Examen de Selectividad 122A-Química Andalucía 2011

Publicado el 09/05/2012 por Guillermo

estructura y dipolo del amoniaco

Aquí tenéis el segundo examen de Química de 2011 resuelto, para que sigáis comprobando qué tal lleváis la preparación de la Selectividad. Como las ecuaciones se veían tan mal en el examen anterior, os lo dejo para descargar en formato pdf. Si tenéis interés en que os resuelva algún problema en concreto, decídmelo y lo publico aquí antes de seguir con otros exámenes.

Tened en cuenta que el tema de Solubilidad no entraba en la Selectividad hasta hace un par de años, por lo que en los boletines de problemas de Selectividad que os han repartido no hay muchos problemas sobre este capítulo.

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Rectas tangentes a curvas

Publicado el 08/05/2012 por Guillermo

tangente a una curvaHoy os dejo un breve documento que describe paso a paso cómo se hacen los problemas de rectas tangentes a curvas, con un par de ejemplos prácticos explicados de manera sencilla. Como sabéis, es una aplicación de las derivadas, y se trata de un tema recurrente en los exámenes de Selectividad de Matemáticas. Espero que os sirva. Saludos!

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Examen de Selectividad 121-Química Andalucía 2011

Publicado el 03/05/2012 por Guillermo

Para mis alumnos de clases particulares y para aquellos a quienes les sea útil:

Ahora que se acerca la Selectividad, voy a publicar algunos ejercicios de Selectividad resueltos para ayudaros a preparar esta prueba. Este es uno de los modelos de examen de Química del año pasado. Os sugiero que intentéis resolver el examen antes, por vuestra cuenta, en el tiempo que dura el ejercicio (1 h 30 min), y que luego comparéis la respuesta para autoevaluaros. De la corrección podréis deducir qué temas necesitáis repasar, y cuáles lleváis mejor.

Examen 121-Andalucía de Selectividad Química 2011

 OPCIÓN A

 1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Óxido de níquel (III) b) Hidróxido de estroncio c) Nitrobenceno d) PbBr2 e) Zn(NO2)2 f) CH2=CHCH2CH2CH3

 a) Ni2O3, b) Sr(OH)2, c) C6H5-NO2 o Ph-NO2 (donde Ph denota al radical fenilo), d) bromuro de plomo (II), e) nitrito de zinc, f) pent-1-eno.

2.- a) Escriba las configuraciones electrónicas de los átomos de Na y Mg. b) Justifique por qué el valor de la primera energía de ionización es mayor para el magnesio que para el sodio. c) Justifique por qué el valor de la segunda energía de ionización es mayor para el átomo de sodio que para el de magnesio.

 a)     Na (Z=11): 1s2 2s2p6 3s1. Mg (Z=12): 1s2 2s2p6 3s2.

b)     La energía de ionización es la energía necesaria para extraer de un átomo en estado gaseoso un electrón. En el caso del Na, la extracción de un electrón conduce a la configuración de gas noble (Na+: 1s2 2s2p6) (la configuración del Ne), con lo cual el átomo gana estabilidad química al tener la capa de valencia completamente vacía (y la anterior completamente llena); por eso no cuesta mucha energía extraer este primer electrón del Na. En cambio, en el caso del Mg la configuración resultante de la pérdida del electrón más externo no conlleva esta ganancia de estabilidad, sino que da lugar a una especie bastante inestable (Mg+:1s2 2s2p6 3s1), por tanto no es favorable energéticamente.

c)     La segunda energía de ionización del Na es muy grande, porque implica la pérdida de la configuración de gas noble, de ahí que sea necesaria una gran cantidad de energía para extraer el 2º electrón del átomo (Na2+: 1s2 2s2p5). En cambio, para el Mg la situación es la contraria: la extracción del 2º electrón hace que el átomo adquiera estructura electrónica de gas noble (Mg2+: 1s2 2s2p6), con la consecuente ganancia de estabilidad, por eso es más fácil extraer el 2º electrón del Mg que el del Na.

3.- Al calentar yodo en una atmósfera de dióxido de carbono, se produce monóxido de carbono y pentóxido de diyodo, según: I2 (g) + 5CO2 (g) ↔ 5CO (g) + I2O5 (s)       ∆H =1175 kJ. Justifique el efecto que tendrán los cambios que se proponen: a) Disminución del volumen sobre el valor de la constante Kc. b) Adición de I2 sobre la cantidad de CO. c) Reducción de la temperatura sobre la cantidad de CO2.

 a)     De acuerdo con el Principio de LeChâtelier, una disminución del volumen aumentará la presión, disminuyendo el cociente de reacción Qc ó Qp, y haciendo que el equilibrio se desplace hacia los productos (donde hay menos moles gaseosos); pero NO afecta a la constante de equilibrio. Siempre lo preguntan y es una pregunta trampa: la constante Kc sólo depende de la temperatura.

b)     La adición de I2 al sistema en equilibrio hace que el sistema responda evolucionando en el sentido en que se consume I2, es decir hacia los productos. Por tanto aumenta la concentración de CO.

c)     Disminuir la temperatura hará que el sistema evolucione en el sentido exotérmico (∆H <0), es decir, hacia la formación de reactivos. Por tanto aumentará la cantidad de CO2.

4.- Dada la siguiente transformación química: HC≡C-CH2-CH3 + x A → B, justifique si las siguientes afirmaciones son verdaderas o falsas: a) Cuando x = 2 y A = Cl2 el producto B presenta isomería geométrica. b) Cuando x = 1 y A = H2 el producto B presenta isomería geométrica. c) Cuando x = 1 y A = Br2 el producto B presenta isomería geométrica.

 a)     Falso: el 1,1,2,2-tetracloro butano carece de isomería. No puede presentar isomería geométrica porque no tiene doble enlace C=C.

b)     Falso: el but-1-eno carece de isomería geométrica porque aunque tiene el doble enlace C=C, al estar éste en posición 1, el C-1 presenta dos sustituyentes iguales (H2C=CH-CH2-CH3)

c)     Verdadero: el 1,2-dibromobut-1-eno sí presenta doble enlace C=C, entre carbonos con sustituyentes diferentes, lo que permite la existencia de isómeros geométricos:

      isómero cis: isómero cise isómero trans:

5.- A 25ºC una disolución acuosa de amoniaco contiene 0’17 g de este compuesto por litro y se encuentra disociado en un 4’3 %. Calcule: a) La concentración de iones hidroxilo y amonio. b) La constante de disociación. Masas atómicas: N = 14; H = 1.

 a) La concentración de NH3 es: C=0,17g/L; en 1L hay n=0,17g/17g·mol-1 = 0,01mol NH3; por tanto la molaridad es 0,01M.

