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Revisión de la oxidación y reducción desde el punto de vista biológico

Transcripción del video

lo que quiero hacer en este vídeo es repasar lo que hemos aprendido de nuestras clases de química sobre la oxidación muy bien sobre la oxidación y también de digamos lo contrario a la oxidación que es la reducción verdad tenemos también la reducción y a partir de esto ver que lo que hemos aprendido en nuestras clases de química se relaciona digamos desde el punto de vista de un biólogo o de un químico verdad cómo se utilizarían estas palabras que ya hemos utilizado en clases de química y espero que de hecho veamos que en realidad es la misma cosa verdad así que en realidad va a ser más bien una especie de repaso verdad y si y si viste los vídeos de química verdad la lista de vídeos de química podríamos pensar a la oxidación como no sé podríamos simplemente simplificarlo diciendo que es pero verdad pero podríamos digamos leerlo así como que la pérdida y voy a poner pérdida entre comillas verdad la pérdida electrones de electrones es oxidación muy bien entonces la pérdida de electrones es oxidación y en realidad pongo estas comillas verdad porque no necesariamente está ocurriendo que estemos perdiendo electrones verdad pero bueno también hemos hablado de la reducción la reducción lo podríamos escribir como como here verdad here here y significaría que la ganancia verdad y otra vez estamos utilizando comillas porque no es no es tal cual necesariamente que sea una ganancia de verdad la ganancia de electrones electrones es reducción ganancia de electrones es reducción ahora porque hemos puesto estas comillas bueno en realidad no es que estemos necesariamente ganando o perdiendo electrones lo que pasa es que en algún átomo o alguna parte de la molécula está acaparando los electrones y la razón por la cual se le llama reducción verdad es porque si estamos ganando electrones digamos en nuestra nuestra carga se va a reducir verdad y la razón por la cual le llamamos oxidación a este lado es porque tendemos a perder electrones hacia el oxígeno y eso es digo no necesariamente tiene que ser con el oxígeno verdad podría ser cualquier otro átomo que acapare electrones verdad y vamos a ver un ejemplo muy bonito para que sea esto mucho más concreto muy bien así que digamos que tenemos digamos hidrógeno molecular verdad vamos a tomarnos dos moles de hidrógeno molecular y digamos este está en un estado gaseoso y digamos puedo hacer una combustión con oxígeno molecular entonces vamos a agregar oxígeno molecular esto está en estado gaseoso vamos a hacer una combustión y lo que ocurre verdad es que de hecho esto va a producir una gran explosión cierto como lo que ocurrió en hindenburg verdad simplemente llenaron como un globo digamos con mucho hidrógeno y con una pequeña chispa verdad pues al exponerse vamos a tener una gran explosión verdad pero en este proceso por cada mol digamos de oxígeno molecular si tenemos dos moles de hidrógeno molecular vamos a producir dos moles de agua verdad h2o muy bien más bueno vamos a tener que producir también muchísimo calor verdad y lo voy a poner justamente en mayúsculas por este hecho y entonces literalmente esta reacción va a ser una explosión verdad entonces ahora lo que quiero ver es exactamente determinar qué es lo que se está oxidando y qué es lo que se está reduciendo así que en esta situación tenemos el hidrógeno y cómo se vería en este caso el hidrógeno se vería justamente así verdad tenemos un enlace entre dos hidrógenos están cada uno compartiendo un electrón con el otro así que digamos que ambos pueden pretender que su orbital 1 s está completamente lleno verdad así que en realidad no están perdiendo electrones con respecto al otro no están digamos acaparando los electrones del otro hidrógeno así que podríamos pensar que tienen un estado de oxidación neutro verdad simplemente no han ganado ni perdido electrones solo lo comparten y lo mismo es cierto para este oxígeno molecular verdad aquí tenemos un doble enlace entre los dos átomos de oxígeno verdad simplemente son dos oxígenos no hay ninguna razón por la cual uno podría ganar o perder electrones con respecto al otro verdad sí así que si nos vamos del otro lado de la ecuación