Principios del Equilibrio Químico en Fase Gaseosa y Clasificación de Aminoácidos Esenciales

Principios Fundamentales del Equilibrio Químico y Aminoácidos

Este documento explora conceptos esenciales en química y bioquímica, abarcando desde los tipos de fenómenos y sistemas hasta el equilibrio químico en fase gaseosa y la clasificación de los aminoácidos.

Equilibrio Químico en Fase Gaseosa

Procesos Reversibles e Irreversibles

Fenómenos: Cambios en la Materia

Un fenómeno es un cambio observable en las propiedades de la materia.

Se clasifican en:

• Físico: Aquel que puede ocurrir repetidamente con la misma cantidad de sustancia, sin alterar su composición química.
• Químico: Aquel que ocurre una única vez con la misma cantidad de sustancia, implicando un cambio a nivel molecular o estructural en las propiedades de la materia.
• Físico/Químico: Un fenómeno puede ser físico/químico cuando implica una reacción química que es reversible. Esto significa que a partir de los reactivos se forman productos, y de los productos se pueden volver a obtener los mismos reactivos.

Sistemas: Clasificación y Características

Un sistema es un conjunto de cuerpos o una porción del universo que se aísla para su estudio.

Los sistemas se clasifican en:

• Cerrados: Se caracterizan por el intercambio de energía con el entorno, pero no de materia.
• Abiertos: Aquellos en los que hay intercambio tanto de materia como de energía con el entorno.
• Aislados: Aquellos en los que no hay intercambio ni de materia ni de energía con el entorno.

Concepto de Equilibrio Químico

Se considera que un sistema está en equilibrio cuando es cerrado y el proceso es reversible (↔).

El equilibrio químico es un fenómeno químico en el que el sistema debe ser cerrado, es un proceso dinámico y reversible, se mantiene a temperatura constante y se observa una constancia en las propiedades macroscópicas del sistema.

Condición para el Equilibrio

Un sistema está en equilibrio si la velocidad de la reacción directa es igual a la velocidad de la reacción inversa.

Tipos de Equilibrio: Homogéneo y Heterogéneo

• Homogéneo: Un equilibrio es homogéneo cuando todos los componentes o especies químicas se encuentran en la misma fase o estado de agregación.
• Heterogéneo: Un equilibrio es heterogéneo cuando al menos un componente o especie química se encuentra en una fase o estado de agregación diferente al resto.

Ley de Le Chatelier

Los sistemas en equilibrio son dinámicos, pero mantienen una composición constante. Cuando un sistema en equilibrio es perturbado por un cambio en las condiciones externas (un factor o agente externo), el sistema se desplaza en la dirección que minimiza dicha perturbación, restableciendo un nuevo estado de equilibrio, ya sea hacia los reactivos o hacia los productos.

Los factores que pueden afectar a un sistema en equilibrio son:

• Concentración: Un aumento en la concentración de un reactivo o producto desplazará el equilibrio para consumir el exceso, mientras que una disminución lo desplazará para producir más de esa sustancia.
• Temperatura: La modificación de la temperatura afecta al equilibrio dependiendo de si la reacción es endotérmica (absorbe energía) o exotérmica (libera energía).
  • Reacción Endotérmica: Absorbe energía (Q > 0). Un aumento de temperatura favorece la formación de productos.
  • Reacción Exotérmica: Libera energía (Q < 0). Un aumento de temperatura favorece la formación de reactivos.

  Q representa la cantidad de calor.

• Presión: La presión afecta al equilibrio solo si el sistema es completamente gaseoso y existe un cambio en el número total de moles de gas entre reactivos y productos. Un aumento de presión favorece el desplazamiento hacia el lado con menor número de moles de gas.

Nota importante: Los catalizadores no afectan el estado de equilibrio; solo modifican la velocidad a la que se alcanza el equilibrio.

Aminoácidos: Estructura y Clasificación

Clasificación de los Aminoácidos

Los aminoácidos (Aá) se clasifican según diversos criterios:

• Según la posición del grupo amino en el aminoácido:
  • Un aminoácido alfa (α) es aquel cuyo grupo amino está ubicado en el carbono alfa (el carbono adyacente al grupo carboxilo).
  • Un aminoácido beta (β) es aquel cuyo grupo amino está ubicado en un carbono beta.
  • Un aminoácido gamma (γ) es aquel cuyo grupo amino está ubicado en un carbono gamma.
• Según la cantidad de grupos carboxilo y amino:
  • Los aminoácidos neutros son aquellos que contienen un grupo amino y un grupo carboxilo. Pueden ser polares o apolares.
  • Los aminoácidos ácidos contienen dos grupos carboxilo y un grupo amino.
  • Los aminoácidos básicos contienen dos grupos amino y un grupo carboxilo.
• Según su esencialidad para la vida:
  • Los aminoácidos esenciales para la vida son aquellos que el organismo necesita pero no puede sintetizar por sí mismo, y por lo tanto, deben ser adquiridos a través de la dieta (alimentos).

Oligopéptidos y Polipéptidos

• Oligopéptido: Cadena de menos de 10 aminoácidos.
• Polipéptido: Cadena de menos de 50 aminoácidos.