NH3 + H2O ↔ NH4+ + OH–
inicial

0,01

–

–

–
transformados

-0,01α

–

+0,01α

+0,01α
equilibrio 0,01(1-α)

–

 0,01α 0,01α

Como α =4,3%=0,043, en el equilibrio habrá: [NH4+]=[OH–] =0,01α = 4,3·10-4 M

 b) La constante Kb la obtendremos a partir de las concentraciones en el equilibrio [NH4+]=[OH–]= 0,01α = 4,3·10-4 M; [NH3]= 0,01(1- α) =0,00957M, luego:

Kb=0,193

6.- En disolución acuosa el ácido sulfúrico reacciona con cloruro de bario precipitando totalmente sulfato de bario y obteniéndose además ácido clorhídrico. Calcule: a) El volumen de una disolución de ácido sulfúrico de 1’84 g/mL de densidad y 96 % de riqueza en masa, necesario para que reaccionen totalmente 21’6 g de cloruro de bario. b) La masa de sulfato de bario que se obtendrá. Masas atómicas: H = 1; O = 16; S = 32; Ba = 137’4; Cl = 35’5.

 a) Lo primero que hay que hacer en todos los problemas de estequiometría es ajustar la reacción: H2SO4 + BaCl2 → BaSO4 + 2HCl

 De la reacción ajustada obtenemos la relación en moles entre el BaCl2 y el H2SO4 consumidos (1:1). Teniendo en cuenta además que el BaCl2 pesa 208,4 g/mol, el H2SO4 98 g/mol, la riqueza en peso del ácido es 96% y la densidad 1,84 g/ml:

V=5,75ml

b) La masa de BaSO4 resultante se puede calcular a partir de la reacción ajustada (1 mol BaSO4/mol BaCl2) y el peso fórmula del BaSO4 (233,4g/mol):

 m=24,2g BaSO4

OPCIÓN B

 1.- Formule o nombre los compuestos siguientes: a) Ácido hipobromoso b) Hidróxido de cobre (II) c) Ácido 2-aminopropanoico d) CaO2 e) NaHCO3 f) CH2=CHCH2CHO

 a) HBrO, b) Cu(OH)2, c) CH3-CH(NH2)-COOH, d) peróxido de calcio, e) hidrógeno carbonato (IV) de sodio o bicarbonato sódico, f) but-3-enal.

2.- a) ¿Cuál es la masa, expresada en gramos, de un átomo de calcio? b) ¿Cuántos átomos de cobre hay en 2’5 g de ese elemento? c) ¿Cuántas moléculas hay en una muestra que contiene 20 g de tetracloruro de carbono? Masas atómicas: C = 12; Ca = 40; Cu = 63’5; Cl = 35’5.

 a)

.

b)

.

c)

3.- En la tabla siguiente se indican los potenciales estándar de distintos pares en disolución acuosa

Fe2+/Fe = −0’44 V Cu2+/Cu= 0’34 V Ag+/Ag = 0’80 V Pb2+/Pb = 0’14 V Mg2+/Mg = −2’34 V

a) De estas especies, razone: ¿Cuál es la más oxidante? ¿Cuál es la más reductora? b) Si se introduce una barra de plomo en una disolución acuosa de cada una de las siguientes sales: AgNO3, CuSO4, FeSO4 y MgCl2, ¿en qué casos se depositará una capa de otro metal sobre la barra de plomo? Justifique la respuesta.

 a)     El par rédox más oxidante es el que tiene mayor tendencia a reducirse, y por tanto el de potencial normal de reducción más positivo, es decir, el par Ag+/Ag (Eº=+0,80 V). El par más reductor es el de mayor tendencia a oxidarse, o sea el que tiene el potencial de reducción más negativo, que es el Mg2+/Mg (Eº=-2,34 V).

b)     Se depositará una capa de metal sobre el plomo para aquellos metales que sean capaces de oxidar al Pb (más oxidantes), o sea, para los metales que presenten un potencial de reducción más positivo que el del par Pb2+/Pb. Por tanto, se depositarán espontáneamente sobre el Pb el Cu (Eº=+0,34 V) y la Ag (Eº=+0,80 V), al sumergir la barra de plomo en las disoluciones de CuSO4 y de AgNO3, respectivamente.

4.- Al disolver en agua las siguientes sales: KCl, NH4NO3 y Na2CO3, justifique mediante las reacciones correspondientes qué disolución es: a) Ácida. b) Básica. c) Neutra.

El KCl se forma por reacción entre el HCl, que es un ácido fuerte, y el KOH, que es una base fuerte: HCl + KOH → KCl + H2O. Al disolverse esta sal, se disocia en los iones K+ y Cl–, que no se hidrolizan (dado que son el ácido conjugado de una base muy fuerte y la base conjugada de un ácido muy fuerte): KCl → K+ + Cl–, por lo que no modifican el pH del agua. Da lugar a un pH neutro, pues.

 El NH4NO3 se forma por reacción entre el ácido fuerte HNO3 y la base débil NH3, según: HNO3 + NH3 → NH4NO3, y al disolverse se disocia según: NH4NO3 → NO3– + NH4+. El ion NO3– no se hidroliza, porque es la base conjugada de un ácido muy fuerte (por tanto una base muy débil), pero el NH4+, al ser el ácido conjugado de una base débil, presenta cierto carácter ácido débil, y se hidroliza según: NH4+ + H2O ↔ NH3 + H3O+. Por esta razón, esta sal da un pH ácido al disolverse en agua.

