Estructura de la materia

FILIAL CORRIENTES

TECNICATURA SUPERIOR EN ENFERMERÍA

BIOQUÍMICA Y BIOFÍSICA

Javier Quiroga-Licenciado en Enfermería-

EJE TEMÁTICO I

Concepto de Química. Materia. Sistemas. Atomicidad. Fórmulas. Energía. Elementos químicos. Funciones y acciones químicas de las fórmulas químicas. Oxígeno. Agua. Funciones químicas del agua en el

organismo humano. Soluciones. Soluciones antisépticas y desinfectantes en

enfermería. Lic. Javier Quiroga —2015—

QUÍMICA

Es la ciencia que estudia la composición, estructura, y propiedades de la materia, sus cambios durante las reacciones químicas y su relación con la energía.

Antoine Laurent de Lavoisier (París, 1743-1794) es considerado parde de la Química.

Lic. Javier Quiroga —2015—

DISCIPLINAS O RAMAS DE LA QUÍMICA

Química inorgánica: estudia la materia inorgánica (compuestos formados por átomos que NO sean de carbono.

Química orgánica: estudia la materia orgánica (formados por cadenas de átomos de carbono).

Bioquímica: estudia las reacciones químicas en los seres vivos.

Fisicoquímica: estudia los aspectos energéticos de sistemas químicos a escalas macroscópicas, moleculares y atómicas.

Química analítica: analiza muestras de materia, su composición y estructura.


Química física. Química industrial Química analítica. Astroquímica. Electroquímica. Fotoquímica Magnetoquímica Nanoquímica Petroquímica

Geoquímica Química computacional Química cuántica Química macromolecular. Química medioambiental. Química nuclear . Química organometálica Química supramolecular Química teórica


ESTRUCTURA DE LA MATERIA

MATERIA:

Todo aquello que tiene localización espacial, posee una cierta cantidad de energía, y está sujeto a cambios en el tiempo y a interacciones con aparatos de medida….

Es decir…. es todo aquello que ocupa un sitio en el espacio, se puede tocar, se puede sentir, se puede medir.

Está formada por átomos.


ÁTOMO

El átomo (del latín ato mum, y éste del griego άτομον, indivisible ) es la unidad más pequeña de un elemento químico que mantiene su identidad o sus propiedades y que no es posible dividir mediante procesos químicos.

Los átomos son las partes más pequeñas de un elemento (como el carbono, el hierro o el oxígeno).

Todos los átomos de un mismo elemento tienen la misma estructura electrónica (responsable de la gran mayoría de las características químicas).

Con el desarrollo de la física nuclear en el siglo XX se comprobó que el átomo puede subdividirse en partículas más pequeñas.

Las moléculas son las partes más pequeñas de una sustancia (como el azúcar), y se componen de átomos enlazados entre sí.

Átomos iguales forman MOLECULAS SIMPLES (O3) Átomos diferentes forman MOLECULAS COMPUESTAS (H2O)


ESTRUCTURA ATÓMICA


Electrón

Protón Neutrón

Orbital

La teoría aceptada hoy es que el átomo se compone de un núcleo de carga positiva formado por protones y neutrones, en conjunto conocidos como nucleón, alrededor del cual se encuentra una nube de electrones de carga negativa.

PARTÍCULAS SUBATÓMICAS

Protones: Partículas de carga eléctrica positiva

Neutrones: Partículas sin carga eléctrica.

Electrones: Partículas de carga eléctrica negativa



NÚCLEO ATÓMICO

El núcleo del átomo se encuentra formado por nucleones, los cuales pueden ser de dos clases:

Protones: Partícula de carga eléctrica positiva igual a una carga elemental, y 1,67262 × 10–27 kg y una masa 1837 veces mayor que la del electrón

Neutrones: Partículas carentes de carga eléctrica y una masa un poco mayor que la del protón (1,67493 × 10–27 kg)

El núcleo más sencillo es el del hidrógeno (H), formado únicamente por un protón y le sigue el helio (He) formado por dos protones y dos neutrones.

La cantidad de protones contenidos en el núcleo del átomo se conoce como Número Atómico, el cual se representa por la letra Z y se escribe en la parte inferior izquierda del símbolo químico. Es el que distingue a un elemento químico de otro. Según lo descrito anteriormente, el número atómico del hidrógeno es 1 (1H).

La cantidad total de nucleones que contiene un átomo se conoce como Número Másico representado por la letra A y escrito en la parte superior izquierda del símbolo químico. Para los ejemplos dados anteriormente, el número másico del hidrógeno es 1(1H), y el del helio, 4(4He).



ISÓTOPOS

Existen también átomos que tienen el mismo número atómico, pero diferente número másico, los cuales se conocen como isótopos. Por ejemplo, existen tres isótopos naturales del hidrógeno, el protio (1H), el deuterio (2H) y el tritio (3H). Todos poseen las mismas propiedades químicas del hidrógeno, y pueden ser diferenciados únicamente por ciertas propiedades físicas.







