Difusión y ósmosis

en este vídeo quiero cubrir varios temas que están todos relacionados y en cierto nivel son muy simples pero en su conjunto tienden a confundir a la gente así que espero tener algunos avances con todos ustedes así que un buen lugar para empezar es imaginar que hay algún tipo de contenedor digamos aquí tienen ustedes un contenedor aquí y que dentro hay moléculas de agua voy a ponerlas con este color digamos morado tenemos entonces aquí moléculas de agua tengo un montón de moléculas de agua y además voy a tener muy algunas moléculas de azúcar ok digamos por por sentar ideas algunas moléculas de azúcar que ahí tienen sus moléculas de azúcar y todas estas moléculas están rebotando con entre ellas este están están chocando están frotando que hay entonces en este tipo de situación vamos a tener que va a haber más agua ok vamos a tener mucha más agua vamos a hacerlo un poquito más claro tenemos muchas más moléculas de agua en este contenedor ok entonces y vamos a tener voy a ponerlo entre comillas voy a ponerlo más porque en realidad estamos pensando en concentraciones de sustancias ok y quizás si no estás aún muy relacionado con los términos de mol de moles de polaridad y demás bueno pues puede que te esté confundiendo así que mejor vamos a dejarlo en términos muy muy coloquiales como que hay más agua ok en este caso el agua es que se dice que es un solvente aunque el agua es el solvente muy bien la sustancia que hay digamos que que tiene mayor concentración en donde es que se presenta más esa es a la que le vamos a llamar el solvente en otro caso tenemos el azúcar el azúcar no va a ser solvente si no se le va a conocer como soluto es el soluto muy bien y en ese caso donde tenemos mucha más agua que azúcar decimos que el azúcar se ha disuelto en el agua entonces el azúcar se ha disuelto se ha disuelto en el agua muy bien entonces otra vez cuando decimos que el azúcar se ha disuelto en el agua cuando el azúcar está en menor concentración o hay menos azúcar que agua en este contenedor y por ser que por por por ser o por tener menor concentración el azúcar se le conoce como absoluto y al agua como solvente entonces cuando uno tiene este tipo de digamos de mezcla entre agua y azúcar le vamos a llamar que es una solución muy bien a todo esto a este contenedor con el agua y el azúcar le vamos a llamar solución muy bien entonces las soluciones tienen un solvente que en nuestro caso es el agua tienen un soluto que en nuestro caso es el azúcar y bueno todo esto puede ser alguna especie de repaso para ustedes pero yo voy a hacerlo por una razón porque quiero hablar de una idea de una idea muy importante y que es la idea de difusión voy a hablar de son muy bien y volveremos en un momento al agua y el azúcar especialmente al agua entonces ahora vamos a suponer que tenemos un contenedor aquí digamos tenemos un contenedor aquí y para sentar ideas no no no voy a poner ahorita agua y demás digamos que tenemos algunas moléculas de alguna de algún gas no sé este digamos que pueden ser oxígeno digamos que que son moléculas de oxígeno muy bien y digamos que esta es la configuración actual de las moléculas en este espacio negro pues hay vacío no hay nada muy bien y bueno esto está actuando con cierta temperatura las moléculas están chocando tienen la energía cinética eso quiere decir que las moléculas están se están moviendo muy bien todas estas se están moviendo y bueno éstas también están chocando y van iban rebotando al azar digamos que hay unas con las otras y por supuesto que las que están de este lado es más probable que reboten entre ellas y se vayan hacia otra dirección digamos si estas que están aquí a la izquierda y abajo empiezan a rebotar estás con mayor probabilidad van a ir alejándose hasta ocupar el espacio de arriba a la derecha ok entonces en general todo este movimiento nos va a dar una nueva configuración de cómo están distribuidas las moléculas entonces estas de aquí tienden a ocupar nuevos espacios y empiezan a llenar este este espacio nuevo así que con el tiempo estas moléculas que estaban sobretodo concentradas más hacia hacia esta esquina inferior empiezan a rebotar y ahí empiezan digamos a llegar hasta a un equilibrio y no voy a entrar mucho en detalle de lo que el equilibrio significa podrás ver los vídeos de termodinámica si tienes si tienes interés por saber de este tipo de cosas pero al final lo que el contenedor va a tener es una configuración como esta digo no no se puede garantizar que va a ser de esta forma o que no va a regresar a esta otra hay cierta probabilidad de que eso ocurra pero esencialmente en términos estadísticos u otro probabilísticos al final la distribución va a quedar bastante bastante bien repartida y esto y esto es de lo que se trata la difusión y realmente solo es