Reacción química

Unha reacción química é un proceso no que unha ou máis substancias,os reactivos, se transforman noutras substancias diferentes, os produtos da reacción. Un exemplo de reacción química é a formación de óxido de ferro producida ó reaccionar o osíxeno do aire co ferro.

Unha reacción química xorde da reordenación dos átomos presentes nos reactivos que ó reagrupárense de distinta maneira darán lugar ós produtos. Nunha reacción química rómpense ou fórmanse enlaces entre os átomos.

Unha reacción química pode representarse pola correspondente ecuación química, na cal se indican as fórmulas químicas dos reactivos e dos produtos. Con frecuencia, indícase tamén o estado dos mesmos mediante abreviaturas como s , estado sólido, l, estado líquido, g , estado gasoso.

Fe (s) + O2 (g) → FeO (s)

Os produtos obtidos a partir de certos tipos de reactivos dependen das condicións baixo as que se dá a reacción química. Pero aínda que os produtos poden variar segundo cambien as condicións, determinadas cantidades permanecen constantes en calquera reacción química. Estas cantidades constantes, as magnitudes conservadas, inclúen o número de cada tipo de átomos presentes, a carga eléctrica e a masa total.

Bioluminescencia

A bioluminescencia é a produción e emisión de luz por un organismo vivo. A bioluminescencia é unha forma natural de quimioluminescencia na que se libera enerxía en forma de emisión de luz por medio dunha reacción química. Os vagalumes, a familia dos peixes sapos, e outras criaturas producen a substancia química luciferina e o encima luciferase. A luciferina reacciona co oxíxeno para producir luz. A luciferase actúa como un catalizador que acelera a reacción, que está ás veces mediada por cofactores como os ións calcio ou a ATP. A reacción química pode ocorrer dentro ou fóra da célula. En bacterias, a expresión do xene relacionado coa bioluminescencia está controlada por un operón chamado operón lux.A bioluminescencia aparece sobre todo nos vertebrados e invertebrados mariños, pero tamén nalgúns animais terrestres. Algúns organismos (vagalumes, cnidarios) teñen bioluminescencia por si mesmos, e outros grazas a simbiontes. Os organismos simbióticos que viven dentro de organismos maiores poden ser tamén bioluminescentes, polo que lle dan unha bioluminescencia ao seu hóspede, que doutro modo non a tería.

Catalizador

Un catalizador é unha substancia (composto ou elemento) capaz de acelerar (catalizador positivo) o retardar (catalizador negativo ou inhibidor) unha reacción química, permanecendo el mesmo inalterado (non se consome durante a reacción). A este proceso chámaselle catálise. Os catalizadores non alteran o balance enerxético final da reacción química, senón que só permiten que se acade o equilibrio con maior ou menor velocidade.

Moitos dos catalizadores actúan alterando superficies, permitindo atoparse e unirse ou separarse a dous ou máis reactivos químicos.

No mundo natural hai catalizadores biolóxicos ou biocatalizadores, os máis importantes son os encimas, de natureza proteica, aínda que tamén existen ácidos ribonucleicos con capacidade catalítica, denominados ribozimas.

A catálise pode ser de dous tipos:

Homoxénea: o catalizador e o reactivo están nunha mesma fase, por exemplo, en solución acuosa. É o caso da catálise ácido-base e a catálise encimática.

Heteroxénea: o catalizador e o reactivo atópanse en distintas fases, como por exemplo, a catálise heteroxénea dunha reacción entre substancias gasosas absorbidas na superficie de metal. Os catalizadores sólidos poden ser porosos e están feitos de metal ou óxido metálico soportado sobre unha matriz sólida inerte. Este caso particular coñécese como catálise de contacto. Este tipo de catalizadores son amplamente utilizados nas refinerías de petróleo.

Catálise

En química e bioloxía a catálise é a aceleración (incremento da velocidade) da reacción química por medio dunha substancia, chamada catalizador, que non é consumida na reacción. Esta verba é derivada do seu nome grego κατάλυσις.

O catalizador prové un mecanismo de reacción alternativo, no que a enerxía de activación é menor có do mecanismo orixinal de reacción. O catalizador participa na reacción pero non é un reaxente nin un produto da reacción que cataliza. Unha excepción son os procesos de autocatálise onde os produtos da reacción promoven a aceleración da reacción.