MODELO DE SCHRODINGER: MODELO ACTUAL

En el modelo de Schrödinger se abandona la concepción de los e- como esferas diminutas con carga que giran en torno al núcleo.

Schrödinger describe a los electrones determinando la probabilidad de presencia en una región delimitada del espacio. Esta zona de probabilidad se conoce como orbital.


TABLA PERIODICA DE LOS ELEMENTOS

Clasifica, organiza y distribuye los distintos elementos químicos, según sus propiedades y características.

Se atribuye la tabla a Dimitri Mendeleiev, quien ordenó los elementos basándose en la variación manual de las propiedades químicas

La tabla periódica de los elementos consta de 2 grandes partes: Grupos (8 o 18): Son las columnas verticales Todos los elementos que pertenecen a un grupo tienen la misma

valencia, y por ello, tienen características o propiedades similares entre sí.

Periodos (7): Las filas horizontales de la tabla periódica Todos los elementos de un período tienen el mismo número de

orbitales.Lic. Javier Quiroga —2015—

TABLA PERIODICA DE MENDELEIEV



IONES

Si un átomo neutro gana o pierde e- se denomina ión. Los iones se clasifican en dos tipos: a) Anión: Es un ión con carga negativa, lo que significa que los átomos que lo

conforman tienen un exceso de e--. Comúnmente los aniones están formados por no metales, aunque hay ciertos aniones formados por metales y no metales.

Algunos de los aniones más conocidos son (el número entre paréntesis indica la carga):

F(-) fluoruro , Cl(-) cloruro , Br(-) bromuro , I(-) yoduro , S(2-) sulfuro , SO4(2-) sulfato , NO3(-) nitrato , PO4(3-) fosfato , ClO(-) hipoclorito , CO3(2-) , carbonato , MnO4(-) permanganato

b) Catión: Al contrario que los aniones, son especies químicas con déficit de e-, lo que les otorga una carga eléctrica positiva.

Los más comunes son formados a partir de metales: Na(+) sodio , K(+) potasio , Ca(2+) calcio , Mg(2+) magnesio ,Fe(2+) hierro(II) ó

ferroso , Fe(3+) hierro(III) ó férrico , NH4(+) amonio , H3O(+) hidronio Lic. Javier Quiroga —2015—

FORMACIÓN DE IONES MÁS PROBABLES

Un ión perderá o ganará electrones, hasta que se estabilice.

La forma más común de estabilización es la de formar estructuras electrónicas de gas noble.

¿PORQUÉ DE GAS NOBLE?Los gases nobles son los elementos que menos tienden a

perder o ganar electrones, reaccionan apenas, solo bajo condiciones extremas. Por tanto todos los átomos tienden a adquirir una estructura electrónica similar a la de estos.


Buscan lograr la estabilidad, por ello cada elemento de la tabla periódica logra su estabilidad cuando adquiere la estructura electrónica del gas noble (último grupo del S.P.) más cercano.

Quedando el último nivel de energía de cada uno de éstos átomos con ocho electrones.

Excepto los átomos que se encuentran cerca del Helio, que completan su último nivel con sólo dos electrones.


REGLA DEL OCTETO

Al formarse un enlace químico, los átomos adquieren, pierden o comparten electrones, de tal manera que la capa más externa o de valencia de cada átomo contenga ocho e-.

Esta regla se basa en el hecho de que todos los gases nobles, excepto el helio, tiene esta estructura de ocho e-.

Recientemente se descubrió que muchos átomos no siguen la regla del octeto y contienen 6, 10, 12 y hasta 14 e- en la capa de enlace.


UNIONES O ENLACES QUÍMICOS

Son las fuerzas que mantienen unidas a dos o más moléculas. ¿Para qué se unen los átomos??? Para adquirir estabilidad. Estabilidad se da cuando el número de e- en su último nivel es

igual a ocho, estructura que coincide con la de los gases nobles, excepto el Helio (2).

La unión de los átomos para formar enlaces les permite que su último nivel tenga 8 e-, la misma configuración electrónica que los átomos de los gases nobles.

Los enlaces químicos se clasifican en tres grandes grupos: Enlaces Iónicos Enlaces Covalentes Enlaces MetálicosLic. Javier Quiroga —2015—

ENLACE IÓNICO

Es la unión que resulta de la presencia de fuerzas de atracción electrostática entre un metal y un no metal de distinto signo. Se da cuando uno de los átomos capta e- del otro.

El metal dona uno o más e- formando aniones que son iones.


ENLACE COVALENTE

Es el enlace que se da entre dos átomos no metales, los que comparten un par de e-. En este tipo de unión el e- compartido forma un orbital nuevo, llamado orbital molecular, que envuelve el núcleo de ambos átomos. En un enlace de este tipo, cada e- pasa parte de su tiempo alrededor de un núcleo y el resto alrededor del otro. Así al compartir los e-, ambos completan su nivel de energía exterior y neutralizan la carga nuclear.


ENLACE METÁLICO

Es aquel que se establece entre un gran número de cationes que se mantienen unidos por una nube de e-.

