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Licenciatura en odontologia
2”A”
MATERIALES DENTALES
Tema 6: (Resumen)
Propiedades fisioquímicas
Profesora: Karen Alina Echeverra Jimnez
Estudiante: Gabriela Espinoza Toledo
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Química de las Soluciones Ácidas y Alcalinas en Odontología - Prof. Pinto, Resúmenes de Odontología
Los conceptos básicos de acidez y alcalinidad de las soluciones, su importancia en odontología y cómo se relacionan con la solubilidad de materiales dentales. Se abordan conceptos como disociación de agua, pH, solubilidad y hidrocoloides.
Qué aprenderás
- ¿Cómo se forma una solución ácida o alcalina?
- ¿Cómo se relaciona la acidez o alcalinidad de una solución con su solubilidad?
- ¿Qué es un hidrocoloide reversible y irreversible?
- ¿Cómo se utiliza la acidez o alcalinidad en odontología?
- ¿Qué ocurre cuando el agua se disocia?
Tipo: Resúmenes
2021/2022
1 / 11
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Licenciatura en odontologia
2”A”
MATERIALES DENTALES
Tema 6: (Resumen)
Propiedades fisioquímicas
Profesora: Karen Alina Echeverr í a Jimé nez
Estudiante: Gabriela Espinoza Toledo
PROPIEDADES FISIOQUÍMICAS.
INTRODUCCIÓN
Conocer el comportamiento de los materiales dentales ante las diferentes condiciones a que van a estar expuestos durante su fabricación, almacenamiento, manipulación y uso odontológico es indispensable para lograr de ellos el mejor resultado. Durante su almacenamiento, manipulación y pueden afectarse las condiciones finales del producto, por lo que es indispensable conocer las propiedades fisicoquímicas de los materiales y de esta manera prevenir y asegurar una aplicación óptima. PROPIEDADES ACIDEZ O ALCALINIDAD DE LAS SOLUCIONES (PH) En el ámbito de los materiales dentales hay diversas características que deben conocerse para controlar y explicar muchos de los interrogantes que sobre biocompatibilidad se presentan. Uno de éstos es el pH, que se refiere al potencial de hidrogeniones (iones de hidrógeno); su valor numérico indica el grado de acidez o alcalinidad de una solución acuosa. Cuando el agua se disocia, se producen simultánearnente iones de hidrógeno (H 3 y radicales hidroxilo (OH - ) , según la ecuación siguiente: H20 = (Y) + COY) Esto en volumen de un litro a 25 0 C. DISOCIACIÓN Es la escisión o ruptura de la molécula eléctricamente neutra del agua, que produce un ion positivo y un radical negativo (OH - J). El número de moléculas que se dividen es pequeñísimo, por lo que se dice que la constante de ionización del agua es de 10. Esto es el producto de multiplicar IO iones de H' por IO radicales de OH- y dividirlo entre el número de moléculas de agua. Este producto iónico del agua se conoce como K, y es constante. (H') (OH) / (H₂O)= K = 10 Si se agrega al agua un componente ácido, corno el HCI (ácido clorhídrico), éste liberará iones , pero no radicales OH- , por lo que el equilibrio se romperá y habrá
SISTEMAS DE DISPERSIÓN
Hasta ahora se han visto los estados de la materia por separado. Cuando se combinan dos o más estados de la materia en un sistema finamente divididas pueden darse los casos siguientes: Sólido en líquido, líquido en gas, sólido en sólido, líquido en líquido, sólido en gas, líquido en sólido, gas en líquido, gas en sólido. Estas diferentes combinaciones se llaman sistemas de dispersión, las que constan de una fase dispersa (discontinua) y una dispersante (continua). De los sistemas de dispersión, el que ofrece mayor interés para estudiar en el área dental es el de sólido en líquido, por lo cual nos abocaremos a éste en particular. Suspensión y solución
- Dada una fase líquida y una sólida, podemos encontrarnos ante las posibilidades siguientes: Si las partículas del sólido no son muy pequeñas y no se disuelven, van a sedimentar, por gravedad, y se forma entonces una suspensión, por ejemplo, arena en agua (forman dos fases).