Coenzima

Os coenzimas son cofactores orgánicos non proteicos, termoestables, que unidos a un apoenzima constitúen o holoenzima ou forma cataliticamente activa do enzima. Teñen en xeral baixa masa molecular. Son claves no mecanismo de catálise, por exemplo, aceptando ou doando electróns ou grupos funcionais, que transportan dun enzima a outro. A diferenza dos enzimas, os coenzimas modifícanse e consómense durante a reacción química.

Combustible

Un combustible é calquera substancia que reacciona co osíxeno de forma violenta, con produción de calor, chamas e gases. Supón a liberación dunha enerxía da súa forma potencial a unha forma utilizable (por ser unha reacción química, que se coñece como enerxía química). En xeral trátase de algo susceptible de queimarse, pero hai excepcións que se explican a continuación.

Hai varios tipos de combustibles. Entre os combustibles sólidos inclúense o carbón, a madeira e a turba. O carbón quéimase en caldeiras para quentar auga que pode vaporizarse para mover máquinas a vapor ou directamente para producir calor utilizable en usos térmicos (calefacción). A turba e a madeira utilízanse principalmente para a calefacción doméstica e industrial, inda que a turba se utilizou para a xeración de enerxía: as locomotoras que empregaban madeira como combustible eran comúns no pasado.

Entre os combustibles fluídos, áchanse os líquidos como o gasóleo, o queroseno ou a gasolina (ou nafta) e os gasosos, como o gas natural ou gas licuado de petróleo (GLP), representados polo propano e o butano. As gasolinas, gasóleos e ata os gases, úsanse para motores de combustión interna.

Inda que pouco utilizado, é tamén combustible o hidróxeno, e amais é limpo, pois ó combinarse co osíxeno deixa como residuo vapor de auga.

Nos corpos dos animais, o combustible principal está constituído por carbohidratos, lípidos, proteínas, que proporcionan enerxía para os músculos, o crecemento e os procesos de renovación e rexeneración celular.

Impropiamente chámase tamén combustibles ás substancias empregadas para producir a reacción nuclear no proceso de fisión, cando este proceso non é propiamente unha combustión.

Tampouco é propiamente un combustible o hidróxeno, cando se utiliza para proporcionar enerxía (e en grandes cantidades) no proceso de fusión nuclear, no que se funden atomicamente dous átomos de hidróxeno para converterse nun de helio, con gran liberación de enerxía. Este medio de obter enerxía non foi dominado inda polo ser humano (máis ca na súa forma máis violenta, a bomba nuclear de hidróxeno, coñecida como Bomba H) pero no universo é común posto que é a fonte de enerxía das estrelas.

Os combustibles fósiles son mesturas de compostos orgánicos mineralizados que se extraen do subsolo co obxecto de producir enerxía por combustión. A orixe deses compostos son seres vivos que morreron fai millóns de anos. Considéranse combustibles fósiles ó carbón, procedente de bosques do período carbonífero, o petróleo e o gas natural, procedentes doutros organismos.

Combustión

A combustión é unha reacción química na que un elemento combustible se combina con outro comburente, desprendendo calor e producindo un óxido. Os tipos máis frecuentes de combustibles son os materiais orgánicos que conteñen carbono e hidróxeno. O produto desas reaccións pode incluír monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2), auga (H2O) e cinzas. O proceso de destruír materiais por combustión coñécese como incineración.

Descarboxilación

A descarboxilación é unha reacción química que elimina un grupo carboxilo dunha molécula e libera dióxido de carbono (CO2). Xeralmente, a descarboxilación refírese a unha reacción de ácidos carboxílicos na que se elimina un átomo de carbono dunha cadea carbonada. O proceso inverso, que é o primeiro paso químico na fotosíntese, denomínase carboxilación, a adición de CO2 a un composto. Os encimas que catalizan as descarboxilacións chámanse descarboxilases ou, usando un termo máis formal, carboxi-liases (número EC 4.1.1).

Electroquímica

A electroquímica é unha póla da química que estuda as reaccións que toman lugar na interfase dun condutor eléctrico, onde o eléctrodo está composto dun metal ou un semicondutor, (incluíndo o grafito) e un condutor iónico (o electrólito).

Se unha reacción química é causada por un voltaxe externo, ou se a voltaxe é causado por unha reacción química, como o que sucede nunha batería, trátase dunha reacción electroquímica. Polo xeral a electroquímica encárgase de estudar as situacións onde as reaccións de redución-oxidación ocorren en dúas compartimentos separados. A transferencia directa de cargas dunha molécula a outra non é de interese na electroquímica.