Poseen propiedades metálicas de conductividad, ductilidad y dureza.


MOLÉCULAS

Se entiende comúnmente por molécula a aquella partícula formada por una agrupación ordenada y definida de átomos, que constituye la menor porción de un compuesto químico que puede existir en libertad.

Las moléculas se forman a partir de la unión entre los átomos.

Siempre que existe una molécula es porque es más estable que los átomos que la forman por separado.

Generalmente, los átomos se combinan en proporciones fijas para dar moléculas.

Por ejemplo, dos átomos de hidrógeno se combinan con uno de oxígeno para dar una molécula de agua.


FÓRMULA QUÍMICA

Es la representación de los elementos que forman un compuesto y la proporción en que se encuentran, o del número de átomos que forman una molécula.




EJERCICIOS

Identifique el símbolo, el nombre, número atómico y másico del elemento ubicado en:

1) Periodo (P) 2, grupo (1)

2) P 3, G 14

3) P 6, G 8

4) P 6, G 12

5) P 3, G 18

6) P 2, G 17

7) P 2, G 15

8) P 4, G 16

9) P 5, G 10

10) P 7, G 11



OXÍGENO

El oxígeno es un elemento químico.

Representado con la letra O

Número atómico: 8.

Número másico: 16.


DIOXÍGENO

Gas diatómico incoloro, inodoro e insípido.

O2. = Oxígeno atmosférico = necesaria para la vida terrestre.

Elemento no metálico altamente reactivo que forma compuestos (especialmente óxidos) con la mayoría de elementos, excepto con los gases nobles helio y neón.








USOS DEL OXÍGENO EN SALUD

Función de la respiración: tomar el O2 del aire.

En medicina, se usan suplementos de oxígeno.

Tratamiento:

Incrementar niveles de oxígeno en la sangre del paciente.

Disminuir la resistencia al flujo de la sangre en pulmones enfermos, facilitando el trabajo de bombeo del corazón.


La oxigenoterapia se usa para:

Enfisema pulmonar Neumonía. Insuficiencias cardíacas. Presión arterial pulmonar. Los tratamientos pueden ser usados en hospitales, la vivienda

del paciente o con instrumentos móviles. Tiendas de oxígeno, máscaras de oxígeno y cánulas nasales.



La medicina hiperbárica (de alta presión) usa cámaras especiales de oxígeno para aumentar la presión parcial del O2 en el paciente, para:

Intoxicación con monóxido de carbono

Mionecrosis (gangrena gaseosa)

Síndrome de descompresión Ventilación mecánica

El isótopo 15O se usó de forma experimental en la tomografía.



AGUA

H-O-H aproximadamente de 104'5:, además el oxígeno es más

electronegativo que el hidrógeno y atrae con más fuerza a los electrones de cada enlace.

La molécula de agua está formada por dos átomos de H unidos a un átomo de O por medio de dos enlaces covalentes. La disposición tetraédrica de los orbitales sp3 del oxígeno determina un ángulo entre los enlaces



El resultado es que la molécula de agua aunque tiene una carga total neutra (igual número de protones que de electrones), presenta una distribución asimétrica de sus electrones, lo que la convierte en una molécula polar.


PROPIEDADES QUÍMICAS Y FÍSICAS DEL AGUA

El agua pura es: Inodora Incolora Insípida Su importancia reside en que casi la totalidad de los procesos

químicos que suceden en la naturaleza, no solo en organismos vivos sino también en la superficie no organizada de la tierra, así como los que se llevan a cabo en laboratorios y en la industria tienen lugar entre sustancias disueltas en agua.


Entre las moléculas de agua se establecen enlaces por puentes de hidrógeno debido a la formación de dipolos electrostáticos que se originan al situarse un átomo de hidrógeno entre dos átomos más electronegativos, en este caso de oxígeno.

El oxígeno, al ser más electronegativo que el hidrógeno, atrae más los electrones compartidos en los enlaces covalentes con el hidrógeno, cargándose negativamente, mientras los átomos de hidrógeno se cargan positivamente, estableciéndose así dipolos eléctricos.




Los enlaces por puentes de hidrógeno son enlaces por fuerzas de van der Waals de gran magnitud, aunque son unas 20 veces más débiles que los enlaces covalentes. Los enlaces por puentes de hidrógeno entre las moléculas del agua pura son responsables de la dilatación del agua al solidificarse, es decir, su disminución de densidad cuando se congela.