 Igualmente, el Na2CO3 es la sal que forman el ácido H2CO3 (débil) y la base fuerte NaOH, según: H2CO3 + 2 NaOH → Na2CO3 + 2H2O, y se disocia en agua según: Na2CO3 → 2Na+ + CO32-. El ion Na+ no se hidroliza, porque procede de una base fuerte, pero el CO32-, al ser la base conjugada de un ácido débil, presenta carácter básico débil, hidrolizándose según: CO32- + H2O ↔ CO2 + 2OH– (en un primer paso se protona para dar ácido carbónico, y éste se descompone en CO2 y agua: CO32- + 2H2O ↔ H2CO3 + 2OH–; H2CO3 ↔ H2O + CO2). De ahí, el pH básico al disolverse esta sal en agua.

5.- La reacción utilizada para la soldadura aluminotérmica es: Fe2O3 (s) + 2Al (s) → Al2O3 (s) + 2Fe (s). a) Calcule el calor a presión constante y el calor a volumen constante intercambiados en condiciones estándar y a la temperatura de la reacción. b) ¿Cuántos gramos de Al2O3 se habrán obtenido cuando se desprendan 10000 kJ en la reacción? Datos: ΔHºf [Al2O3 (s)] = −1675’7 kJ/mol, ΔHºf [Fe2O3(s)] = −824’2 kJ/mol. Masas atómicas: Al = 27; O = 16.

a) Según el Primer Principio de la Termodinámica, el calor Q suministrado a un sistema durante un proceso termodinámico se invierte en aumentar la energía interna U del sistema y en realizar trabajo W: Q = ∆U + W. En química el trabajo realizado por un sistema se refiere generalmente al trabajo de expansión de los gases generados en una reacción, y se puede expresar como: W = p ∆V, para la expansión del gas desde un volumen inicial V0 hasta un volumen final V0+ ∆V contra una presión externa p constante.

 Así, el calor intercambiado a presión constante será: Qp = ∆U + W = ∆U + p ∆V = ∆(U+pV) = ∆H, la variación de entalpía. En cambio, cuando el proceso se lleva a cabo a volumen constante, será: Qv = ∆U + W = ∆U + p ∆V = ∆U, la variación de la energía interna, dado que no se permite la expansión de los gases a V=constante. Por tanto, la relación existente entre el calor intercambiado por el sistema cuando un proceso se lleva a cabo a V=cte y el intercambiado a p=cte viene dado por: Qv = Qp – p ∆V.

 Aplicado a nuestro sistema, tendremos que: Qp = ∆Hº = ∆Hºf(Al2O3) – ∆Hºf(Fe2O3) = -1675,7 + 824,2 = -851,5 kJ. Como en nuestra reacción no se generan gases, sino que todos los reactivos y productos intervienen en el estado sólido, entonces se considera que ∆V = 0, y que W = 0, por lo que Qv = Qp – p ∆V = Qp = -851,5 kJ.

 b) m=1198g Al2O3

6.- En un recipiente de 2 L se introducen 2’1 mol de CO2 y 1’6 mol de H2 y se calienta a 1800 ºC. Una vez alcanzado el siguiente equilibrio: CO2 (g) + H2 (g) ↔ CO (g) + H2O (g). Se analiza la mezcla y se encuentra que hay 0’9 mol de CO2. Calcule: a) La concentración de cada especie en el equilibrio. b) El valor de las constantes Kc y Kp a esa temperatura.

a) V=2L, T=2073K. Para hallar las concentraciones de todas las especies en el equilibrio, haremos el cuadro siguiente (se indican los números de moles):

  CO2 (g) + H2 (g) ↔ CO (g) + H2O (g)
inicial

2,1

1,6

–

–
transformados

-x

-x

+x

+x
equilibrio

2,1-x = 0,9

1,6-x

x

x

 Si en el equilibrio la cantidad de CO2 presente son 0,9 moles, entonces la cantidad transformada de CO2 y de H2 son x=1,2 moles, y esta cantidad coincide con los moles formados de CO y de agua. Se nos pide la concentración de cada especie en el equilibrio, así que tendremos:

[CO2] = 0,9moles / 2L = 0,45M

[H2] = (1,6 – 1,2) moles / 2L = 0,4 moles / 2L = 0,2M

[CO] = [H2O] = 1,2 moles / 2L = 0,6M

 b) La constante de equilibrio en función de las concentraciones Kc será:

 Kc=4

La constante en función de las presiones parciales Kp se puede obtener como sigue. Según la ecuación de los gases ideales y la Ley de Raoult, la presión parcial de un gas «i» en una mezcla p(i) es igual a la que ejercería el mismo número de moles del gas n(i) si estuviera solo en el mismo volumen, coincidiendo con el valor de la concentración molar del gas por la constante R de los gases y por la temperatura absoluta T:

 pi=niRT/V=MiRT

Pues llevado a la expresión de la Kp, tenemos que en general Kp = Kc RT∆n, donde ∆n denota la variación en el número de moles de gas entre los reactivos y los productos. En el caso particular de nuestra reacción, tendremos:

Kp=Kc(RT)^0=Kcx1=Kc=4

de donde, como la variación en el número de moles es ∆n=0, entonces Kp = Kc = 4.

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Como las fórmulas y los cálculos no se ven bien, os dejo el examen resuelto en pdf para descargar.

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Drogas: cómo actúan

Publicado el 12/02/2012 por Guillermo

1) Fisiología: sistema nervioso y sistema endocrino

La Fisiología es la rama de la Biología que estudia el mantenimiento del medio interno de los seres vivos, en relación con las condiciones y necesidades de cada situación. Algunos ejemplos de los parámetros que nuestro organismo debe controlar son el pH dentro de la célula y en la sangre, la cantidad de sales en la célula y en los líquidos extracelulares, el ritmo cardíaco, la temperatura corporal, la presión de la sangre, la concentración de nutrientes en la sangre y su almacenamiento, el estado de sueño-vigilia-alerta, etc. Todos estos parámetros son críticos para la vida, y se mantienen mediante la acción de dos sistemas de control que frecuentemente actúan en perfecta interacción y coordinación: el sistema nervioso y el sistema endocrino. Actuando conjuntamente, se estimulan o se inhiben diversos procesos que permiten mantener todos los parámetros fisiológicos en los valores que convienen en cada momento. Así, por ejemplo, cuando hacemos ejercicio físico, los músculos consumen oxígeno y azúcar a un ritmo mayor, y en estas condiciones el sistema nervioso aumenta el ritmo cardíaco para permitir la llegada de más oxígeno al músculo, a la vez que el sistema endocrino señaliza la movilización de las reservas de azúcar del hígado, que será el combustible que suministre la energía necesaria para mantener esta actividad muscular. Cuando el ejercicio cesa, el ritmo cardíaco vuelve a disminuir a su ritmo normal, y sentimos hambre para reponer los nutrientes gastados.