Estuco

O estuco é unha pasta de gran fino composta de cal apagado (normalmente, cales aéreos graxos), mármore pulverizado, xeso, pigmentos naturais, etc. que se endurece por reacción química ó entrar en contacto o hidróxido de calcio do cal co dióxido de carbono (CO2) [Ca(OH)2 + CO2 → CACO3 + H2Ou] e utilízase sobre todo para decorar paredes e teitos.

O estuco admite numerosos tratamentos, entre os que salientan a modelaxe e tallado para obter formas ornamentais, o pulido para darlle unha aparencia semellante ó mármore e o pintado polícromo con fins decorativos.

O estuco máis famoso é o veneciano, tamén chamado «lustro veneciano». É un revestimento que se inventou en Venecia (Italia) a comezos do século XV. O seu acabado mostra unha parede plana, lisa e brillante como un mármore puído, con diferentes tonalidades de cor, de gran beleza.

Glicosilación

Este artigo trata sobre a glicosilación encimática en bioloxía. Ver tamén glicosilación química e glicación.A glicosilación é a reacción na cal un carbohidrato, que funciona como doante de glicosilo, únese a un grupo hidroxilo ou outro grupo funcional doutra molécula, que é o aceptor de glicosilo. En bioloxía a glicosilación refírese en particular ao proceso encimático que une glicanos a proteínas, lípidos, ou outras moléculas orgánicas (ver glicósido). A glicosilación é unha forma de modificación postraducional e cotraducional. Os glicanos realizan varios papeis estruturais e funcionais nas proteínas segregadas e de membrana. A maioría das proteínas sintetizadas no retículo endoplasmático rugoso (RER) sofren glicosilación. É un proceso específico de sitio dirixido por encimas, que se diferencia da reacción química non encimática chamada glicación. A glicosilación está tamén presente no citoplasma e núcleo como unha modificación O-GlcNAc. A aglicosilación, é unha característica dos antibióticos obtidos por enxeñaría para saltarse a glicosilación. Poden orixinarse cinco clases de glicanos:

Glicanos ligados a N (N-ligados) unidos a un átomo de nitróxeno das cadeas laterais dos aminoácidos asparaxina ou arxinina. A glicosilación N-ligada require a participación dun lípido especial chamado dolicol fosfato.

Glicanos ligados a O (O-ligados) unidos ao átomo de oxíxeno do grupo hidroxilo das cadeas laterais dunha serina, treonina, tirosina, hidroxilisina, ou hidroxiprolina, ou a oxíxenos de lípidos como as ceramidas.

Fosfo-glicanos ligados por medio do fosfato á fosfoserina.

Glicanos ligados a C (C-ligados), unha rara forma de glicosilación na que se engade un azucre a un carbono da cadea lateral do triptófano.

Glipiación, que é a adición dunha áncora GPI que enlaza proteínas a lípidos por medio de enlaces glicano.

Hidrólise

A hidrólise (do grego: ὕδωρ, hudōr, ‘auga’; e λύσις, lysis, ‘ruptura’, ‘disociación’, 'disolución') é unha reacción química entre unha molécula de auga e outra molécula, na cal a molécula de auga se divide e os seus átomos pasan a formar parte doutra especie química. Esta reacción é importante polo grande número de contextos nos que a auga actúa como disolvente. A hidrólise é un tipo de solvólise na cal o disolvente é a auga. É unha reacción química de dobre descomposición na que un dos reactivos é a auga, que ao mesmo tempo é o disolvente da disolución, e o soluto é o outro reactivo. A hidrólise implica a rotura dun ou máis enlaces no soluto reactante, durante reaccións de substitución, eliminación e fragmentación nas cales a auga é o nucleófilo. Os reactivos diferentes da auga e os produtos da hidrólise poden ser moléculas neutras, como na maioría das hidrólises que implican compostos orgánicos, ou ións, como no caso da hidrólise de sales, ácidos e bases.

Mestura

En química, unha mestura é unha combinación de dúas ou máis substancias de maneira que non ocorre unha reacción química e cada substancia mantén a súa identidade e propiedades. Unha mestura pode ser separada por medios físicos dando os seus compoñentes orixinais: destilación, disolución, separación magnética, flotación, filtración, extracción, decantación ou centrifugación. Se despois de mesturar algunhas substancias, non podemos recuperalas por medios físicos, é indicativo de que ocorreu unha reacción química e as substancias perderon a súa identidade: formaron substancias novas. Un exemplo dunha mestura é area con limaduras de ferro, que a primeira ollada é fácil ver que a area e o ferro manteñen as súas propiedades.

Existen dous tipos de mesturas: mesturas heteroxéneas e mesturas homoxéneas.