DISTRIBUCIÓN CORPORAL DEL AGUA

Líquido intracelular: 70%

Líquido Extracelular: Líquido intersticial: 25%

Líquido extracelular (Vasos sanguíneos y linfáticos): 7-8%



PARA GRAFICARNOS…


FUNCIONES DEL AGUA EN EL CUERPO

Sangre 92%, cerebro: 75%, músculos: 75%, huesos: 22% de agua Termorreguladora: ayuda a mantener constante la temperatura del

cuerpo. Es el disolvente universal de la mayoría de sustancias, por lo cual facilita

las reacciones metabólicas. Transporta nutrientes y oxígeno a todas las células en el cuerpo Humedece el oxígeno para respirar. Se necesita agua para exhalar Protege y amortigua órganos vitales y articulaciones. Ayuda a eliminar de los desperdicios del cuerpo (orina, sudor, materia

fecal) Es una sustancia ionizable puede contribuir al pH del medio. Es el dispersante de todas las organelas celulares; es el medio celular. Forma parte de los líquidos lubricantes: flujo vaginal, saliba, jugo gástrico,

etc.Lic. Javier Quiroga —2015—

Produce saciedad. Activadora del metabolismo. Diurética. Laxante: previene estreñimiento, divertículos y hemorroides.


AYUDA CONTRA UNA GRAN VARIEDAD DE ENFERMEDADES:

Relación entre alto consumo de agua y la reducción del riesgo de padecer:ResfriadosCálculos en los riñonesCáncer de mamaCáncer de colonCáncer del tracto urinario


IONIZACIÓN DEL AGUA

En el agua líquida hay una leve tendencia a que un átomo de hidrógeno salte del átomo de oxígeno al que está unido covalentemente, al otro átomo de oxígeno al que se encuentra unido por un puente de hidrógeno. En esta reacción se producen dos iones: el ion hidronio (H3O+) y el ion hidróxido (OH-)


En cualquier volumen de agua algunas moléculas están ionizándose, un número igual de otras moléculas está formándose; este estado se conoce como equilibrio dinámico.

En el agua pura, el número de iones H+ iguala exactamente al número de iones OH- ya que ningún ion puede formarse sin el otro cuando solamente hay moléculas de H2O presentes.

Sin embargo, cuando una sustancia iónica o una sustancia con moléculas polares se disuelve en el agua, pueden cambiar los números relativos de los iones H+ y OH-.


Por ejemplo, cuando el ácido clorhídrico (HCl) se disuelve en agua, se ioniza casi completamente en iones H+ y Cl-; como resultado de esto, una solución de HCl (ácido clorhídrico) contiene más iones H+ que OH-.

De modo inverso, cuando el hidróxido de sodio (NaOH) se disuelve en agua, forma iones Na+ y OH-; así, en una solución de hidróxido de sodio en agua hay más iones OH- que H+.


ACIDOS Y BASES

Una solución es ácida cuando el número de iones H+ supera al número de iones OH-, de modo contrario, una solución es básica o alcalina cuando el número de iones OH- supera al número de iones H+.

Así, un ácido es una sustancia que provoca un incremento en el número relativo de iones H+ en una solución, y una base es una sustancia que provoca un incremento en el número relativo de iones OH-.

Los ácidos y bases fuertes son sustancias, tales como el HCl y el NaOH, que se ionizan casi completamente en agua, dando como resultado incrementos relativamente grandes en las concentraciones de iones H+ y OH-, respectivamente.

Los ácidos y bases débiles, por contraste, son aquellos que se ionizan sólo ligeramente, dando como resultado incrementos relativamente pequeños en la concentración de iones H+ u OH-.


pH

A veces mal llamada Escala de potencial hidrógeno, es una escala que nos indica el logaritmo negativo de las concentraciones de iones hidrógeno de una solución.

Esta escala permite determinar el grado de acidez o basicidad de una solución. La ionización que ocurre en un litro de agua pura da como resultado la formación, en

el equilibrio, de 1/10.000.000 de mol de iones hidrógeno (y, como hemos notado previamente, exactamente la misma cantidad de iones hidróxido). En forma decimal, esta concentración de iones hidrógeno se escribe como 0,0000001 mol por litro o, en forma exponencial, como 10-7 mol por litro. El logaritmo es el exponente -7 y el logaritmo negativo es 7; con referencia a la escala de pH, se lo menciona simplemente como pH 7. A pH 7 las concentraciones de H+ y OH- libres son exactamente iguales dado que están en agua pura. Este es un estado neutro. Cualquier pH por debajo de 7 es ácido y cualquier pH por encima de 7 es básico.

Cuanto menor sea el valor del pH, mayor será la concentración de iones hidrógeno. Dado que la escala de pH es logarítmica, una diferencia en una unidad de pH implica una diferencia de 10 veces en la concentración de iones hidrógeno. Por ejemplo, una solución de pH 3 tiene 1.000 veces más iones H+ que una solución de pH 6.


pOH

De manera análoga se puede considerar la escala de pOH, que es el logaritmo negativo en base 10 de la concentración molar de iones hidroxilos.

Relación: Si relacionamos lo antes expuesto con estas nuevas escalas, será neutra una solución de pH = 7 (pOH = 7), ácida la de pH < 7 (pOH > 7), y básica la de pH > 7 (pOH < 7).


