lunes, 29 de noviembre de 2010

El pH en nuestro cuerpo

En nuestro cuerpo hay un sinfín de reacciones químicas, toda nuestra actividad son una sucesión de reacciones químicas. Para obtener nutrientes para formar estructuras, para obtener energía, para movernos, para pensar,...etc. Y nuestro cuerpo realiza sin parar reacciones de todo tipo, incluidas las ácido base. Y es que no tenemos el mismo pH en todos los sitios.



Mientras que en la boca y en el esófago el pH es de mas o menos 7, en el estómago es de 1-3 (muy ácido, debido a la secreción gástrica, que contiene ácido clorhídrico).No obstante, en el íleo y en el colon el pH es mas bien básico (pH de 8).



Muchísimos fármacos son ácidos y bases débiles y pueden degradarse con los jugos gástricos, a través del ácido clorhídrico o bien a través de las enzimas digestivas (pepsina). Quizás también el principio activo o los excipientes son extremadamente irritantes para la mucosa gástrica.

También es conocida la eliminación presistémica del organismo. El cuerpo realiza un proceso de metabolización y degradación de alimentos y substancias antes de que éstos lleguen al intestino. Es de especial relevancia el conocido primer paso hepático donde el alimento (o fármaco) pasa por el hígado tras pasar por el estómago, para posteriormente ser eliminado.



El lugar de mayor absorción de substancias tras ser ingeridas es en el intestino, así pues, si queremos que nuestro fármaco llegue hasta su destino final, su receptor, y realice su acción farmacológica necesitamos crear un vehículo que lo transporte desde la boca hasta el intestino, para allí degradarse y actuar.

¿Como lo hacemos?

Existen muchos métodos (comprimidos entéricos recubiertos, grageas, comprimidos de liberación prolongada...), pero en esta ocasión os hablaré de las cápsulas. Existen de varios tipos, siendo las mas utilizadas las cápsulas gelatinosas blandas y cápsulas gelatinosas duras, no tanto ya las amiláceas.

Están formadas de gelatina, procedente de la hidrólisis del colágeno de tendones, cartílagos y huesos de animales, y contienen ademas un montón de cosas mas (colorantes (óxidos de diferentes metales, índigo carmín, etc...), opacantes (dióxido de titanio), agentes de endurecimiento (sacarosa), plastificantes (glicerol, sorbitol,...), conservantes (agentes antibacterianos), y substancias gastrorresistentes)


ESTOS MATERIALES GASTRORRESISTENTES son derivados de la celulosa (acetoftalato de celulosa) y copolímetros acrílicos (metacrilato/ácido acrílico) con propiedades gastrorresistentes, es decir que no se degradan en medio ácido, pero si en medio neutro y mas en medio ácido.

Celulosa:




Uno de los mas conocidos es el acetoftalato de celulosa. La celulosa es un polisacarido de glucosas unidas por enlaces Beta (1-4). Al unirse el acetoftalato a algunos de los alcoholes libres queda libre un ácido que será soluble en medio básico e insoluble en medio ácido.

Acetoftalato de celulosa:




El Experimento:



Aquí tenemos uno de las fotos realizadas durante el proceso, al final la capsula se deshace totalmente en base:



Espero que os haya parecido interesante...¡¡Saludos y hasta la próxima!!

Sergio

Para mas información entra en:

-Congreso internacional de farmacéuticos formulistas
-El Ergonomista. Galenica.
-Pharmpedia
-Biodisponibilidad de fármacos

Mas artículos sobre ácido-base en CLUSTER:

- Niebla misteriosa.
- Ácidos, bases y col lombarda.
- Ácido clorhídrico sobre mármol.

miércoles, 24 de noviembre de 2010

El prisma de Newton en el aula

El 7 de Abril del 2009 se realizó un artículo en el blog titulado "sacando los colores" en el cual se explicaba el fundamento de la experiencia titulada el prisma de Newton así como la base de la composición de la luz blanca, formada por todos los colores. Se trata de uno de los vídeos mas vistos del canal de cluster de youtube y una de las entradas mas vistas del blog, ademas de estar en la portada y el logo del blog desde el inicio.



Se han realizado desde entonces muchas preguntas sobre la manera de realizarlo en una aula de forma sencilla. El experimento es difícil puesto que necesitamos un ángulo específico para que salga bien y a menudo es difícil de encontrar.

Necesitaremos una linterna, una lupa para focalizar la luz, una rendija para eliminar parte de la luz, un prisma y una pantalla. El resultado lo podemos ver en el siguiente vídeo:



Un saludo a todos,

Sergio

martes, 16 de noviembre de 2010

Jardín químico

Mas conocido con el término en inglés (Chemical Garden), se trata de una de las reacciones que con mayor acierto relaciona arte y ciencia. La espectacularidad de las formas de los cristales y la manera en como éstos crecen bien podrían tratarse en exposiciones artísticas.

Y la reacción es sumamente sencilla. Consiste en dejar caer diferentes diferentes sales coloreadas de varios metales de transición sobre una disolución comercial de silicato sódico (vidrio líquido).