Sistema nervioso

Sistema nervioso

El sistema nervioso lo forman el cerebro y los nervios, y sus células componentes fundamentales son las neuronas. Su modo de acción es la comunicación rápida de señales que se transmiten de dos maneras: físicamente a lo largo de una neurona (mediante la polarización y despolarización eléctrica de la membrana celular de la neurona –que puede medir hasta un metro e incluso más–), y químicamente, mediante la emisión de unas moléculas señal llamadas neurotransmisores, que se liberan al final de una neurona para activar o inactivar a otras células (que pueden ser otras neuronas, células del músculo o de glándulas), con las que hacen un contacto estrecho llamado sinapsis. El espacio sináptico al que se liberan los neurotransmisores es tan estrecho que aunque las cantidades liberadas de neurotransmisor sean pequeñas, la concentración que se alcanza es elevada. La presencia del neurotransmisor a alta concentración en el espacio sináptico desencadena una determinada respuesta o efecto en la célula diana postsináptica (la que recibe la señal). Por ejemplo, las neuronas motoras hacen sinapsis con los músculos, y liberan en el espacio sináptico un neurotransmisor llamado acetilcolina, que es la señal que dispara la contracción muscular.

Sistema endocrino

Sistema endocrino

El sistema endocrino lo forman diversos órganos llamados glándulas, que son capaces de producir y liberar en la sangre otras moléculas señal llamadas hormonas, en pequeñas concentraciones, y que tienen como efecto coordinar el comportamiento de diversos tejidos y células en todo el organismo. Las hormonas, pues, a diferencia de los neurotransmisores, actúan a baja concentración, a larga distancia, en la sangre circulante y fluidos extracelulares, y tienen un efecto sistémico (es decir, ejercen su acción sobre muchas células diana de diferentes tejidos de todo el organismo, no sobre una sola célula diana).

Todas las acciones del sistema endocrino dependen en última instancia de una serie de hormonas llave que se producen en el sistema nervioso, en el eje hipotálamo-hipófisis (también conocida como glándula maestra), y que constituye el verdadero centro de control de todo el sistema endocrino. Por tanto, el último responsable del control de todos los procesos fisiológicos es el sistema nervioso (en particular el hipotálamo, en el cerebro).

Las hormonas y los neurotransmisores liberados por el sistema nervioso y el endocrino son, pues, responsables de nuestro estado psíquico (tanto de nuestro estado de ánimo, como de nuestra capacidad de atención, de respuesta al estrés, o al peligro), y físico (de nuestro metabolismo, ritmos cardíaco y respiratorio, presión sanguínea, sudor, temperatura, movimientos voluntarios o no, etc.), o sea, de todos nuestros parámetros fisiológicos. Normalmente todos los parámetros que controlan constan de dos mecanismos antagonistas que funcionan como el freno y el acelerador de un coche. Por ejemplo, cuando la glucosa en la sangre es alta, como suele suceder después de comer, se produce insulina que es la hormona que indica a las células de todo el cuerpo que deben almacenar glucosa como reserva; y cuando el nivel de glucosa en sangre disminuye, como sucede tras horas de ayuno, se produce otra hormona llamada glucagón, que transporta el mensaje contrario, es decir, moviliza las reservas de azúcar para que su concentración en la sangre sea la normal (70-100 mg/dl). El equilibrio entre estos «frenos» y «aceleradores» es lo que hace que los parámetros fisiológicos se mantengan en sus valores óptimos.

2) Mensajes de placer y de dolor

El estado de ánimo está regulado entre otros factores por la cantidad de dopamina que se libera en los espacios sinápticos entre las neuronas de algunas vías de señalización del cerebro. Así pues, cuando nos sucede algo positivo o placentero, se activan en el cerebro unas rutas nerviosas cuyo funcionamiento está mediado por dopamina, y la presencia transitoria de esta señal en ciertas áreas del cerebro la experimentamos como alegría o placer. Estas vías son antagonistas de otras responsables del dolor o la tristeza, mediadas a su vez por otros neurotransmisores específicos diferentes (por ejemplo, la percepción del dolor o nocicepción está mediada por vías neurológicas que usan los neurotransmisores glutamato y neuropéptidos). Otros neurotransmisores responsables del placer y la felicidad son la serotonina y la noradrenalina, pero la dopamina es la molécula señal que actúa en las rutas de señales cerebrales implicadas en las adicciones.

Sinapsis

Sinapsis

Una vez que se libera un neurotransmisor y se comunica la señal a la célula postsináptica diana, para que una nueva señal nerviosa pueda ser percibida poco tiempo después, el neurotransmisor debe ser eliminado del espacio sináptico (ya sea mediante su recaptación o mediante su degradación química). Además, si no se elimina el neurotransmisor el efecto de la señal puede perdurar en el tiempo demasiado, impedir la recepción de una nueva señal posterior, o bien actuar sobre otras rutas nerviosas debido a la difusión de estas moléculas hasta otras neuronas diferentes del entorno. Así, las señales cerebrales dependen fuertemente del rápido equilibrio entre liberación y eliminación del neurotransmisor en los espacios sinápticos, por lo que tanto la producción como la eliminación de los neurotransmisores están finamente reguladas de manera natural en un individuo sano.