EJEMPLOS DE pH DE ALGUNAS SOLUCIONES



Grupo químico responsable de la acidez: H+ Grupo químico responsable de la basicidad: OH-Una solución es ácida cuando [H+] > [OH-]Una solución es básica cuando [H+] < [OH-]Una solución es neutra cuando [H+] = [OH-]


AMORTIGUADORES O BUFFERS

El mantenimiento de un pH constante, un ejemplo de homeostasis, es importante porque el pH influye en gran medida en la velocidad de las reacciones químicas. Los organismos resisten cambios fuertes y repentinos en el pH de la sangre y otros fluidos corporales por medio de amortiguadores o buffers, que son combinaciones de formas dadoras de H+ y aceptoras de H+ de ácidos o bases débiles.

Los buffers mantienen el pH constante por su tendencia a combinarse con iones H+, eliminándolos así de la solución cuando la concentración de iones H+ comienza a elevarse y liberándolos cuando desciende. En los sistemas vivos funciona una gran variedad de buffers, siendo cada uno de ellos más efectivo al pH particular en el que las concentraciones del dador y del aceptor de H+ son iguales.



PROPIEDADES DE ÁCIDOS Y BASES

Los ácidos fuertes tienden a ceder protones Las bases fuertes poseen gran tendencia a aceptarlos Un ácido fuerte y una base fuerte son las sustancias con carácter ácido o básico, que se

disocian por completo Las sustancias que al disociarse conducen la corriente eléctrica se llaman “electrolitos”. Electrolitos Los electrolitos (iones que pueden conducir la corriente eléctrica) se forman cuando se

disuelve un soluto iónico en agua; este se disocia en iones positivos (cationes) y en iones negativos (aniones) que, por tener cargas diferentes, pueden conducir la corriente eléctrica.

Esta característica permite clasificar los solutos en “electrolitos” y “no electrolitos”. Las sustancias no electrolíticas tienen enlaces covalentes no polares que mantienen su

individualidad al no ser disociadas por la acción de fuerzas electrostáticas. Algunas sustancias con enlaces covalentes polares no conducen la corriente eléctrica

mientras se encuentran en estado sólido, líquido o gaseoso. Pero si se forma una solución acuosa, disolviéndolas en agua, conducen la corriente eléctrica, lo que indica que se han formado iones.

Un electrolito fuerte no genera un equilibrio, por su disociación total. Algunos ácidos y bases, tienen constantes de disociación bastante altas, lo que permite clasificarlos como “electrolitos fuertes”.Lic. Javier Quiroga —2015—

DISOCIACIÓN DEL AGUA

El agua es un electrolito débil que se disocia en un protón (H) y un oxhidrilo (OH) . Su constante de disociación es igual al producto de las concentraciones de protones y oxhidrilos, dividido por la concentración del agua no disociada.

Soluciones neutras, ácidas y básicas Cuando la concentración de protones y de oxhidrilos es la misma, la

solución es neutra. Cuando se añade un ácido al agua pura (neutra) aumenta concentración

de protones, y ello da lugar a soluciones ácidas. Cuando se añade una base al agua pura (neutra) aumenta la

concentración de oxhidrilos, y ello da origen a soluciones básicas. Por lo tanto, una solución neutra tiene una concentración de iones

hidrógeno (protones) igual a 10-7; una solución ácida tiene una concentración de protones mayor que 10-7; y una solución básica tiene una concentración de protones menor que 10-7.


ACIDOSIS Y ALCALOSIS

La desviación del pH sanguíneo hacia el lado ácido es denominado acidosis y hacia el lado alcalino, alcalosis.

Se produce acidosis predominantemente por trastornos metabólicos: por ejemplo, en la diabetes (acidosis metabólica), o por trastornos respiratorios (acidosis respiratoria) cuando la eliminación del CO2 por el aparato respiratorio disminuye.

En forma similar pueden ser factores causantes de alcalosis, la ingestión de cantidades elevadas de bicarbonato (alcalosis metabólica) o bien la respiración forzada y la consiguiente eliminación intensa de CO2 (alcalosis respiratoria). La acidosis, como asimismo la alcalosis, son poco frecuentes porque las desviaciones del pH en cualquier sentido, son inmediata y eficazmente compensadas por los sistemas amortiguadores anteriormente mencionados. Así, por ejemplo, la ingestión de alimentos ácidos debería conducir a acidosis, pero causa simultáneamente estimulación del centro respiratorio. El aumento de la ventilación pulmonar, con la consecutiva eliminación de mayor volumen de CO2, restablece la relación entre bicarbonato y CO2, compensándose así la acidosis.


SOLUCIONES


Las soluciones son mezclas homogéneas presentando propiedades uniformes en todas partes.

Están formadas por dos o más sustancias puras. Al hablar de soluciones debemos definir dos términos:

Disolvente, es la sustancia que está presente en mayor proporción en una solución.

Soluto, a todas las otras sustancias presentes en la solución.


En las soluciones que contienen agua se considera como disolvente al agua aunque esté presente en pequeña proporción.

Ejemplo: ácido sulfúrico al 96 % quiere decir que tiene ácido en mayor proporción que el agua sin embargo se considera como

disolvente al agua.