Nutrición autótrofa

A nutrición autótrofa (de autos, "por si mesmo", e trofo, "que se alimenta") é o tipo de nutrición característica dos denominados individuos autótrofos ou produtores, é dicir, aqueles capaces de sintetizaren substancias esenciais para o seu metabolismo partindo de substancias inorgánicas. Os autótrofos obteñen o seu carbono do CO2. Existen dous tipos de procesos autótrofos:

A fotosíntese dos seres fotolitoautrótofos (característico de plantas e outros organismos) que é o proceso no que se elabora materia orgánica, como os azucres, a partir de materia inorgánica, como a auga, dióxido de carbono e sales minerais. Para realizar esta reacción química requírese a enerxía bioquímica que a clorofila produce a partir da enerxía solar.A fotosíntese presenta unha fase luminosa, na que a enerxía procedente do Sol é transformada en enerxía bioquímica, e unha fase escura, na que, utilizando esta enerxía bioquímica, se obteñen azucres.A quimiosíntese dos organismos quimiolitótrófos realizada por bacterias mediante a oxidación de compostos inorgánicos (anhídrido sulfuroso ou compostos ferrosos) para produciren enerxía.

Protonación

En química protonación é a adición dun protón (H+) a un átomo, molécula, ou ión, formando o ácido conxugado. Algúns exemplos son:

(a auga ao protonarse convértese en H3O+; simultaneamente desprotónase o ácido sulfúrico)
=
(o isobuteno ao protonarse convértese nun carbocatión; simultaneamente desprotónase o ácido fluorobórico)
(o amoníaco ao protonarse convértese en amonio unido ao cloruro; simultaneamente desprotónase o ácido clorhídrico)

A protonación é unha reacción química fundamental e é un paso necesario en moitos procesos estoquiométricos e catalíticos. Algúns ións e moléculas poden sufrir máis dunha protonación e son denominados polibásicos, o cal ocorre en moitas macromoléculas biolóxicas. A protonación e desprotonación ocorre na maioría das reaccións ácido-base, e son o núcleo esencial da maioría das teorías das reaccións ácido-base. Un ácido de Brønsted-Lowry defínese como unha substancia química que protona outra substancia. Ao protonar unha substancia, a masa e a carga da especie química increméntase nunha unidade. Protonar ou desprotonar unha molécula ou un ión altera moitas propiedades químicas ademais do cambio na carga e a masa: hidrofilidade, potencial de redución, propiedades ópticas, entre outros. A protonación é tamén un paso esencial en certos procedementos analíticos como a espectrometría de masas electrosprai.

Ribozima

Os ribozimas (contracción de ácido ribonucleico e enzimas) ou ribocimas son ARNs que teñen a propiedade de catalizar unha reacción química específica, polo que teñen actividade de enzimas.

A descuberta destas moléculas nos anos 1980, realizada independentemente por Thomas Cech e Sidney Altman, foi unha grande sorpresa naquel momento, porque ata entón as proteínas eran as únicas macromoléculas coñecidas que poden catalizar reaccións químicas.

As propiedades catalíticas dos ribozimas están ligadas á capacidade do ARN de sufrir pregamento para formar unha estrutura compacta ben definida, que, como sucede nas proteínas, permite a formación de cavidades que forman sitios de fixación de ligandos (centros activos). Alí están situados grupos químicos reactivos coa orientación precisa, que realizan a catálise propiamente dita.

Algúns ribozimas poden usarse como axentes terapéuticos, como biosensores, ou teñen aplicacións en xenómica funcional e na descuberta de xenes.

Sitio activo

O sitio activo ou centro activo dun encima é a parte do encima onde entra o substrato e ten lugar a reacción química que o transforma en produto. O centro activo dun encima adoita encontrarse nunha fenda ou bolsa formada na superficie do encima, que está revestida por determinados aminoácidos que participan no recoñecemento e colocación adecuada do substrato e interaccionan con el para facilitar a reacción catalizada polo encima (estes aminoácidos reactivos denomínanse aminoácidos catalíticos). Outros catalizadores con actividade encimática non son proteínas senón ribozimas de ARN, nos cales o sitio activo está formado por nucleótidos. A especificidade dun encima por un determinado substrato depende fundamentalmente da forma e tipo de aminoácidos do seu centro activo.No centro activo é onde se sitúan os cofactores e grupos prostéticos cando estes interveñen na reacción. Algúns inhibidores encimáticos (pero non todos) tamén interaccionan co centro activo.