3) Modo de acción de las drogas

Las drogas como cocaína, heroína y otros opioides, e incluso otras sustancias adictivas como el alcohol o la nicotina, actúan sobre las vías nerviosas mediadas por dopamina, inhibiendo la eliminación de dopamina de los espacios sinápticos, y prolongando de manera indebida la duración del mensaje que comunica este neurotransmisor.

¿Cómo llegan estas sustancias al cerebro? En realidad el transporte hasta el cerebro es fácil. Todas estas sustancias se distribuyen en el torrente sanguíneo por los diferentes tejidos del organismo, pero ejercen su acción principal en el cerebro. La cocaína cuando se esnifa pasa desde las vías respiratorias a la sangre difundiendo fácilmente a través de los delgados epitelios de las mucosas y los finos capilares que irrigan las fosas nasales, alcanzando el cerebro en 30 segundos; cuando se fuma cocaína, este mismo proceso tiene lugar en los pulmones, y en este caso llega al cerebro en sólo 5 segundos. Esta es la misma vía de acceso de la nicotina y de los opioides que se fuman. La heroína al consumirse por vía intravenosa llega a la sangre directamente desde la jeringuilla. El alcohol también pasa a la sangre fácilmente desde el tracto digestivo, que es un tejido altamente especializado en el tránsito de sustancias hasta la sangre, pero tarda más tiempo en llegar al cerebro.

¿Y cómo actúan en el cerebro? Como consecuencia de la presencia de las drogas en el cerebro, se inhibe la eliminación de dopamina, y entonces la dopamina (el mensajero del placer) permanece más tiempo del debido señalizando sus neuronas diana. La cocaína, por ejemplo, inhibe la recaptación de dopamina y de noradrenalina por las neuronas presinápticas. De esta manera, el mensaje de placer es amplificado, y el efecto de las drogas es una sobreestimulación artificial de las vías de señalización de la alegría y el placer, y una inhibición artificial de las vías que señalizan el dolor, la preocupación o la tristeza. El efecto de las drogas es, pues, el de inducir una cierta insensibilidad al dolor, la responsabilidad y las preocupaciones, mediante la sustitución de estas emociones por euforia, desinhibición o placer que no responden a causas naturales.

Mecanismo de acción de la cocaína

Mecanismo de acción de la cocaína

Ejemplo: mecanismo de acción de la cocaína. La cocaína se comporta como una amina simpaticomimética de acción indirecta, es decir, es capaz de remedar las acciones de las catecolaminas (adrenalina, noradrenalina, dopamina) no actuando directamente sobre los receptores de estas sustacias, sino aumentando la disponibilidad del neurotransmisor en el espacio sináptico. La cocaína es un inhibidor de los procesos de recaptación tipo I (recaptación de noradrenalina y dopamina desde el espacio sináptico a la terminal presináptica). [Lizasoain et al, 2001-2002: Cocaína: aspectos farmacológicos, en: Monografía cocaína, Adicciones, vol.13 (2)]

4) ¿Dónde está el efecto negativo?

¿Qué tiene de malo entonces consumir una sustancia que nos hace más felices? ¿No será positivo entonces el consumo de drogas o de dopamina para inducir la felicidad? ¡Absolutamente NO! Recordemos que la evolución ha hecho que el organismo para sobrevivir mantenga controlados sus «frenos» y «aceleradores», y trabaje para evitar los excesos de las señales que controlan los procesos biológicos importantes. El organismo percibe esta cantidad anormalmente alta de dopamina como un error en sus propios sistemas de control, y en consecuencia trata de corregirlo: la próxima vez que tenga que liberar dopamina se liberará una cantidad menor, para tratar de compensar este fallo de regulación. Así que las siguientes ocasiones en que un individuo que ha tomado drogas reciba una buena noticia o un estímulo placentero, la sensación agradable será menos intensa, porque su cerebro está produciendo y liberando menos dopamina de lo normal para enmendar el exceso que ha cometido anteriormente. Esto hace que a corto plazo tras el consumo esporádico de las drogas, los efectos de la dopamina sean menores, y por tanto la tristeza, preocupación y el agobio cotidianos se perciban de manera más intensa, al no responder eficientemente las vías dopaminérgicas que antagonizaban con estas emociones; e igualmente, las alegrías y el placer tampoco se experimentan de manera tan satisfactoria. Esta es la razón por la que a un periodo de euforia o embriaguez, le sigue una desagradable resaca o bajón, y por la que no conviene inducir la euforia artificialmente.

Bajón

Bajón

Los mecanismos de control no saben que los excesos de dopamina se debieron al consumo intencionado de una sustancia que inducía la euforia, sólo sabe que la cantidad de dopamina que produjo fue un exceso que causó un funcionamiento anormal en el cerebro, ¡y esto no puede suceder!

Estas son las consecuencias de un consumo aislado, o muy esporádico, de las drogas citadas. Pero el consumo habitual da lugar a un efecto crónico, es decir, prolongado en el tiempo y más profundo en sus consecuencias. Cuando el consumo se hace excesivo, llega un momento en que el cerebro no produce dopamina sino en cantidades muy pequeñas, y el placer y la alegría sólo se experimentan de manera significativa cuando se toman drogas para potenciar el efecto de las pequeñas cantidades producidas. La falta de dopamina es el origen del síndrome de abstinencia. Éste consiste en un conjunto de trastornos físicos y psíquicos que se observan en individuos que dejan de consumir estas sustancias adictivas: mal humor, náuseas o vómitos, insomnio, fiebre, aumento de la sudoración, ansiedad, dolor muscular, etc., además de una gran necesidad de continuar el consumo de la droga. La intensidad del síndrome de abstinencia varía según las drogas cuya privación lo generan, siendo mucho más acusados en el caso de la cocaína o la heroína que en el del alcohol o el tabaco, pero en todos los casos se observan en mayor o menor grado las reacciones descritas.

5) ¿Cómo se supera la adicción?