verdad ocurren cosas bastante interesantes que tenemos por ejemplo que el oxígeno el oxígeno está unido estado digamos a estos dos átomos de hidrógeno y la forma en la que pensamos esto es que el oxígeno está acaparando cada uno de los electrones de estos dos hidrógenos así que el hidrógeno tiene un electrón en su capa de valencia verdad y el trato digamos cuando hacemos un enlace covalente es es que nosotros tenemos un electrón y me das un electrón a cambio y entonces en realidad estamos completando un par verdad pero nosotros sabemos o al menos podemos repasar que el oxígeno es mucho más electro negativo que el hidrógeno verdad y entonces aquí tenemos lo que teníamos anteriormente de nuestro vídeo de la respiración celular verdad tenemos una molécula de glucosa y ahorita vamos a ignorarlo por un rato simplemente vamos a conectarlo todo esto después en un vídeo posterior verdad pero si nos fijamos en nuestra tabla periódica si nos estamos fijando en nuestra tabla periódica y recordamos todo lo que hemos visto en la lista de vídeos de química verdad la electro negatividad aumenta a medida que nos vamos moviendo hacia la esquina superior derecha verdad estos elementos de aquí digamos son los más electro negativos muy bien estos estos elementos de aquí lo voy a marcar un poquito mejor estos que tenemos aquí son los más electro negativos mientras que los que se encuentran de este lado son los menos electro negativos verdad así que todo lo que significa la electro negatividad es que nos gusta acaparar electrones y vamos a notar eso entonces la electro negatividad electro negatividad o si un átomo es electro negativo es porque le gusta acaparar electrones acapara electrones acapara electrones en nuestro caso aunque el oxígeno y el hidrógeno verdad estén en un enlace covalente verdad para formar el agua están compartiendo electrones en realidad el oxígeno es mucho más electro negativo que el hidrógeno verdad entonces le va a gustar digamos a acaparar esos electrones y de hecho va a tomar por ejemplo si nosotros tomamos otros elementos de este lado derecho verdad y si los unimos con algunos tipos que se encuentran del lado izquierdo esto es de la derecha verdad como son más electro negativos que los de la izquierda en realidad van a robar completamente el electrón verdad no sólo lo van a acaparar digamos por el por un mayor periodo de tiempo sino si lo van a tomar completamente pero bueno cuando hablamos de la electro negatividad simplemente significa que los electrones verdad tenderán a pasar alrededor de cierto átomo verdad así que cuando nos fijamos en el enlace entre el hidrógeno y el oxígeno verdad vimos en la tabla periódica que el oxígeno es muy más electro negativo y por lo tanto los electrones tenderán a pasar más tiempo cerca del oxígeno verdad de hecho aprendimos que se crea una carga parcial negativa en este lado de la molécula de agua verdad crea y por otro lado crea cargas parciales positivas de este otro lado de la molécula en donde se encuentran los hidrógenos y de vez en cuando entonces los electrones estarán pasando alrededor de los hidrógenos cuando hablamos de digamos la oxidación y la reducción verdad en realidad no es que estemos pensando en cargas parciales verdad sí sí digamos un uno de estos se está acaparando los electrones digamos mucho más tiempo para fines de estudiar los estados de oxidación vamos a suponer que en realidad tomo los electrones así que para un estado de oxidación vamos a suponer que el oxígeno en el agua tiene los electrones verdad y le vamos a dar un estado de óxidos de oxidación - 2 vamos a escribirlo aquí el oxígeno tiene un estado de oxidación de 2 - de hecho esta es la convención verdad vamos a describir la carga ya sea positiva o negativa después de el número verdad de estados de oxidación así que esto es para que no te confundas cuando hablamos de las cargas reales que tiene el átomo verdad así que este es uno dos menos verdad porque desde el punto de vista de la oxidación en realidad está tomando los electrones verdad y entonces está ganando esos dos electrones uno por cada uno de estos hidrógenos de ahí es que poníamos eso de ganar o perder electrones entre comillas no es que como tal los esté ganando o perdiendo simplemente los está acaparando y en