Una vez la sal del metal de transición ha entrado en la disolución de silicato sódico se produce una reacción de doble desplazamiento (o metátesis) formándose la sal sódica derivada de la sal que previamente se ha depositado en la solución y el silicato del metal de transición en cuestión. Mientras que la sal sódica suele ser soluble, no lo es el silicato creándose estalactitas y estalagmitas de colores.

Una opción válida una vez ha finalizado la reacción es vaciar del líquido el vaso de precipitado y llenarlo con agua y crear nuestra propia pecera. Los silicatos formados son sólidos y no presentan ninguna problema para los peces.

Las sales mas utilizadas son:

1- Sulfato de cobre (II)- Cristalización azul
2- Cloruro de cromo (III)- Color verde
3- Sulfato de Niquel (II)- Color verde
4- Sulfato de hierro (II)- Color verde
5- Cloruro de hierro (III)- Color naranja
6- Cloruro de cobalto (II)- Color púrpura

Realicé el experimento para poder grabarlo en 5 ocasiones, siendo la del vídeo la que mejor quedó. La reacción es bastante lenta a temperatura ambiente, teniendo que esperar algunas horas para la formación de los cristales. Si se calienta la reacción la velocidad de la reacción aumenta formándose mas rápidamente los cristales, aunque quizás demasiado rápidamente a veces...



Éstas fueron algunas de las fotografías que se pudieron obtener de los diferentes experimentos que realicé:









En youtube podemos encontrar vídeos realmente espectaculares sobre esta famosa experiencia, en concreto el siguiente vídeo de paths88, y el de bigstronium:





Incluso existe un juego para niños basado en esta misma experiencia. El juego se llama Magic rocks y está comercializado por Wayne this and that. También se puede encontrar por amazon.



Saludos

Sergio

lunes, 8 de noviembre de 2010

Luz, energía, color y efecto fotoeléctrico

En uno de los artículos mas vistos del blog, hablábamos una vez sobre la luz blanca y los colores y del famoso experimento de Newton sobre la dispersión de la luz con un prisma. Será un tema sobre el cual volveremos en breve para realizar otro post, pero hoy os vengo a hablar sobre la energía de cada uno de los colores. Y es que según la teoría ondulatoria de la luz, la luz es tan solo una pequeña zona de la radiación electromagnética con unas frecuencias determinadas que dan unos colores determinados (para cada color una frecuencia determinada).



¿Tienen todos los colores la misma energía?

Lo cierto es que se trata de otro caso resuelto por Mr. Albert Einstein (con la estimada colaboración de Mr. Max Planck). Siglo XIX. En una época en la que ya nadie daba un duro (euro) por la teoria corpuscular de la luz, y las leyes de Maxwell de las ondas electromagnéticas eran ya irrefutables, aparecen diferentes experimentos inexplicables por esta teoría. Se trata de los clásicos experimentos de los espectros de emisión y absorción (del que ya hicimos un artículo), la radiación de un cuerpo negro, el efecto Compton y el efecto fotoeléctrico.

Este último efecto consistía en irradiar una placa de un metal (zinc). Al irradiarla con luz, a partir de una cierta frecuencia, el metal era capaz de liberar los electrones obteniendo corrientes eléctricas. Éste fenómeno fue descubierto por Heinrich Rudolf Hertz (1857-1894) y no podía explicarse por la teoría ondulatoria. Lo que se observaba era que tan solo a partir de una cierta frecuencia empezaba el metal a crear electricidad, así por mucho que se aumentase la intensidad de la luz, pero con frecuencias bajas el experimento no funcionaba.

¿Como se podía explicar?

Tras la descripción corpuscular de la luz de Max Planck (que la luz estaba cuantizada y formada por partículas sin masa pero con energía llamadas fotones), Einstein explicó el efecto fotoeléctrico. Al irradiar con luz de poca energía, los fotones no son capaces de arrancar el electrón del metal. Al aumentar la intensidad estamos aumentando la cantidad de fotones, pero al ser de la misma intensidad tampoco pueden arrancar el electrón.




Se puede hacer la analogía de la mesa y las pelotas de ping pong. Si lo que intento es romper la mesa y lo intento con la caída de 20 pelotas de ping-pong, ésta no se romperá. Si lo vuelvo a intentar con 20000 pelotas de ping pong, tampoco la podre romper. Necesitaré otro material (otro foton de mayor energía) para romperlo (esfera de hierro desde una gran altura= fotón azul).

Aquí lo tenemos demostrado con un experimento sencillo. Se cargan las varillas de un electroscopio. Para volver a descargarlas se utiliza un radiación de luz ultravioleta. Al aplicarlas la varillas no se repelen y vuelven a su sitio.



La explicación, adaptada a la excitación de una hoja pintada con pintura fosforescente, se puede encontrar en el siguiente vídeo: (Se trata del vídeo número 100 de Cluster y el primero (y último..?) en el que salgo hablando):




Mas información sobre el efecto fotoeléctrico:

Vídeo antiguo, pero sumamente interesante:




En la página de La Universidad de Colorado podemos encontrar un fantástico simulador del efecto fotoeléctrico, que podemos descargar fácilmente a nuestro ordenador. Aquí tenéis el vídeo explicativo sobre el simulador.




Saludos

Sergio

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