Durante la abstinencia se corre algún riesgo de deshidratación, debido a los vómitos y diarreas, pero la abstinencia en sí no conlleva peligro de muerte, a pesar del inmenso malestar y el sufrimiento que experimenta el adicto. La mayoría de las muertes por sobredosis las sufren personas que han experimentado el síndrome de abstinencia y han recaído, y frecuentemente la sobredosis la causa una dosis inferior a las que solían tomar antes de la interrupción del consumo que los condujo a la abstinencia; esto es debido a que la abstinencia reduce la tolerancia a las drogas. Por tanto, la recaída sí supone un gran riesgo de muerte.

La recaída supone un riesgo de muerte mayor

La recaída supone un riesgo de muerte mayor

Para superar la adicción lo mejor es buscar asesoramiento y ayuda profesional. La superación de la adicción supone un gran esfuerzo tanto por parte del adicto como de la familia, amigos y los profesionales que lo tratan. Este tratamiento se lleva a cabo mediante dos vías: a) psicoterapia y b) administración de metadona y otras drogas menos adictivas, o bien de fármacos para contrarrestar los síntomas. No es fácil, pero siempre vale la pena hacer el esfuerzo para recuperar las riendas de la propia vida y la libertad.

Encuentre información útil para saber cómo ayudar a un amigo o familiar con problemas de adicciones en este enlace externo.

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El primer planeta circumbinario

Publicado el 16/09/2011 por Guillermo

¿Qué es un planeta circumbinario? Es un planeta que orbita alrededor de dos estrellas, en lugar de hacerlo alrededor de una, como hacen todos los planetas de nuestro sistema solar. ¿Existe tal cosa? En la imaginación de George Lucas sí, y puede verse en Star Wars (la famosa doble puesta de sol en el planeta Tatooine):

Pero, ¿y en la realidad? Existían indicios y cálculos que apuntaban a que era posible, pero hasta ahora no se había confirmado ningún caso. Pero el número de hoy viernes 16 de septiembre de la prestigiosa revista Science publica un artículo que describe el primer caso confirmado.

Recreación artística del sistema Kepler-16 y Kepler-16b

Recreación artística del sistema Kepler-16 y Kepler-16b

Lo ha descubierto el telescopio Kepler de la NASA, a unos 200 años luz de la Tierra. Su nombre es Kepler-16b. Las estrellas alrededor de las que gira Kepler-16b son el sistema Kepler-16, un par de estrellas de diferente tamaño (cuya masas se han estimado en un 69% y un 20% de la masa de nuestro sol), que giran una alrededor de la otra. El año de Kepler-16b (o sea, el tiempo que tarda en dar una vuelta completa alrededor de sus dos soles) dura 229 días, casi lo mismo que el año de nuestro compañero Venus (cuyo año dura 225 días).

Recreación artística de Kepler-16b y sus dos soles

Recreación artística de Kepler-16b y sus dos soles

¿Cómo se sabe que las estrellas del sistema Kepler-16 giran una alrededor de la otra, y que Kepler-16b orbita alrededor de las dos? Se ha podido comprobar esto gracias a que en su movimiento de traslación, tanto las estrellas como el planeta se eclipsan a intervalos de tiempo regulares: cuando la estrella menor pasa por delante de la estrella mayor (eclipse primario), cuando la estrella mayor pasa por delante de la estrella menor (eclipse secundario), o cuando el planeta pasa por delante de cualquiera de ellas (eclipse terciario o cuaternario), se detecta una disminución en la intensidad del brillo. La frecuencia de los eclipses ha permitido calcular con muy buena precisión el tamaño de los tres cuerpos, a partir de las fuerzas gravitatorias implicadas.

¿Qué interés tiene la búsqueda que lleva a cabo el telescopio Kepler? Kepler está especializado en la búsqueda de planetas en la llamada zona habitable de otros sistemas solares lejanos. La zona habitable de un sistema solar es el rango de distancias al sol a las cuales puede existir agua líquida en la superficie de los planetas, y a la que se supone por tanto que es posible que exista vida, o que puedan albergar posibles colonias humanas futuras (explicado de forma amena, con detalle y ejemplos, aquí). Desafortunadamente, no es el caso de Kepler-16b. Se trata de un planeta gigante gaseoso y frío, parecido a Saturno, muy diferente de Tatooine o la Tierra en cuanto a la posibilidad de albergar vida: las temperaturas de este planeta varían entre -75 y -100 ºC, por tanto la posibilidad de que exista agua líquida en su superficie que permitan el desarrollo o la supervivencia de formas de vida orgánicas similares a las conocidas en la Tierra son absolutamente nulas. ¡Qué pena! Jamás tomaremos el sol los soles Kepler-16 en las playas vírgenes de Kepler-16b.

Tanning on Tatooine

Leia tomaba los soles en Tatooine, pero tú no lo harás en Kepler-16b

¿No es algo fascinante? Sí, lo es: nos fascina. Nos encanta observar las rarezas de la naturaleza, del espacio. Nos encanta la ciencia-ficción, nos encanta imaginar que algún día la Humanidad saltará de la Tierra a otros planetas, a otras galaxias. Aunque sea mentira. ¡Que lo es!

No hace mucho leí un artículo interesantísimo y muy crítico sobre las escasísimas posibilidades de encontrar planetas habitables en el espacio, y las más escasas posibilidades todavía de que, en caso de encontrarse, le sirvan a alguien para algo que no sea ponerse una medallita (lectura recomendada: aquí). Reconozcámoslo: ¿qué ventajas pueden derivarse de la llegada del hombre a Marte, por ejemplo, que parece la próxima meta ilusionante, el próximo pequeño paso para un hombre pero gran paso para la Humanidad?

De todas formas, no deja de ser una curiosidad apasionante, desde el punto de vista de la Física, el que un planeta orbite alrededor de dos soles. El artículo original: aquí.