- Si las partículas se disuelven totalmente formándose una sustancia de una sola fase, se tiene entonces una solución verdadera. SOLUBILIDAD Cuando se coloca un poco de azúcar o sal en agua, inicialmente se ven como partículas sólidas y en pocos minutos ya no se distinguen, debido a que el agua las disolvió. Se dice que el agua es el disolvente, y la sal el soluto. La propiedad de una sustancia para disolver un cuerpo, escindiendo sus moléculas y rodeándolas, se llama solvatación, y en el Caso específico del agua, hidratación. Se debe recordar que el agua es el solvente universal, o sea que, en función del tiempo y la cantidad, disuelve casi todo compuesto, orgánico o Inorgámco. En odontología, los materiales que se colocan en la boca de los pacientes van a estar constantemente bañados por un líquido especial (saliva) y por los líquidos que se ingieren durante la alimentación. Por tanto, es conveniente conocer la solubilidad o desintegración de los materiales dentales en agua, saliva u otros líquidos. Además, dicha solubilidad debe ser lo más reducida posible, para garantizar que los materiales no Se desintegren a corto o largo plazo en la boca. Al mismo tiempo existen materiales cuya solubilidad en ciertos solventes (éter, acetona, cloroformo, etc.) permite hacer de ellos un uso especial de acuerdo con la velocidad de evaporación del disolvente. Ejemplos de éstos son los barnices dentales y algunos sistemas de adhesión.
ESTADO COLOIDAL
El estado coloidal es un sistema de dispersión que presenta las características siguientes: Fenómeno de Tyndall. Se percibe un haz de luz que se dispersa en el sistema, debido a que las partículas sólidas reflejan la luz. Movimiento browniano. El tamaño de las partículas es tal que las moléculas de agua, al chocar con ellas, modifican su trayectoria, que es, así, al azar, irregular. A pesar de su tamaño pequeño, las partículas sólidas no dializan a través de una membrana semipermeable. El tamaño de las partículas va de IO a 1000 (de 10-5 a 10 - 7 mm). En algunos casos, las partículas están cargadas eléctricamente, todas con cargas iguales, por lo que se rechazan unas a otras. HIDROCOLOIDES REVERSIBLES E IRREVERSIBLES El proceso por el cual los hidrocoloides pasan de un estado líquido (máxima energía) a uno semisólido o gel (mínima energía) se llama gelificación. Cuando la gelificación se da por un fenómeno físico de enfriamiento, como en el caso de la gelatina, el proceso puede revertirse al calentar el coloide; este tipo de hidrocoloides se conocen como reversibles. Cuando [a gelificación se da por una reacción química, el proceso no es reversible por fenómenos físicos; a este tipo de hidrocoloides se les llama irreversibles (ejemplo de este tipo son los alginatos de uso en odontología). Durante la gelificación, la fase dispersa se va aglutinando en forma de cadenas o fibrillas a manera de una estructura entrelazada. Estas fibrillas se conocen como micelas. Los intersticios existentes entre las micelas se hallan ocupados por el medio dispersante (agua), que permanece allí por atracción capilar o adheSión, constituyendo la mayor parte del volumen del gel. Por tanto, si la cantidad de agua disminuye, el gel se contraerá, pero si capta agua, entonces aumentará de volumen. En el caso de los hidrocoloides reversibles, las fibrillas se encuentran unidas por fuerzas débiles de naturaleza física (uniones secundarias), mientras que en los irreversibles están unidas por fuerzas químicas (uniones primarias) , que son mucho más fuertes y no resultan afectadas por cambios de temperatura. Pérdida de líquido en un hidrocoloide se conoce como sinéresis, cuyo efecto es una contracción. por el contrario, si el hidrocoloide absorbe agua, el fenómeno se conoce corno imbibición, Cuyo efecto es una expansión. Es importante resaltar que el hidrocoloide que ha pasado por sinéresis nunca recuperará por imbibición su volumen original. CRISTALIZACIÓN El proceso por el cual los átomos de un sólido cristalino en estado líquido toman una disposición ordenada en el espacio al pasar al estado sólido Se conoce Como cristalización. Además de los metates, algunos compuestos cerámicos y ciertos polímeros en condiciones especiales presentan este ordenamiento.