general cuando el oxígeno se está uniendo digamos con otro átomo que no es oxígeno verdad u otro elemento que no es oxígeno tenderá a tener un estado de oxidación de 2 - ahora vamos a escribir esto con comillas verdad en realidad pensamos que pensamos que ganó dos electrones dos electrones otra vez de donde ganó esos electrones pues de los electrones del de cada uno de estos hidrógenos cierto ok entonces si y si el oxígeno ganó los electrones de estos hidrógenos por otro lado cada uno de estos tipos perdió un electrón verdad así que el estado de oxidación de cada uno de ellos va a ser uno más el estado de oxidación de cada uno va a ser uno más así que en general decimos que al hacer una combustión del hidrógeno con el oxígeno verdad los hidrógenos digamos antes estos dos hidrógenos tenían un estado de oxidación neutro verdad un estado de oxidación cero y ahora tienen un estado de oxidación uno más simplemente porque perdieron los electrones verdad han perdido los electrones y por eso es que tienen este nuevo estado de oxidación al ser digamos al unirse con el oxígeno así que podríamos concluir de aquí y el hidrógeno se ha oxidado así que vamos a escribirlo de aquí podemos concluir que el hidrógeno el hidrógeno se ha oxidado se ha oxidado eso es cuando hablamos del hidrógeno verdad y ahora porque se ha oxidado bueno eso es porque antes era capaz de digamos compartir sus electrones de forma adecuada pero al unirse con el oxígeno verdad que está acaparando los electrones entonces el hidrógeno está perdiendo esos electrones hacia el oxígeno verdad así que se está oxidando similarmente si el hidrógeno se ha oxidado podemos concluir entonces que el oxígeno el oxígeno se ha reducido reducido se ha reducido y porque se ha reducido bueno justamente cuando teníamos esta molécula de oxígeno verdad gaseoso en realidad no estaba ni perdiendo ni ganando electrones pero cuando se ha unido con otro elemento con una electro negatividad más baja verdad inmediatamente empieza a acaparar los electrones y entonces pensamos que está ganando esos electrones así que en realidad podemos pensar que esa carga hipotética se está reduciendo por dos verdad y si quisiera de hecho digamos considerar todos los electrones verdad porque cuando estamos hablando de pérdida y ganancia de electrones podríamos escribir dos semi reacciones verdad y esto es más que nada un pequeño repaso de las clases de química verdad pero nunca nunca le hace daño a nadie digamos verlo de nuevo verdad así que vamos a recordar todo esto en la lista de vídeos de biología de para que digamos puedas refrescar su memoria con todo este material así que vamos a escribir dos semi reacciones podríamos pensar que si empezamos con dos moles de hidrógeno molecular teníamos dos moles de hidrógeno molecular y si no tenía digamos algún estado de oxidación o más bien su estado de oxidación eran neutro verdad entonces podríamos poner un cero aquí arriba verdad si quisiéramos pero bueno del otro lado que es lo que vamos a obtener vamos a obtener dos moles de hidrógeno verdad de h2 pero en este caso tienen un estado de oxidación distinto en este caso tienen un estado de oxidación uno más o bien otra forma de pensarlo desde la siguiente forma que tenemos en realidad cuatro hidrógenos aquí verdad con un estado de oxidación uno más de hecho así es como lo voy a poner voy a poner que tenemos cuatro hidrógenos aquí tendríamos cuatro hidrógenos cada uno de ellos tiene un estado de oxidación uno más y cada uno de esos hidrógenos ha perdido un electrón así que estamos perdiendo en total 4 electrones verdad entonces está semi reacción que tenemos aquí nos está diciendo que el hidrógeno se oxida el hidrógeno se óxido bien el hidrógeno se óxido y esa es la semi reacción para el hidrógeno y ha perdido 4 electrones ahora si quisiéramos escribir la otra semi reacción verdad es decir estaríamos pensando en el oxígeno nosotros teníamos oxígeno molecular y ahora en este caso está ganando 4 electrones verdad son los 4 electrones que perdió el hidrógeno verdad entonces qué es lo que nos va a dar esto esto nos va a dar 2 oxígeno es verdad pero estos oxígenos ahora tienen un estado de oxidación distinto que es 2 - entonces lo que aquí nos está diciendo es que el oxígeno se redujo oxígeno redujo