Substrato encimático

Para outros usos ver substratoEn bioquímica, un substrato é a molécula sobre a que actúa un encima. O encima cataliza unha reacción química na cal o substrato é modificado orixinando un produto. No caso de que na reacción interveña un só substrato, este únese a unha zona do encima chamada centro activo, formando o complexo encima-substrato, e alí terá lugar a reacción. O substrato transfórmase orixinando un ou máis produtos (xa que durante a reacción o substrato pode dividirse), os cales despois libéranse do centro activo. Deste modo, o centro activo queda libre para aceptar outra molécula do substrato e continuar actuando. No caso de que na reacción interveña máis dun substrato, estes deben entrar no centro activo e poden facelo nunha determinada orde, e despois reaccionan orixinando os produtos. O centro activo ten que ter unha forma similar á do substrato para que este poida entrar nel, e debe ter aminoácidos cos grupos químicos axeitados para provocar no substrato unha determinada reacción, que é a reacción característica dese encima. Existe unha especificidade encima-substrato, xa que o encima xeralmente só actúa sobre un só substrato determinado ou sobre varios substratos que son parecidos química e estruturalmente.

Un exemplo de reacción encimática é a formación da callada láctea pola acción sobre o leite do encima dixestivo quimosina ou rennina (non confundir coas quimiocinas nin co encima renal renina). O substrato do encima é a proteína láctea, fundamentalmente caseína. Os produtos son dous polipéptidos que se formaron pola clivaxe (corte) dun substrato peptídico máis longo. Outro exemplo é a descomposición química do peróxido de hidróxeno levada a cabo polo encima catalase, na cal o substrato se converte en auga e gas osíxeno.

Unha reacción encimática pode esquematizarse así:

E + S ⇌ ES → E + Ponde E = encima, S = substrato(s), e P = produto(s).

Mentres que a unión do substrato co encima e a separación do produto son, en xeral, procesos reversibles, o paso intermedio, no cal ten lugar a reacción, pode ser irreversible (como no caso das reaccións comentadas da quimosina e catalase) ou reversible (como por exemplo en moitas reaccións da glicólise).

Ao incrementar a concentración de substrato, increméntase a velocidade da reacción debido á probabilidade de que aumente o número de complexos encima-substrato formados; isto ocorre ata que a concentración do encima se converte nun factor limitante, xa que a altas concentracións de substrato o encima está saturado e non pode aumentar a velocidade da reacción.

Cómpre salientar que os substratos que poden actuar cun encima nos experimentos in vitro poden non ser necesariamente os substratos fisiolóxicos endóxenos dese encima in vivo. É dicir, os encimas non necesariamente levan a cabo no corpo todas as reaccións que son posibles no laboratorio. Por exemplo, a ácido graxo amida hidrolase (FAAH) pode hidrolizar os endocannabinoides 2-araquidonoilglicerol (2-AG) e anandamida en grao comparable in vitro, pero in vivo o bloqueo xenético ou farmacolóxico da FAAH eleva a cantidade de anandamida pero non a de 2-AG, o que suxire que o 2-AG non é un substrato endóxeno in vivo da FAAH. Outro exemplo: observouse que a cantidade de N-acil taurinas (NATs) se incrementa drasticamente en animais que non teñen actividade de FAAH, pero, en realidae, estas substancias in vitro son uns substratos moi pobres para a FAAH.

Valencia atómica

Na química, valencia é a capacidade que un átomo dun elemento ten de se combinar con outros átomos, capacidade que é medida polo número de electróns que un átomo pode dar, recibir, ou compartir para constituír unha ligazón química. Os adxectivos que describen as valencias atómicas usan prefixos gregos, como mono, bi, tri, tetra etc, para valencias iguais a 1, 2, 3, 4.

A valencia non debe confundirse cun concepto relacionado pero algo máis avanzado, o estado de oxidación.

A teoría da valencia foi proposta en 1863 por Richard Erlenmeyer (1825-1909). A valencia é un concepto sinxelo para racionalizar as proporcións de reactivos que se consomen nunha reacción química (a estequiometría), ou as proporcións de elementos que se atopan nun composto químico.

Veleno

Un veleno é calquera substancia tóxica, xa sexa sólida, líquida ou gasosa, que pode producir unha enfermidade, lesión, ou que altera as funcións do organismo cando entra en contacto cun ser vivo, ata provocando a morte.

Outras linguas

This page is based on a Wikipedia article written by authors (here).
Text is available under the CC BY-SA 3.0 license; additional terms may apply.
Images, videos and audio are available under their respective licenses.