NO ME SALEN
(PROBLEMAS RESUELTOS DE BIOFÍSICA DEL CBC)
MECANISMOS DE TRANSPORTE |
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| ADICIONAL 05*) Dos soluciones de sal en agua de diferentes concentraciones se encuentran en equilibrio separadas por una membrana semipermeable como se ve en el esquema. Si en esas condiciones se aumenta la temperatura de ambas soluciones sin variar las concentraciones, para reestablecer la situación anterior será suficiente con: |
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a) aumentar la presión externa a la izquierda
c) disminuir la presión externa a la izquierda
e) aumentar por igual la presión externa sobre ambas
b) agregar sal al lado izquierdo
d) agregar agua al lado derecho
f) no es necesario hacer nada porque el sistema no se altera
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* Este ejercicio formó parte del examen parcial de Biofísica tomado en may-2014.
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Otro regalo que sólo le falta el moño. Sin embargo, fueron muy pocos los estudiantes que lo resolvieron correctamente el día del examen. Examinémoslo juntos.
Lo primero que tenemos que hacer es analizar lo que está ocurriendo en esos dos recipientes separados por una membrana semipermeable es ese estado inicial que nos propone el enunciado. |
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Hay una diferencia de altura entre los frascos. Por lo tanto en el fondo, sobre el lado izquierdo de la membrana semipermeable debe haber una presión hidrostática mayor que la presión hidrostática que ejerce sobre el lado derecho la columna de líquido del frasco derecho. Esa diferencia de presión hidrostática la representé con la flecha izquierda. |
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Si el agua no se desplaza hacia la derecha es porque en la membrana se produce una presión osmótica que bombea agua hacia la izquierda. Esa presión osmótica, π, la representé con la flecha roja, y estará descripta por la Ley de vant'Hoff:
π = Δc R T
Donde Δc es la diferencia de concentración de sal de la que habla el enunciado. Es obvio que la concentración del frasco izquierdo es mayor que la concentración del derecho... pero eso no importa mucho en este ejercicio. R es una constante de proporcionalidad. Y T es la temperatura absoluta de las soluciones. |
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Como se ve claramente en la fórmula de vant'Hoff, al aumentar la temperatura debe aumentar, necesariamente la presión osmótica (son directamente proporcionales). De modo que si permitimos que se establezca un nuevo equilibrio deberá ascender la columna de solución en el lado izquierdo y, obviamente, descender la del derecho. |
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| De todas las opciones que nos brinda el enunciado, la única que reestablece la situación anterior (entendiéndola como la misma altura de las columnas de líquido) será: |
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aumentar la presión externa a la izquierda |
opción a) |
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Cómo se hace esa presión externa no tiene ninguna importancia*; la cuestión es que esa presión externa adicional más la hidrostática (igual a la inicial) igualan a la nueva presión osmótica, mayor a la inicial.
También es cierto que se podría volver a la situación anterior agregando sal en el frasco de la derecha o agua en el de la izquierda. Pero esas dos opciones no figuran en el menú. |
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| * Hay varias formas de ejercer una presión externa en cualquiera de los recipientes. Una sería colocar un émbolo sobre el líquido (sin fugas) y ejercer una fuerza sobre el émbolo. Otra sería sellar herméticamente el recipiente y meter aire a presión, por ejemplo, con un inflador de bicicleta. En fin, el modo en que se haga no tiene ninguna importancia a los efectos de este ejercicio. |
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DESAFÍO: Todavía queda una opción más para volver a la situación inicial. ¿Cuál será? |
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| Algunos derechos reservados.
Se permite su reproducción citando la fuente. Se recomienda fervientemente su lectura en bibliotecas, escuelas, clubes, reuniones de comisión directiva de entidades benéficas o maléficas. Última actualización may-14. Buenos Aires, Argentina. |
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