
• 1 vela
• Aceite de cártamo
• Aceite de oliva
• Agua
• 4 cajas petri
• 1 gotero

Procedimiento:

• Coloca sobre una hoja blanca las cajas petri y vierte en cada una de ellas un poco de agua.
• Enciende la vela y deja caer sobre la caja petri unas gotas de cera. Observa los resultados.
• Pon un colorante al vinagre y posteriormente vierte unas cuantas gotas en el agua.
• Agrega unas gotas de aceite de cártamo en otra caja y observa si se forman micelas.
• Finalmente en la última caja coloca unas gotas de aceite de oliva y observa lo que ocurre.

Resultados:

Puede observar la formación de micelas. Esto se debe a la composición química de cada sustancia. Si la sustancia presenta moléculas hidrofóbicas (insolubles en agua) sin grupos cargados y cadenas hidrocarbonadas, alifáticas o aromáticas van a formar micelas, forzando a las moléculas de agua a formar una estructura en forma de jaula alrededor de la molécula. Si la sustancia presenta moléculas hidrofílicas (solubles en agua) va a poder enlazarse temporalmente con el agua a través de un enlace hidrógeno.

En este caso la cera y los aceites presentan moléculas hidrofóbicas, formando micelas debido a su gran número de carbonos:

• La cera de parafina proviene de las moléculas más pesadas C20 a C40.
• El ácido oleico es un tipo de grasa monoinsaturada típica de los aceites vegetales. Su fórmula química es C18H34O2

Mientras q el vinagre no formó micelas ya que presenta moléculas hidrofílicas:

• El ácido acético es un ácido que se encuentra en el vinagre, y que es el principal responsable de su sabor y olor agrios. Su fórmula es CH3-COOH (C2H4O2)

ExPeRiMeNtO 2

Material:

• 1 papa
• 2 vasos
• Agua
• Sal

Procedimiento:

• Vierte agua en los vasos hasta llenarlos unas ¾ partes.
• En uno de los vasos coloca varias cucharadas de sal hasta convertirla en una solución sobresaturada, el otro vaso solo se quedará con agua simple.
• Rebanar en juliana la papa.
• Introduce en cada vaso unas tres rodajas de papa.
• Observa lo que ocurre con las papas.
• Deja reposar unos 30 minutos.
• Analiza la textura de cada papa.

Resultados:

Observación inicial: Al introducir las rodajas de papa en los vasos pude observar que las rodajas del vaso con agua simple se iban a la parte inferior del vaso, mientras que las del vaso con sal flotaban. Yo creo que este fenómeno se debe a la densidad (cantidad de masa contenida en un determinado volumen).
En este caso la papa es más densa que el agua por lo tanto se hunde, pero al agregar sal se incrementa la cantidad de masa por unidad de volumen (el agua con sal es más densa que el agua natural) a medida que el agua es más salada su densidad va aumentando y en el momento en que la densidad sea mayor que la de la papa, ésta dejará de hundirse y flotará.

Textura: la textura de la papa sumergida solo en agua mantuvo la misma consistencia que al inicio del experimento, mientras que las rodas sumergidas en agua con sal se volvieron lacias y con gran flexibilidad. ¿A que se debe esto?

Hay dos factores que afectan la osmosis:

1. la cantidad de agua y materia disuelta (sal) dentro de las células de la papa
2. la cantidad de agua y material disuelta(sal) fuera de las células de la papa.

Las rodajas en agua mantuvieron el agua de las células y absorbieron más agua a través de su membrana ya que afuera de la célula había mayor concentración de moléculas de agua que adentro.La cantidad de sal dentro de la membrana de la célula de papa es menor que la que hay en el agua con sal. Las rodajas se ponen lacias porque han perdido agua ya que el agua se movió desde dentro de la célula donde había mayor concentración de agua hacia afuera donde había menos concentración de moléculas de agua.

ExPeRiMeNtO 1

Material:

• Una cubeta
• Agua
• 1 Coca Cola normal de lata (355ml)
• 1 Coca Cola Light de lata (355ml)

Procedimiento:

• Vierte agua en la cubeta hasta llenarla unas ¾ partes.
• Coloca cuidadosamente en su interior las dos latas de refresco.
• Observa lo que ocurre con las dos latas.

Resultados:

Al introducir las dos latas pude darme cuenta que la coca cola normal se encontraba en la parte inferior de la cubeta, mientras que la coco cola Light estaba en la superficie.

¿Cómo explico yo este fenómeno? Primero fui a tomar el peso de cada lata. La coca cola normal tiene un peso de 380gr mientras que la coca cola Light tiene un peso de 350gr. Tienen el mismo volumen pero no el mismo peso. ¿A que se debe? A su composición.

Composición de Coca-cola para cada galón (4,546 litros):
 Azúcar: 2.400
 Caramelo: 37 gr.
 Cafeína: 3,1 gr.
 Acido fosfórico: 11 gr.
 Nueces de cola: 0,37 gr.
 Glicerina: 19 gr.
 Extracto de vainilla: 1,5 gr.
 Condimento 7X (sabor)
 Esencia de naranja: 0,47 gr.
 Esencia de casia (canela de la China): 0,20 gr.
 Esencia de coriandro.

La diferencia de la Coca Cola normal y la Coca cola Light, es que esta última sustituye el azúcar por edulcorantes sin calorías (sustancias que proporcionan a un alimento un gusto dulce), de ahí que se consiga reducir prácticamente a cero la cantidad de calorías que aportan. El azúcar hace que la densidad de la Coca Cola normal sea mayor, por lo tanto esta se va al interior de la cubeta y la Light no.