TIPOS DE SOLUCIONES

Sólido disuelto en un líquido

SOLUCIONES LÍQUIDAS Gas disuelto en un líquido

Líquido disuelto en un líquido


SOLUCIONES DE GASES Gas en gas

SOLUCIONES SÓLIDAS Sustancia sólida en sólido


CONCENTRACIÓN

Cualitativamente podemos hablar de:

Soluciones saturadas: tiene tanta cantidad de soluto como es capaz de retener.

Soluciones insaturadas: cuando contiene menor cantidad de soluto de lo que corresponde a la saturación.

Soluciones sobresaturadas: cuando contiene mayor cantidad de soluto de lo que corresponde a la saturación.


También, cuando queremos hablar de las proporciones relativas de soluto y disolvente podemos encontrar los términos de

Soluciones diluidas: cuando tiene poco soluto en solución. Soluciones concentradas: cuando tiene mucho soluto en solución. Estos


Cuantitativamente al hablar de concentración nos debemos referir a:

CANTIDAD DE SOLUTO EN DETERMINADA CANTIDAD DE DISOLVENTE

OCANTIDAD DE SOLUTO EN DETERMINADA CANTIDAD DE SOLUCION


ANTISÉPTICOS Y DESINFECTANTES


ANTISÉPTICOS

ANTISÉPTICO: Solución química que se utiliza sobre las superficies corporales, como la piel o las mucosas, con la finalidad de reducir la flora normal o los microorganismos patógenos.

Son menos tóxicos que los desinfectantes utilizados en el medio

ambiente y en el material contaminado.

Son biocidas que destruyen o inhiben el crecimiento de microorganismos sobre tejidos vivos.

Son menos tóxicos que los desinfectantes que se diferencian de los antisépticos en que su utilización es específica para objetos y superficies inanimadas.


DESINFECTANTE

DESINFECTANTE: Producto químico cuyo uso conlleva la destrucción de microorganismos patógenos y la inactivación de virus presentes en tejidos vivos.

Se destinan a destruir, contrarrestar, neutralizar, impedir la acción o ejercer un control de otro tipo sobre cualquier organismo nocivo.

Carecen de actividad selectiva ya que eliminan todo tipo de gérmenes. Su espectro de actuación, tiempo de inicio de activación, tiempo de

actividad, efecto residual, toxicidad, capacidad de penetración y posibles materiales o circunstancias que los inactiven pueden variar de un producto a otro.

Los antisépticos son eficaces si cumplen la condición de reducir el número de colonias de microorganismos a menos de 100.000 colonias por gramo de tejido en menos de 5 minutos y, en al menos, cuatro tipos de cepas bacterianas.


LOS ANTISÉPTICOS Y DESINFECTANTES ESTÁN DESTINADOS A:

Prevenir las infecciones intra hospitalarias (IIH). Disminuir el impacto económico de las IIH por el uso de productos de alto costo. Prevenir efectos adversos.


LA ELIMINACIÓN DE MICROROGANISMOS DESDE UNA SUPERFICIE ANIMADA O INANIMADA PUEDEN SER POR:

Arrastre mecánico: La eliminación de los microorganismos junto con grasas naturales,

suciedad y células descamativas, por medio del uso de agua, jabón y fricción.

Sustancias químicas: Por medio del uso de antisépticos y desinfectantes.

Esterilización: Por medios físicos o químicos.


CRITERIOS DE SELECCIÓN

ANTISÉPTICO DESINFECTANTE

Bajo costo Bajo costo

Amplio espectro Rapidez de acción

Inocuo a tejidos vivos Germicida de amplio espectro

Atóxico Baja toxicidad

Rápido y eficaz en materia orgánica Amplia acción

Efecto acumulativo y residual


MECANISMOS DE ACCIÓN

ANTISÉPTICOS DESINFECTANTES

Producen muerte o inhibición celular, en las bacterias, por oxidación, hidrólisis e inactivación de enzimas, con perdida de constituyentes celulares.

Actúan como desnaturalizantes o precipitantes de proteínas, inhiben enzimas y causan muerte celular.

Son más selectivos. Son más potentes, más rápidos y termoestables que los antisépticos.

Son los únicos de uso en tejidos vivos. Algunos son más tóxicos.


ANTISÉPTICOS

Son compuestos químicos con efecto antimicrobiano que se pueden aplicar en tejido vivo, localmente, de forma tópica en piel sana.

Al ser sustancias que se utilizan en tejidos vivos requieren de propiedades especiales.


EN GENERAL, EL USO DE ANTISÉPTICO ESTÁ RECOMENDANDO PARA:

Disminuir la colonización de la piel con gérmenes. Lavado de manos habitual en unidades de alto riesgo. Preparación de la piel para procedimientos invasivos. Para la atención de pacientes inmunocomprometidos o con muchos

factores de riesgo de IIH. Posterior a la manipulación de material contaminado. Lavado quirúrgico de manos. Preparación pre operatoria de la piel.


ANTISÉPTICOS DE USO HOSPITALARIO

ALCOHOLES:

Su mecanismo de acción corresponde a la desnaturalización de las proteínas.

Tienen buena acción contra las formas vegetativas de las bacterias Gram + y - , bacilo tuberculoso, hongos y virus, hepatitis B y VIH.

