FÍSICA DE LA MATERIA VIVA

FISICA DE LA MATERIA VIVA SISTEMAS DISPERSOS

A. Introducción:

Algunos fenómenos físicos que se producen en la naturaleza, también se dan en los seres vivos, los mismos que contribuyen a generar y mantener la vida. Entre los más importantes y frecuentes tenemos a la difusión, ósmosis, diálisis, que a su vez generan otros fenómenos como la turgencia y la plasmólisis. Junto con los sistemas dispersos1.Cuando hablamos de difusiónnos referimos al proceso que se caracteriza porque las moléculas de un cuerpo se distribuyen entre los de otro cuerpo en contacto con el primero. Tratándose de líquidos, difusión es el fenómeno por el cual dos líquidos miscibles contenidos en un recipiente forman una mezcla homogénea en virtud de las fuerzas moleculares. La velocidad de difusión en los líquidos es mucho menor que en los gases porque la movilidad de las moléculas es mucho en el líquido que en un gas, por tanto el tamaño, la masa, la temperatura y la viscosidad del medio, son factores determinantes de la velocidad2. El siguiente fenómeno físico es la osmosisque describe la mutua transmisión de partículas entre dos cuerpos distintos y diferentes separados por una malla porosa. Estos dos cuerpos no tienden a mezclarse porque la estructura de malla permite el intercambio solo de algunas de las partículas que conforman los cuerpos frenando la interconexión de otras. Es un proceso de mezcla selectivo3. Por tanto osmosis es la difusión que se verifica entre dos líquidos separados por una membrana que es permeable, es el paso de un solvente a través de una membrana semipermeable. Si las soluciones son de las mismas sustancias y de concentraciones semejantes no hay osmosis, y se dice que son isotónicas. Si son de diferentes concentraciones, la solución cuya concentración es más alta es hipertónica, y la solución más diluida o de concentración más baja es hipotónica y el flujo se dirigirá desde la solución de presión osmótica más baja hacia la solución de presión osmótica más alta2. La diálisises el pasaje de agua más soluto de un lugar de mayor concentración a un lugar de menor concentración.En bioquímica, la diálisis es el proceso de separar las moléculas en una solución por la diferencia en sus índices de difusión a través de una membrana semipermeable. Típicamente una solución de varios tipos de moléculas es

puesta en un bolso semipermeable de diálisis, como por ejemplo, en una membrana de la celulosa con poros, y el bolso es sellado. El bolso de diálisis sellado se coloca en un envase con una solución diferente, o agua pura.Las moléculas lo suficientemente pequeñas como para pasar a través de los poros (a menudo agua, sales y otras moléculas pequeñas) tienden a moverse hacia adentro o hacia afuera del bolso de diálisis en la dirección de la concentración más baja. Moléculas más grandes (a menudo proteínas, ADN, o polisacáridos) que tiene dimensiones significativamente mayores que el diámetro del poro son retenidas dentro del bolso de diálisis. Una razón común de usar esta técnica puede ser para quitar la sal de una solución de la proteína4. Las solucionesson sistemas homogéneos formados por 2 o más componentes, donde la cantidad del o los componentes dispersos puede variar entre ciertos límites en forma continua. Poseen las siguientes propiedades: ausencia de sedimentación o separación y homogeneidad.La fase dispersa toma el nombre de soluto y sus partículas no pueden observarse a simple vista, al microscopio ni al ultramicroscopio. El soluto no puede separarse por filtración, solamente por destilación o cristalización. En la fase dispersa puede haber más de un soluto. La fase dispersante se llama disolvente o solvente5. Existen soluciones de sólidos en líquidos, atendiendo a la cantidad relativa de sus componentes, se divide en : no saturadas, si al añadir más soluto se disuelve este, al menos en parte; sobresaturadas, si al añadir más soluto, cristaliza parte del que esta disuelto; saturadas, si al añadir más soluto, ni se disuelve este, ni cristaliza parte del disuelto. La concentración de las soluciones se expresa refiriendo la cantidad de soluto en una cantidad dada de solución a unidades determinadas. Las fuerzas que intervienen en el fenómeno de la disolución son: la cohesión, la cual se opone a la disolución; la energía cinética de las moléculas del agua; la unión entre el agua y los iones del cristal. Favorecerá la disolución de los cuerpos la trituración mecánica, l agitación del líquido y la elevación de la temperatura2. La tendencia de las moléculas o iones, o también simples agregados como las partículas coloidales, a concentrarse en las interfaces, se llama adsorción; es decir la acumulación de moléculas de una clase sobre la superficie de partículas o agregados de partículas de otra clase. La adsorción se distingue de la absorción por hecho de que la primera está relacionada con las fuerzas puramente de superficie, mientras que la últimaestá relacionada con las fuerzas capilares. La adsorción depende de la magnitud de la superficie adsorbente, la cohesión de las partículas, la concentración de las moléculas, la temperatura, la presión, la disociación electrolítica y la naturaleza química de la superficie2.Un sistema disperso es aquél en el cual, una o más sustancias (fase dispersa) se encuentran distribuidas en el interior de otra (fase o medio disperso), en forma de pequeñas partículas. Numerosos fenómenos de la naturaleza se relacionan con sistemas dispersos, especialmente con las disoluciones y con los sistemas coloidales, ambas de gran importancia en la Tecnología de Alimentos. La clasificación de un sistema disperso, se basa en el tamaño de las partículas de la fase dispersa. Es conveniente señalar que los límites entre los distintos sistemas dispersos no constituyen fronteras bien definidas, existiendo casos que se pueden clasificar en uno u otro tipo de sistema.Según el grado de división de las partículas los sistemas dispersos se clasifican en:dispersiones macroscópicas o groseras, son sistemas heterogéneos, las partículas dispersas se distinguen a simple vista son mayores a 50 mm (1mm = 10-6 m), por ejemplo: mezcla de arena y agua, granito, limaduras de hierro en azufre; dispersiones finas: son sistemas heterogéneos visibles al microscopio, las partículas de las fases dispersas tienen dimensiones comprendidas entre 0,1 mm y 50 mm, este tipo de dispersiones pertenecen las emulsiones y las suspensiones; sistemas coloidales: en estas dispersiones el medio disperso solo es visible con el ultramicroscopio, si bien son sistemas heterogéneos, marcan un límite entre los sistemas materiales heterogéneos y homogéneos, el tamaño de partículas de la fase dispersa se encuentra entre 0,001 y 0,1 mm;

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