la difusión de partículas o de moléculas digamos de una baja concentración perdón de una alta concentración aquí están concentradas en digamos en este sector y se van moviendo a zonas donde hay una menor concentración ok esencialmente esto es lo que nos está diciendo la difusión ok y la concentración se puede medir por ejemplo en en moles la moral molar y that perdón y molar modalidad y todas estas ideas pero las ideas son sencillas en realidad estamos calculando cuánto digamos el número de partículas que hay por unidad de área o de espacio muy bien y aquí tienes por ejemplo aquí aquí tienes nada mientras que aquí tienes muchas partículas con bajas y que juntas en una pequeña proporción de espacios entonces pueden imaginar otros experimentos como éste por ejemplo vamos a hacer una solución vamos a hacer algo como esto vamos a cambiar un poco nuestro contenedor digamos ahora vamos a tener dos contenedores aunque aquí va a estar un contenedor de hecho vamos a regresar un poco a la idea que teníamos de la solución muy bien y aquí vamos a tener otro contenedor muy bien esencialmente piensen que son contenedores iguales y aquí vamos a tener una especie de puente vamos a tener una especie de puente entre estos dos contenedores muy bien aquí aquí por supuesto estábamos hablando de de gases aquí vamos a regresar a nuestro ejemplo de la solución aquí tenemos muchas moléculas de agua muchas moléculas de agua por supuesto aquí estamos haciendo dibujos sencillos pero estamos pensando en millones y millones de moléculas de agua muy bien entonces digamos que tenemos estos dos contenedores con agua y que están a la misma a la misma altura que son idénticos y ahorita solo vamos a tener moléculas de agua entonces todas estas están rebotando alrededor digamos en direcciones aleatorias están rebotando de esta forma y entonces lo que puede pasar es lo siguiente no hay una presión que varía mucho y digo que no varían mucho porque la altura es esencialmente la misma verdad entonces estas moléculas pueden pasar de la izquierda a la derecha muy bien pueden estar aquí en medio también ahora lo que vamos a hacer es agregar un soluto en este en este esquema muy bien entonces digamos que vamos a regresar a nuestra idea de las moléculas de de azúcar y digamos que tenemos estas estas cuatro moléculas muy bien y éstas también tienen una energía cinética que está provocando que se estén moviendo muy bien entonces éstas se están moviendo con cierta velocidad cierta dirección y lo que vamos a hacer lo que vamos a pensar es qué pasa cuando tenemos todo el soluto de este lado entonces el sistema va a ser que las moléculas de agua de esta se están moviendo libremente y pueden ir de de derecha a izquierda o pueden ir de derecha de perdón de izquierda a derecha estas moléculas de azúcar también están rebotando con cierta velocidad con todas con todo lo que caracteriza el movimiento de las partículas y puede ser que eventualmente digamos por cierta probabilidad como este túnel digamos o este puente es suficientemente amplio para que estas moléculas pasen puede ser que una de ellas digamos esta de aquí esta de aquí que tenemos digamos que es justo está apuntando hacia el túnel se empieza a mover a mover a mover y atraviesa este túnel que conecta los dos contenedores ok y entonces si lo atraviesa terminará por ejemplo aquí correcto entonces éste ya no estará aquí y ahora terminará de este lado ok entonces eso fue para que pasara uno de estos de estos de estas moléculas de azúcar y pero eventualmente puede dejarse pasar el tiempo y a lo mejor éste termina rebotando hasta que también llega a este lado del contenedor o este contenedor digamos muy bien entonces lo que pasó al final es que con cierta probabilidad que es muy alta las moléculas del soluto quedan bien distribuidas entre ambos contenedores muy bien aquí por supuesto tenemos cuatro un ejemplo de cuatro moléculas pero en realidad estamos hablando de millones y millones entonces a la larga lo que ocurre es que en ambos contenedores quedan aproximadamente la misma concentración de moléculas de soluto ok por supuesto aquí la probabilidad de que éste regrese pues también es muy alta por eso estamos hablando de millones de moléculas ok si tienes tiempo suficiente terminan a la misma digamos con la misma concentración de ambos lados pero qué fue lo que ocurrió aquí lo esencial es que de todos modos en este proceso hemos pasado de un contenedor con alta concentración a un contenedor de baja concentración muy bien aquí teníamos cuatro y terminamos con dos entonces es la idea de la difusión muy bien entonces todo esto es la misma idea de la difusión pero hablando en soluciones ok esto fue la difusión y solo para ir aprendiendo otras palabras importantes con respecto a estos procesos de difusión nosotros