Su aplicación en la piel es segura y no presenta efectos adversos, solo sequedad de la piel en algunos casos de uso de formulaciones no cosméticas.

Es de rápida acción, incluso desde los 15 segundos. Aunque no tiene efecto químico de persistencia sus efectos biológicos de daño microbiano permanece por varias horas.


Existen tres tipos de alcoholes útiles como antiséptico:

Etílico Propílico Isopropílico

En Argentina el de mayor uso es el alcohol etílico, por su disponibilidad, ya que respecto a la efectividad no se han demostrado diferencias importantes. Respecto a la concentración, la mas utilizada es al 70%, ya que aparte de producir menos sequedad e irritación de la piel es de menor costo.

Los alcoholes son volátiles e inflamables por lo que deben ser almacenados en condiciones apropiadas.


TINTURA DE YODO:

Su acción se produce por oxidación e inactivación de los componentes celulares.

Su uso es relativamente seguro y su acción es rápida, pudiendo mantener el efecto hasta 2 horas.

Tiene un amplio espectro de acción, su concentración habitual de uso es entre 1 a 2% de yodo y yoduro de potasio en 70% de alcohol

Este producto tiene como principal desventaja la irritación de la piel y quemaduras de tipo química, especialmente cuando se deja por muchas horas en la piel sin retirar el producto.

Su uso masivo responde a la facilidad de su preparación y bajo costo. Se utiliza por muchos años para la preparación de la piel antes de la cirugía y en menor frecuencia previo a las punciones.Lic. Javier Quiroga —2015—

POVIDONA YODADA:

Presenta el mismo mecanismo de acción y espectro de los yodados.

Es un compuesto soluble en agua que resulta de la combinación del yodo y polivinyilpyrrolidona con lo cual se mejora la solubilidad del yodo y permite su liberación en forma gradual a los tejidos. Este efecto determina una menor irritación de la piel y una mayor disponibilidad del producto en el tiempo.

El término yodo disponible se refiere a la cantidad de yodo disponible como reservorio y el de yodo libre al porcentaje en solución en condiciones de actuar, es decir una solución de povidona yodada al 10%, contiene 1% de yodo disponible y la concentración de yodo libre es de 1 a 2 partes de un millón que se mantiene hasta agotarse el yodo disponible. Esta ventaja del producto se pierde al diluirse en agua, ya que en estas circunstancias se comporta como solución acuosa de yodo.


Su actividad puede verse disminuida por la presencia de sangre u otra materia orgánica.

Las concentraciones de uso habitual como lavador quirúrgico son al 7,5% y 8% y en el utilizado para curaciones es al 10%.

En relación a la tintura de yodo o lugol, presenta menor irritación dérmica. Se deben usar con precaución en los recién nacidos y quemados

Su acción antiséptica se clasifica entre nivel alto y nivel intermedio. Son letales en minutos para las bacterias, hongos, virus, protozoos, quistes amebas y esporas. Sin embargo, frente a esporas secas requiere de un mayor tiempo de exposición (horas).

Los antisépticos yodados tienen la ventaja de ser baratos.Lic. Javier Quiroga —2015—

CLORHEXIDINA:

Su acción está determinada por daño a la membrana celular y precipitación del citoplasma.

Posee un amplio espectro de acción, actúa sobre bacterias, gram + y gram -, no tiene acción sobre el bacilo tuberculoso y débil en hongos. Su acción antiviral incluye VIH, herpes simplex, citomegalovirus e influenza.

Las ventajas que justifican el uso de Clorhexidina son la acción germicida rápida y su duración prolongada gracias a que esta sustancia tiene gran adhesividad a la piel, tiene un buen índice terapéutico.

Su uso es seguro incluso en la piel de los recién nacidos y la absorción a través de la piel es mínima. Solamente se ha reportado toxicidad en instilaciones de oído medio y ojos.


La rapidez de su acción es intermedia y posee alto nivel de persistencia de su acción debido a una fuerte afinidad con la piel, por lo que sus efectos antimicrobianos permanecen hasta 6 horas después de su uso, el mayor efecto que cualquiera de los agentes utilizados para el lavado de manos. Presenta un importante efecto acumulativo de modo que su acción antimicrobiana aumenta con su uso periódico.

Su actividad no se ve afectada por la presencia de sangre u otras sustancias orgánicas, sin embargo su acción se puede ver afectada por surfactantes no iónicos o aniones inorgánicos presentes en el agua dura y componentes utilizados en su preparación, razón por la cual su actividad es fórmula dependiente y esto determina las distintas concentraciones de uso.

Las formulaciones mas comunes son al 2% y 4%.


TRICLOSÁN:

Es un derivado fenólico relativamente nuevo que actúa produciendo daño en la pared celular de los microorganismos. Es de amplio espectro bacteriano, mejor para Gram + y hay poca información sobre su actividad en virus.

Es absorbido por la piel intacta lo cual determina su persistencia y su rapidez de acción es intermedia.