Distintos monómeros formarán, obviamente, diferentes polímeros. Así, existen innumerables ejemplos. Cuando el polímero está constituido por moléculas iguales de meros, tenemos un homopolímero. Pero también puede haber polímeros con diferentes tipos de meros enlazados, en cuyo caso, se trata de un copolímero. A este proceso se llama copolimerización TIPOS DE POLIMERIZACIÓN Cuando el polímero resultante es simple, se dice que la polimerización es por adición, ya que asemeja una adición o suma matemática. En este tipo de polimerización no hay subproductos. Esto es lo que sucede con el etileno, que da el polietileno. Otros monómeros contienen, además, un grupo químico funcional en su molécula, llamado grupo superfijo, que puede ser, por ejemplo, un grupo hidróxilo (OH). Este grupo no queda integrado en el polímero resultante, sino que se desprende en forma de un subproducto. Este tipo de polimerización se denomina por condensación. Los subproductos pueden ser agua, amoniaco, alcohol etilico, etcétera. Esto es lo que sucede con el polisulfuro (material de impresión dental) que desprende alcohol en el proceso de polimerización. MEDIOS PARA INICIAR LA POLIMERIZACIÓN Para que polimerice un monómero debe romperse (abrirse) el doble enlace que contiene, por la acción de un iniciador activado. Dicha activación puede realizarse por un medio físico o un medio químico, y de acuerdo con el medio empleado, existen diferentes términos para diferenciar este proceso. Si es por un medio químico, se conoce como quimiopolimerización o autopolimerización. Si es por medios físicos puede ser termopolirnerimción, cuando es por medio del calor el que lo inicia; si es por medio de una fuente lumínica, se conoce como fotopolimerización. FASES DE POLIMERIZACIÓN Quimiopolimerización Los agentes químicos más comúnmente usados son los peróxidos, que tienen como estructura general: (R corresponde a cualquier radical, ejemplo, plomo, estaño, etc.). En éstos, el enlace entre los oxígenos es débil y se rompen fácilmente; en la quimiopolimerización es una amina terciaria como la dimetil paratoluidina, que descompone y activa al peróxido, conocido como activador, lo cual hace que se formen dos terminales moleculares, llamados radicales libres. Los peróxidos, al formar radicales libres, dan inicio al proceso de polimerización, por lo cual se conocen como iniciadores. Cuando un radical libre se encuentra con una molécula que contenga doble Iigadura, como la del etileno o la del metacrilato de metilo, es capaz de unirse químicamente a ella, reaccionando e iniciando la polimerización, proceso que se conoce como iniciación.