muy bien hasta aquí todo fue muy bueno fue un repaso pequeño de lo que hemos aprendido en clases de química y ahora vamos a hacer un poquito las cosas más confusas verdad porque voy ahora introducirte a cómo ve un biólogo la oxidación y la reducción así que digo no siempre es el caso a veces los biólogos también utilizan la definición que hemos aprendido en las clases de química verdad pero digamos un biólogo o en algunos textos de libros de textos de biología digamos van a van a decir que la oxidación es la pérdida de átomos de hidrógeno verdad y esto de hecho solía confundirme mucho así que vamos a escribirlo vamos a escribir esa definición que usan a veces los biólogos y es que la oxidación la oxidación es pérdida es pérdida de átomos de hidrógeno átomos átomos de hidrógeno muy bien y por el contrario entonces la reducción la reducción la reducción es ganancia en este caso sería ganancia no de electrones sino en este caso sería ganancia de átomos átomos de hidrógeno muy bien y en unos momentos te voy a decir por qué estas definiciones son completamente compatibles y en realidad esto es digamos porque en el en el mundo biológico verdad vamos a poner que todo esto sería en el mundo biológico esto sería en el mundo biológico en el mundo biológico tenemos que el hidrógeno digamos puede unirse a digamos otro tipo de átomos por ejemplo se puede unir con el carbono se puede unir con el oxígeno se puede unir con el nitrógeno y se puede unir con el fósforo verdad entre otros y si nos fijamos en la tabla periódica vamos a regresar a la tabla periódica aquí tenemos otra vez el carbono el nitrógeno el oxígeno verdad y también tenemos el fósforo entonces el hidrógeno se puede unir con todos estos y si vemos en realidad el estos estos cuatro elementos son mucho más electro negativos que el hidrógeno así que si digamos tuviéramos un carbono verdad que éste aunque estuviera unido con un hidrógeno entonces en este caso el carbono está acaparando el electrón verdad luego si ese hidrógeno digamos se transfiere digamos a un oxígeno verdad junto con el electrón entonces el carbono estaría perdiendo el hidrógeno verdad el átomo de hidrógeno pero en realidad también estaría perdiendo el electrón que estaba acaparando antes verdad entonces ahora el oxígeno es quien está acaparando el electrón así que estás en realidad son definiciones consistentes y la razón digamos por la cual quería mostrarte este ejemplo que digamos hicimos aquí abajo es porque la definición biológica de oxidación y reducción no aplica aquí digo si podríamos decir bueno el oxígeno definitivamente está ganando hidro átomos de hidrógeno verdad en esta reacción definitivamente se está reduciendo desde ese punto de vista pero desde el punto de vista biológico verdad no podríamos decir que el hidrógeno está perdiendo hidrógenos aquí verdad en esta situación el hidrógeno solo está perdiendo electrones verdad no es como que se esté perdiendo a sí mismo digo podríamos pensar que si se está perdiendo a sí mismo verdad porque está digamos siendo tomado por el oxígeno pero en resumidas cuentas desde la definición biológica tenemos la misma idea verdad cuando el hidrógeno está unido con otras cosas verdad en compuestos biológicos tiende a ceder electrones verdad así que si un carbono pierde un hidrógeno en realidad está digamos por ejemplo cediendo lo a un oxígeno verdad entonces el carbono va a perder el electrón del hidrógeno que estaba acaparando verdad y ahora el oxígeno lo está acá así que el carbono se estaría oxidando verdad y el oxígeno y el oxígeno estaría siendo reducido espero que esto no te haya confundido mucho en el próximo vídeo voy a mostrarte un par de ejemplos más verdad y toda la razón por la cual estoy tratando de decir esto es porque quiero aplicarlo a la respiración celular verdad así que esto es para que no nos confundamos cuando las personas nos digan que el nada verdad se está reduciendo cuando digamos toma un hidrógeno o que se está oxidando cuando pierde un hidrógeno verdad y así sucesivamente sólo quería que vieras que estás dos definiciones que hemos aprendido en las clases de química y con la que ahora estamos dando desde el punto de vista biológico son completamente compatibles
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