No se ha demostrado efecto alergénico ni mutagénico en períodos cortos de uso.

Su actividad es mínimamente afectada por la materia orgánica.

Las concentraciones de uso habitual son entre 0,3% y 2%.

Se indica principalmente para el lavado de manos de tipo clínico donde se utiliza en panes al 1% y en preparaciones líquidas al 0,5%.Lic. Javier Quiroga —2015—

DESINFECCIÓN

Los desinfectantes son sustancias químicas capaces de destruir un germen patógeno que debido a su alta toxicidad celular se aplican solamente sobre tejido inanimado, es decir material inerte.

Con objeto de racionalizar los procedimientos mas adecuados para cada tipo de material, se clasificó los elementos de atención según su utilización en el paciente en cuanto a su invasión en:


Artículos críticos: Son aquellos que acceden a cavidades normalmente estériles del organismo, por lo que

deben ser siempre estériles.

Artículos semicríticos: Son aquellos que entran en contacto con piel no intacta o con mucosas. Estos artículos

deben estar libres de toda forma vegetativa de los microorganismos y de preferencia deben ser estériles. Si la esterilización no es factible deben ser sometidos a desinfección de alto nivel.

Artículos no críticos: Son aquellos que toman contacto con piel intacta, o no toman contacto con el paciente.

Estos artículos sólo requieren limpieza y secado y en ocasiones desinfección de bajo nivel.


La desinfección de alto nivel consiste en la acción letal sobre todos los microorganismos, incluyendo bacterias, hongos y algunas esporas. No reemplaza a los procedimientos de esterilización. Dentro de este grupo encontramos el glutaraldehido activado al 2% en solución acuosa.

En la desinfección de nivel intermedio hay destrucción de todas las formas vegetativas de los microorganismos exceptuando las esporas. A este grupo pertenece el Hipoclorito de Sodio y Alcohol etílico al 70% .

La desinfección de nivel bajo no alcanza a esporas, ni hongos, solo bacterias vegetativas y algunos virus. En este grupo encontramos los compuestos acuosos de amonio cuaternario 0,1 a 0,2%.


GLUTARALDEHIDO

El glutaraldehido es un desinfectante altamente utilizado en el medio hospitalario debido a que tiene un amplio espectro de acción, es activo en presencia de material orgánico y no es corrosivo. Dependiendo del tiempo de exposición se alcanzan distintos grados de desinfección. Al esperar 12 horas se obtiene esterilización, con 30 minutos, desinfección de nivel alto y con 10 minutos, de nivel bajo. Si el material que se va a desinfectar está sucio con sangre, pus o cualquier elemento orgánico, se va a alterar el poder de desinfección. El material orgánico actúa como barrera física y se interpone entre el desinfectante y la superficie de contacto del material a limpiar, por lo que es recomendable limpiar previamente todo el material que será sometido a desinfección. No es corrosivo .

Se utiliza para la desinfección de alto nivel en materiales que no se pueden someter a altas temperaturas como endoscopios, los cuales tienen fibras ópticas delicadas y piezas de goma.

Es una sustancia tóxica, no sólo para el personal que lo manipula, sino también para las personas que utilizan el instrumental. Por lo tanto se debe enjuagar el instrumental después de la desinfección para eliminar todo el desinfectante impregnado.

Se inactiva después de dos semanas de preparada y por dilución, por ejemplo al sumergir instrumentos previamente lavados con agua sin secarlos.


HIPOCLORITO DE SODIO 1%

A pesar de ser un desinfectante de alto nivel tiene un uso clínico más limitado porque el pH alcalino disminuye su actividad, lo mismo con la presencia de materia orgánica, y corroe el material metálico.


CONSIDERACIONES GENERALES

La selección del antiséptico o desinfectante a usar debe considerar poder germicida, seguridad y eficacia del producto, rapidez, espectro de acción y efecto residual.

Los desinfectantes y antisépticos deben usarse respetando las instrucciones del fabricante respecto a duración del producto, condiciones de conservación, tiempo de contacto y dilución.

No se debe usar dos o más agentes químicos simultáneamente, ya que se altera su acción.

El contacto de estas sustancias químicas sobre objetos o tejidos sucios pueden inactivar o reducir su acción.

Los productos yodados deben envasarse en frascos oscuros o quedar protegidos de la luz.

No se debe rellenar ni trasvasijar los antisépticos y desinfectantes.Lic. Javier Quiroga —2015—

BIBLIOGRAFÍA

BLANCO, A. Química Biológica (Cap 1 y 2). El Ateneo-6ª Ed.

KARP, G. Biología Celular y Molecular. (Cap 2) Ed.McGraw-Hill/Interamericana 1998

CURTIS, H. Biología (Cap 1y2) Editorial: Médica Panamericana SACF. 7ª Ed.2008

CTO de Enfermería. El agua y las disoluciones. En: CTO Medicina. Manual de Enfermería CTO. 4º edición. Madrid: Mc Graw-Hill; 2007. 89-91.

http://www6.uc.cl/manejoheridas/html/antiseptico.html


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