La terminación del crecimiento de la cadena del polímero puede darse de varias maneras: a) Por terminación de monómeros. b) Por acoplamiento o encuentro entre dos cadenas en crecimiento; en ésta, las moléculas se inactivan por un intercambio de energía. c) Por transferencia de energía de una cadena que crece a Otra inactiva, deteniendo el crecimiento de las mismas. Esto se conoce como transferencia de cadenas. Por medio de la transferencia de cadenas puede darse la terminación de la polimerización, pero, por otra parte, también es posible que un radical activo con mucha energía transfiera ésta a otra molécula inactiva y den así origen a una nueva molécula en crecimiento, con lo cual la polimerización continuará. Cualquier molécula con un PM por arriba de 5000 se considera macromolécula. Es necesario tener en cuenta que durante la propagación, debido a que el oxígeno existe en el ambiente como molécula (02) y a que su enlace es débil, puede formar radicales libres con las cadenas poliméricas en crecimiento, evitando así que el polímero aumente de peso molecular. Por ejemplo, en odontología se deben utilizar en determinados casos polímeros blandos con el fin de no lastimar los tejidos de pacientes recientemente sometidos a cirugía. GALVANISMO Desde el punto de vista físico y de Su aplicación en odontología, el término galvanismo se refiere al comportamiento de los metales ante la presencia de un electrólito (que en nuestro caso es la saliva). Esto es importante al seleccionar metales y aleaciones para restaurar la boca de un paciente, ya que el desconocimiento de este comportamiento puede conducir a cometer errores (yatrogenias). Por ejemplo, si entran en contacto oro y paladio se producirá una corriente menos intensa que si se pone oro en contacto con cobre. De aquí la importancia en la selección de los materiales de obturación y los que se usen como bases aislantes. CONDUCTIBILIDAD TÉRMICA Y ELÉCTRICA La facilidad de algunos materiales para trasmitir una corriente de energía calorífica o de electrones se conoce como conductibilidad; se le llama térmica cuando es calorífica, y eléctrica cuando es de electrones. La cerámica y los plásticos son malos conductores de la temperatura y la electricidad; los metales, en cambio, son buenos conductores. Los cambios de temperatura y la presencia de corrientes galvánicas pueden ser perjudiciales para la pulpa, sobre todo cuando los materiales usados para obturar los dientes son buenos conductores de ellas, como los metales. Por otra parte, todo individuo sufre variaciones de temperatura en la boca al tomar bebidas frías o calientes y al aspirar
El cromo en las aleaciones a base de aceros inoxidables de uso Odontológico también presentan este fenómeno, el cual es aprovechado en su uso clínico al formar una capa de óxido de cromo que aísla el material e impide su corrosión. El titanio que se usa en los implantes dentales también es biocompatible en virtud de este fenómeno. CORROSIÓN La corrosión se puede definir como la destrucción de un cuerpo sólido mediante la acción química o electroquímica no intencional que se origina en su superficie. La pigmentación y la oxidación son procesos en los que ocurre únicamente un cambio de coloración de un material, o bien, pérdida de brillo. Si este proceso continúa hacia las capas más profundas del metal y hay pérdida de materia, se estará hablando de corrosión. Básicamente se pueden distinguir dos tipos de corrosión: la química y la electrolítica o electroquímica. La corrosión química se presenta cuando se forman compuestos entre el elemento atacado (metal) y el agente corrosivo (generalmente un no metal). Ejemplo de este tipo de corrosión es la formación de sulfuro de plata en la superficie de una amalgama o incrustación metálica que contengan plata, el cual se forma al combinarse químicamente el azufre (no metal), presente en algunos alimentos, con la plata de la restauración. DENSIDAD Hay elementos muy densos, como el oro, el Platino y el osmio; otros, como el litio y el aluminio, son poco densos, así como el acrílico dental, usado en la elaboración de prótesis.Los elementos o materiales de elevada densidad son pesados, mientras que los de baja densidad son ligeros, La densidad es importante en Odontología porque algunas veces se requiere utilizar materiales poco densos, pero de gran resistencia mecánica, como en el caso de las prótesis removibles de cobalto-cromo, y nylon corno es el material plástico llamado Valplast. Un material muy denso, como el oro o el platino, además de la desventaja del costo, acarreará problemas de retención o incomodidad para el paciente. Es pertinente señalar que los materiales en estado sólido son más densos que en su estado líquido, ya que los átomos o moléculas están unidos más compactamente. Una excepción de esta regla es el agua, ya que el hielo es menos denso que el agua en estado líquido, y por ese motivo flota.
Referencias: Barcelo S. Federico H. Propiedades fiosioquímicas, editorial. Trillas. Materiales dentales. 5ª edicion, 2017.