cuando empezamos con cuatro moléculas estaba teníamos una muy alta concentración muy bien tenemos una concentración de cuatro moléculas mientras que aquí había nada de moléculas de azúcar entonces decimos que esta solución esta solución de la izquierda cuando teníamos cuatro estaba era una concentración alta por supuesto era concentración alta y eso tiene un nombre decimos que es una solución hipertónica vamos a vamos a ponerlo así solución hipertónica hiper tónica entonces qué significa una solución hipertónica que había mucha concentración del soluto ahora qué fue lo que ocurrió después después tuvimos que había una concentración bueno más bien al inicio teníamos una concentración menor del lado derecho verdad no teníamos una concentración baja digamos no teníamos moléculas de azúcar y en ese caso decimos que la solución que había del lado derecho era una solución hipotónico tipo tónica muy bien entonces quizás tú ya has oído este tipo de prefijos en el hiper y el hipo cuando uno dice hiper de está diciendo que hay mucho de algo y cuando uno dice hipo está diciendo que hay muy poco de algo por ejemplo a lo mejor tú tienes algún familiar que que es hipertenso es decir que tiene hipertensión quiere decir que su presión es muy alta o que puede ser que tengas un familiar hipotenso y quiere decir que su presión es muy baja entonces estos dos prefijos son bastante útiles para reconocer algunas propiedades de los sistemas sobre todo que estamos hablando en biología y en química muy bien entonces en general así como tuvimos la difusión aquí no no había alguna barrera digamos que que editará el paso de las sustancias entonces tendremos que el soluto se moverá desde una concentración hipertónica aunque ya una solución hipertónica a una solución hipotónico es decir estamos diciendo que de donde hay una concentración alta la solución se va a difundir para transportarse hacia dónde está la concentración baja muy bien ahora vamos a hacer un experimento interesante aquí hemos hablado de difusión y hasta ahora hemos estado hablando de la difusión del soluto muy bien estamos pensando que el soluto es el que se está difundiendo y en general este no siempre es el caso si si si quieres ser lo más general posible el soluto bueno vamos a hacer este experimento para expresar estas ideas que tengo que enseñarles vamos a bajar un poco entonces digamos ahora que tienen ustedes un medio digamos un medio en donde hay mucha agua muy bien entonces tenemos mucha agua muchas moléculas de agua aquí ahí tienen sus moléculas de agua y vamos a pensar que aquí hay una especie de membrana hay como una hay una región delimitada por esta membrana muy bien entonces por supuesto aquí el agua está muy concentrada afuera pero también hay agua adentro ok entonces vamos a poner que hay agua dentro de esta de esta membrana entonces esta membrana va a corresponder al caso que teníamos de nuestro contenedor aquí tenemos un contenedor de que tiene agua y lo que está fuera de la membrana le vamos a llamar el ambiente externo muy bien entonces tenemos el ambiente externo y también tenemos un ambiente interno y así es como definimos digamos este sistema de una membrana muy bien entonces el agua puede entrar y salir puede entrar y salir a través de esta membrana puede entrar y salir a través de esta membrana pero si nosotros agregamos un soluto digamos vamos a pensar en nuestras moléculas de azúcar digamos que se encuentren únicamente en el interior esta membrana vamos a pedirle que tenga una propiedad de que no deje salir a las a las moléculas de azúcar digamos pueden pensar que el túnel que teníamos acá arriba era mucho más angosto y no permitía pasar a las moléculas de azúcar muy bien entonces estas se van a quedar dentro de la membrana y vamos a decir vamos a seguir con el ejemplo de que el soluto es así que tenemos agua en el exterior y también dentro de la membrana y tenemos las moléculas de azúcar dentro de la membrana por supuesto el solvente no necesariamente tienen que ser agua puede ser por ejemplo aire puede ser no sé quizás mercurio pero para fines biológicos y químicos generalmente el soluto es agua muy bien entonces lo que tenemos son muchas más moléculas de agua y estoy tratando de mostrar lo siguiente esta membrana tiene la propiedad de ser semipermeable ok entonces la membrana es semi permeable semi permeable nuevamente esto nos está diciendo que si deja pasar las moléculas de agua de un lado a otro pero no deja a otras moléculas como las del azúcar muy bien entonces vamos a notar esas propiedades el agua puede pasar el agua puede pasar pero pero el azúcar no el azúcar a azúcar no puede no puede pasar a través de la membrana eso puede ser digamos vamos a hacer un zoom vamos a vamos a acercarnos mucho digamos esto es lo que veríamos en la