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La tensión arterial

Publicado el 03/08/2011 por Guillermo

Qué es la tensión arterial

Diástole: relajación muscular, dilatación del corazón, llenado de sangre

Diástole: relajación muscular, dilatación del corazón, llenado de sangre

La tensión arterial es la presión a la que circula la sangre por el sistema circulatorio, o sea la fuerza que ejerce la sangre circulante sobre las paredes de los vasos sanguíneos. Durante el latido del corazón, la presión de la sangre en todo el sistema circulatorio sufre oscilaciones importantes. Esto se debe a que el músculo cardíaco funciona como una bomba de tres tiempos: diástole, sístole auricular y sístole ventricular. Durante la diástole (relajación del músculo cardíaco con expansión de las aurículas y los ventrículos), el corazón se carga de sangre que va a bombear, succionándola de las venas; para ello, las válvulas de salida del corazón se cierran, impidiendo que entre al corazón la sangre arterial que acaba de salir. Por lo tanto, en este momento la presión sanguínea es mínima en todo el sistema circulatorio, porque es cuando hay más sangre en el corazón, y menos sangre en los vasos sanguíneos. Este valor de presión se llama presión diastólica.

Sístole: contracción muscular, compresión del corazón, bombeo de sangre

Sístole: contracción muscular, compresión del corazón, bombeo de sangre

Durante la sístole auricular, las aurículas (cámaras superiores del corazón) se contraen, y las válvulas de entrada al corazón se cierran para impedir el retroceso de la sangre hacia las venas, y así se cargan de sangre los ventrículos (cámaras inferiores del corazón). Durante la sístole ventricular se contraen los ventrículos, expulsando dos chorros de sangre a alta presión hacia las arterias, y en este momento la presión sanguínea es máxima. Este valor máximo de presión se denomina presión sistólica. Tras completarse este tercer movimiento, se inicia de nuevo la diástole, y así es cómo el corazón bombea la sangre continuamente, relajándose y contrayéndose por partes de manera cíclica.

Para el organismo el control de la presión que ejerce el corazón sobre la sangre y los vasos sanguíneos es muy importante, dado que la presión debe ser lo bastante alta para garantizar que la sangre circule por todo el cuerpo, alcanzando las extremidades y el cerebro (que está a mayor altura que el resto de órganos), pero también lo bastante baja para asegurar que ningún capilar se romperá causando un accidente cardiovascular. Un accidente cardiovascular es un daño (generalmente en el cerebro) que sucede por la interrupción del flujo sanguíneo de una zona del organismo debido a una de las siguiente causas: 1) a la formación de un trombo (coágulo de sangre o de colesterol que tapona un vaso sanguíneo), o 2) al derrame de la sangre de un vaso debido a la rotura de un capilar por una presión muy alta. Cuando la falta de riego sanguíneo afecta al cerebro o a una parte de éste, la falta de oxígeno y de azúcar puede causar un daño irreparable y eventualmente la muerte.

Cómo funciona un tensiómetro digital

Cuando se mide la tensión arterial se dan dos valores de presión, que corresponden a los valores de presión máximo (presión sistólica) y mínimo (presión diastólica) que alcanza la la sangre en las arterias (que se mide en milímetros de mercurio, y habitualmente se citan por decenas, por ejemplo 12-7 en lugar de 120-70 mm Hg). Pero ¿cómo se miden estos valores máximo y mínimo que alcanza la presión sanguínea en cada latido del corazón?

Tensiómetro digital

Tensiómetro digital

El tensiómetro digital (aparato que mide la tensión arterial automáticamente ) consiste en un brazalete que se hincha mediante un dispositivo neumático y que mide la presión del aire dentro del mismo. Además, incorpora un sensor que detecta los latidos del corazón en los vasos sanguíneos del brazo. El sensor de latidos no es capaz de detectar los latidos cuando la presión del brazalete es demasiado alta o demasiado baja. Si el brazalete ejerce una presión muy alta, impide el paso de la sangre por los vasos sanguíneos comprimidos bajo el brazalete, y ni siquiera la presión sistólica es suficiente para transmitir al sensor el latido del corazón. Si ejerce una presión demasiado baja la sangre circula de manera continua, sin transmitir la señal de los latidos al sensor. Sólo cuando la presión del brazalete es intermedia se detectan los latidos del corazón, gracias a que la sangre circula bajo el brazalete cuando se encuentra a la presión sistólica (alta), que logra ensanchar los vasos sanguíneos contra la presión del brazalete, y a que la presión del brazalete vuelve a comprimir el vaso sanguíneo cuando éste se encuentra a la presión diastólica (baja). Así pues, el latido se detecta como un cambio de presión de las arterias comprimidas contra el brazalete, sólo cuando la presión del brazalete está entre los valores de presión sistólica y diastólica.

El brazalete se ajusta alrededor del brazo con un velcro, y al iniciarse la medida se hincha hasta una presión superior a la presión sistólica (o sea, se hincha hasta que no se detecten los latidos del corazón bajo la presión del brazalete). Así, mientras la presión del brazalete sea más alta que la presión sistólica (la máxima presión que ejerce el corazón), la sangre no circula por los vasos sanguíneos localizados bajo el brazalete, y el sensor de latidos del corazón no detecta cambios de presión en los vasos sanguíneos comprimidos. El tensiómetro deja salir lentamente el aire mediante una válvula, midiendo continuamente cómo baja la presión del brazalete. Cuando la presión del brazalete se iguala a la presión sistólica, el latido del corazón vuelve a detectarse, porque la sangre puede pasar por los vasos bajo el brazalete cuando la presión es alta (sistólica), pero no cuando es baja (diastólica), y el valor de presión se almacena en la memoria digital del aparato. La presión del brazalete continúa bajando, llegando un momento en que es tan baja que no se detectan los latidos en el vaso sanguíneo; esto sucede cuando la presión del brazalete se hace igual o menor que la presión diastólica, así que este dato de presión mínima se almacena también como la lectura de presión diastólica.

Esfingomanómetro y estetoscopio

Esfingomanómetro y estetoscopio

Clásicamente la tensión se determinaba de manera manual con un estetoscopio y un esfingomanómetro que se hinchaba con una perilla de goma, pero el funcionamiento básico era el mismo: se usaba el estetoscopio para detectar los latidos del corazón, anotándose como presión sistólica y diastólica los valores máximo y mínimo entre los cuales se olían los latidos del corazón al circular la sangre bajo el brazalete.

