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Examen Química General 2015 – Biotecnología UFV

Parcial de química general.

La enfermedad de Wilson es un trastorno hereditario poco común que aparece generalmente en personas menores de 40 años. Esta enfermedad provoca que el cuerpo absorba y acumule cobre (o sales cúpricas) en el organismo. Los órganos especialmente afectados por esta enfermedad son el hígado, el cerebro y los riñones. Los depósitos de cobre ocasionan daño y muerte tisular, lo que hace que los órganos afectados dejen de funcionar correctamente.

Se están investigando nuevas terapias para tratar de paliar los efectos de esta enfermedad en el organismo y con el fin de obtener los mejores resultados, se ha decidido plantear una estrategia diferente de tratamiento en función del órgano afectado. Estudia cada una de las terapias que se describen a continuación, realizando los cálculos necesarios para demostrar su efectividad y analizando sus pros‐ y contras‐:

1. CEREBRO

En los pacientes de esta enfermedad se han podido encontrar depósitos de cobre metálico en las neuronas. Con el fin de lograr remover estos depósitos, se pretende realizar una terapia redox. Para ello, se ha propuesto suministrar oxígeno al cerebro. Si se ha comprobado que el depósito medio de cobre en el cerebro de los enfermos es de 200 mg, que el volumen medio del cerebro es de 200 ml y que para que el efecto de los depósitos de cobre no resulte nocivo para las neuronas es necesario remover un 80% del cobre depositado,

a. ¿cuál debería ser la presión de oxígeno medida a 25°C que debería suministrarse para conseguir el efecto deseado si para que no afecte el tratamiento al cerebro el pH debe ser el fisiológico y el potencial de la pila originada no puede superar 0,05 V.?

b. nombra la pila originada según la IUPAC y explica cada una de sus partes.

En el resto de los órganos, el cobre se deposita en forma de hidróxido cúprico. Se ha comprobado que la concentración media de ión cúprico en el cuerpo de un enfermo es de 10‐4 M.

El tampón carbonato funciona correctamente en estos pacientes, y se origina a partir de unas concentraciones iniciales de [hidrogenocarbonato]= 0,1 M. proveniente del metabolismo renal diario y del ácido carbónico originado como consecuencia del proceso respiratorio (dióxido de carbono en agua) que corresponde de una presión de 0,65 atm. medida a 25°C.

2. RIÑONES

Ante el problema descrito se pretende plantear una terapia de formación de complejos para resolver el problema renal.

c. ¿Cuántos miligramos de Na2MgEDTA es necesario suministrar al paciente para evitar la formación del depósito de sal cúprica si el volumen en el riñon es de 100 ml? (el ligando funciona como hexadentado a pH> 6,5).

d. Otra opción es añadir amoniaco como ligando. Si se añaden 4 ml de amoniaco 0,05 M, ¿qué complejo se forma? ¿se consigue evitar la precipitación del hidróxido cúprico? (la variación de volumen es despreciable y supondremos que el pH permanece constante tras la adición del amoniaco).

3. HÍGADO

Para resolver el problema a nivel hepático (también con un V= 100 ml) se plantea variar el pH del paciente hasta el valor necesario para que el ión cúprico permanezca en disolución y pueda excretarse. Se proponen dos opciones:

e. Añadir ácido clorhídrico para conseguir la variación de pH deseada. Calcula el volumen necesario de [ácido clorhídrico]= 5 M. que es necesario añadir para que la terapia funcione (la variación de volumen es despreciable).

f. Variar las concentraciones de la especie apropiada del tampón para conseguir la variación de pH deseada. ¿De qué especie y cuántos miligramos serían necesarios para conseguir el propósito buscado?

Analiza los resultados obtenidos en cada caso, explicando con detalle en que está basada cada una de las terapias propuestas.

 

TABLA DE CONSTANTES Y OTROS DATOS

NOTA: No todos los datos tabulados tienen por qué ser necesarios

 

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