membrana digamos que esta es la pared de la membrana y tiene algunos agujeros por donde puede pasar el agua muy bien entonces por acá tendremos en el medio exterior tendremos moléculas de agua tendremos moléculas de agua y también tendremos moléculas de agua en el interior pero quedamos que en el interior digamos esta es la parte interior tenemos además moléculas de azúcar entonces aquí puede que tengamos nuestras moléculas de azúcar muy bien ahí lo tienen y estamos pensando que aunque se estén moviendo y tengan una velocidad y estén chocando contra todas las otras moléculas de agua o de azúcar en realidad éstas no pueden pasar por estos orificios así que vamos a empezar a utilizar nuestra terminología digamos este que ya hemos desarrollado quiere decir que el interior de esta membrana es una solución hipertónica verdad aquí del lado interior es una solución hipertónica mientras que del lado exterior es hipotónico verdad y fotónica esto corresponde aquí a hipo tónica aquí afuera muy bien entonces recordando que el azúcar es nuestro absoluto y el agua es nuestro disolvente la membrana semipermeable muy bien entonces por supuesto el exterior tiene una menor concentración de soluto por eso es que le llamamos hipo tónica ahora si estás estás está digamos estos orificios fueran lo suficientemente grandes por efectos de la difusión estas moléculas podrían salir y entrar salir y entrar y a la larga estarán en la misma proporción de hecho sabríamos que irían esencialmente de la de la zona hipertónica a la zona hipotónico pero como los orificios son mucho más pequeños entonces va a pasar algo interesante lo que va a ocurrir es que estas moléculas aunque aunque el agua si puede entrar y salir digamos el agua así puede entrar y salir lo que va a ocurrir es que estas moléculas de azúcar puede ser que estén concentradas en en determinado momento en los orificios en donde el agua puede salir entonces el agua al querer salir en realidad rebota con estas moléculas de azúcar y no les está permitiendo que salgan sin embargo como no hay azúcares acá afuera el agua si puede seguir entrando a través de estos orificios entonces qué pasa a la larga al final este sistema también va a tender al equilibrio porque quizás acá afuera hay muy poquitas digamos muy poquitas moléculas de azúcar y lo que está pasando es que esencialmente el flujo de agua es hacia adentro va de la zona hipotónico a la zona hipertónica muy bien entonces lo que va a pasar es que en efecto va a haber mucha menos agua del lado del en la en la zona en la que en la zona exterior de esta membrana con respecto a la zona interior va a haber mucha más agua acá dentro entonces la proporción que va a haber entre las moléculas de azúcar y las moléculas de agua va a ser esencialmente la misma que la que hay de este lado solo que aquí va a haber mucha agua con mucho y con mucho absoluto y aquí va a haber menos agua con menos soluto por eso es que decimos que también va a estar en equilibrio sin embargo lo que va a pasar es que el agua va a ir de la zona hipotónico a la zona hipertónica que es quizás el punto en donde la gente puede confundirse pero solo es una cuestión muy sencilla verdad entonces ya no voy a dar muchos más detalles aquí pero la idea es que el agua es el solvente y en este caso el agua como solvente es el que se va a mover por efectos de la difusión a través del de nuestra membrana semipermeable y esto tiene nombre y se le conoce como osmosis voy a escribirlo osmosis este es el proceso de ósmosis quizás tú ya has oído este término verdad cuando cuando los maestros te dicen que el 11 no puede aprender por ósmosis eso te están diciendo que a lo mejor si pones un libro contra tu cabeza tal vez se vaya a filtrar el aprendizaje en tu cerebro es la misma idea verdad es de dónde proviene la palabra esta idea de que el agua se filtre a través de las membranas para hacer concentraciones más iguales digamos eso es lo que define la ósmosis así que solo el sistema se está moviendo de forma probabilística no hay magia aquí entrará más agua para tratar de equilibrar la concentración muy bien y finalmente sí sí tal vez unas moléculas digamos digamos si ya llegamos a un punto en donde las concentraciones de agua con respecto al soluto son iguales entonces el agua empezará a moverse de derecha a izquierda con la misma probabilidad entonces llegaremos a una especie de equilibrio muy bien entonces lo que quiero dejar muy claro es que la ósmosis es la difusión del agua y normalmente tú estarás hablando de la difusión de agua como un solvente y generalmente es el contexto en una de una membrana semipermeable semipermeable perdón donde el soluto real no puede viajar a través de la membrana de todas formas espero que hayas encontrado esto muy útil y que no te haya resultado tan confuso