Precauciones para la correcta lectura de la tensión arterial

El paciente debe encontrarse tranquilo en el momento de tomar la lectura de la presión. La presión sanguínea se altera fácilmente por factores emocionales, por lo que se recomienda tranquilizar al paciente previamente a la lectura de la tensión. Frecuentemente se critica el uso de los tensiómetros digitales domésticos alegando que no son tan fiables las lecturas que se hacen en casa como las que hace un profesional. De acuerdo, es verdad. Pero tampoco es fiable la lectura que lleva a cabo un profesional que no cuida la comodidad del paciente ni se preocupa de que éste esté relajado en el momento de tomarle la tensión, o en el caso de pacientes fácilmente impresionables, como le pasa a mi madre, que se angustian por la sola presencia del médico (fenómeno conocido coloquialmente como síndrome de la bata blanca).

Tensiómetro de muñeca

Tensiómetro de muñeca

El brazalete debe colocarse en el brazo a la altura del corazón, para evitar efectos de presión debidos a la diferencia de altura entre el corazón y el vaso donde se lleva a cabo la medida. Así la lectura de presión dará cuenta de las presiones máxima y mínima que experimentan los vasos que rodean el corazón. Si el paciente deja caer el brazo o contrae el músculo la presión de la sangre aumentará.

Hay que evitar ejercer presión adicional sobre el brazalete, para que la lectura de presión sea lo más fiable posible. Por la misma razón, se aconseja pedir al paciente que no hable ni se mueva. ¡Sin agobiarlo!

Ciclo circadiano de la tensión

Ciclo circadiano de la tensión

Hay que tener en cuenta que la presión de la sangre sufre cambios de manera natural a lo largo del día. Por ejemplo, sube después de las comidas y baja en periodos de ayuno. También se modifica por la ingesta de algunos alimentos o fármacos. Así, por ejemplo, la tensión sube tras el consumo de sal, café, tabaco, vino, alcohol, o en situaciones de estrés, y baja tras la ingesta de aspirina. Así que para comparar la tensión a lo largo de varios días, hay que tomarla siempre a la misma hora y en las mismas condiciones.

Factores que influyen en la tensión

Factores de riesgo: tabaco, snacks, obesidad, sedentarismo

Factores de riesgo de hipertensión

La tensión arterial se puede alterar por muchas causas. Como valores de referencia, se considera que un adulto en reposo debe presentar una presión sistólica de 90-120 mm Hg y una presión diastólica de 60-80 mm Hg. Estos valores suelen elevarse transitoriamente por la actividad física, tras la ingesta de alimento o por factores emocionales, y disminuyen ligeramente durante el sueño. El exceso de sal (patatas fritas, snacks), grasas (frutos secos, bacon, fritos) o alcohol en la dieta hace que el organismo retenga un mayor volumen de agua, y que el volumen de sangre circulante sea algo mayor, lo que aumenta la presión. Las sustancias excitantes (café, té, regaliz, cacao, ginseng), la obesidad, la falta de ejercicio o el estrés pueden elevar la tensión. Cuando el organismo no consigue mantener la tensión arterial en los límites normales, se habla de hipertensión. Éste es uno de los principales factores de riesgo cardiovascular, junto con el colesterol, la obesidad y el tabaquismo.

Una tensión arterial constitutivamente baja no conlleva un riesgo tan grande para la salud, aparte de la posibilidad de algún desmayo ocasional (sobre todo tras varias horas de ayuno). De hecho la tensión baja constituye una garantía de que no se va a sufrir un infarto. Para evitar problemas derivados de la hipotensión, conviene tomar bebidas con cafeína entre comidas, para evitar la caída de tensión tras horas de ayuno (café o té a media mañana o a media tarde).

Bebidas energéticas

Bebidas energéticas: mucha cafeína + muchas sales minerales = un atajo para el infarto

Una manera de combatir la tensión alta es evitar el consumo excesivo de sal, grasas y excitantes (nada de patatas fritas, snacks, fritos; moderar la cafeína y el alcohol, evitar las bebidas energéticas de cafeína y sales, que son una verdadera bomba); conviene también llevar hábitos de vida saludables (hacer ejercicio y comer fruta y verdura fresca, nada de tabaco); finalmente, también evitar el estrés(tomar la vida con tranquilidad y descansar bien).

Detección y tratamiento

Para detectar la hipertensión hay que realizar mediciones periódicas de la tensión. Esta práctica es muy sencilla, no tiene complicaciones y es barata, sólo hay que acudir al médico o a la farmacia y solicitarlo.

Los hábitos de vida saludables pueden ayudar en gran medida a prevenir la hipertensión, pero la enfermedad también depende de factores genéticos y ambientales que escapan a nuestro control. Una vez diagnosticada la hipertensión, debe tratarse mediante la ingesta de un fármaco en pastillas, bajo prescripción médica. El tratamiento en pastillas no debe suprimirse una vez que la tensión vuelve a estar controlada, sino que generalmente debe seguir tomándose de por vida, a no ser que el médico indique lo contrario. El tratamiento farmacológico no es suficiente para controlar la tensión: hay que realizar mediciones periódicas para monitorizar la evolución de la enfermedad, y eliminar todos los malos hábitos que se han descrito (el tabaco, el alcohol, el café y demás excitantes, exceso de grasas y sal de la dieta, el sedentarismo, el estrés).

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Bienvenidos

Publicado el 27/07/2011 por Guillermo

La aburrida primera entrada de un blog suele ser un mensaje de bienvenida o una delaración de intenciones. Pues en este blog no será muy diferente, ¡sólo espero que no os aburra mucho! Quiero simplemente invitaros a participar con vuestros comentarios y dudas, así como con propuestas de temas que os gustaría que se tratasen aquí para aclarar ideas o conceptos que queden ambiguos en las noticias que encontréis sobre ciencia en los medios de comunicación.

Frecuentemente las noticias sobre ciencia nos llegan redactadas por periodistas que carecen tanto de formación científica como de un asesoramiento serio. Y lo digo con todo el respeto que se merecen, o sea el que cada uno se merezca (que es poco en el caso de quien tiene la responsabilidad y el deber de informarse e informar, y en lugar de eso desinforma por no buscar el debido asesoramiento).

¡Disfrutad la visita! Y dejad comentarios, ¡no seáis tímidos!

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