UNIVERSIDAD TÉCNICA DE MACHALA

CALIDAD, PERTINENCIA Y CALIDEZ

VICERRECTORADO ACADÉMICO

DIRECCIÓN DE NIVELACIÓN Y ADMISIÓN

AREA DE SALUD

TEMA:PROPIEDADES Y USO DEL SULFATO DE CALCIO DIHIDRATADO

(CASO4. 2H2O) EN EL SER HUMANO

ESTUDIANTE:KEVIN PAÚL NOLES RAMÓN

PROYECTO DE AULA

DOCENTE:

DR. FREDIS PESANTEZ Mg. EF

MACHALA2014

ÍNDICE

Pág.

1. INTRODUCCIÓN 3

2. MARCO TEÓRICO 4 2.1 Calcio 4 2.1.1 Efectos del calcio sobre la salud 6 2.2 Azufre 9 2.2.1 Propiedades 92.2.2 Efecto del azufre sobre la salud 122.3 Oxigeno 142.3.1 Efecto del oxígeno sobre la salud 152.4 Hidrogeno 162.4.1 Usos 162.4.2 Compuestos Principales 172.4.3 Preparación 182.4.4 Efectos del hidrogeno sobre la salud 182.5 Sulfato de Calcio Dihidratado (CaSO4. 2H2O) 202.5.1 Estado Natural 202.5.2 Proceso 202.5.3 Usos 212.5.4 Uso Odontológico 222.5.5 Propiedades Físicas y Químicas del “Sulfato de Calcio o Yeso” 222.5.6 Propiedades Regenerativas 23

3. CONCLUSIONES 24

4. RECOMENDACIONES 25

5. BIBLIOGRAFÍA 25

2

1. INTRODUCCIÓN

En el presente proyecto se describirá las diferentes propiedades y uso que posee cada

uno de los elementos que compone el sulfato de calcio dihidratado.

El sulfato de calcio ocupa una posición única en el universo de materiales renovables.

Posee una gran historia de uso a comparación de la mayoría de los biomateriales

existentes en la actualidad.

La materia prima de la que se hace es barata y esta al alcance del bolsillo del ciudadano

común, a comparación de otros materiales como el titanio o el acero. Durante más de

cien años el sulfato de calcio se ha distinguido de otros biomateriales, por ser uno de los

materiales aloplásticos más simples y que presenta una gran historia en el uso clínico y

de la construcción.

También ha servido como un material de vehículo excelente para los factores de

crecimiento y múltiples drogas, a pesar de estas ventajas, el material no ha gozado de la

popularidad de muchos otros materiales de regeneración, aunque recientemente ha

recibido una atención renovada con propiedades hemostáticas, angiogénicas y de

barrera o membrana para la preservación de rebordes alveolares

Se ha demostrado que este material posee grandes beneficios para el ser humano a nivel

hemostático, angiogénico y en la preservación de rebordes alveolares postexodoncias ya

que su gran propiedad de adhesión al organismo humano

Entre sus principales propiedades destacan que es de fácil obtención, es totalmente

absorbible, no provoca reacciones de inflamación o antigénicas, fuerza de compresión

semejante al tejido óseo, fácil modelado y gran resistencia al momento de construir

estructuras. Todas éstas características son necesarias para ser usado como sustituto

óseo y como material de construcción.

Por tales razones he decidido realizar el presente proyecto sobre PROPIEDADES Y

USO DEL SULFATO DE CALCIO DIHIDRATADO (CASO4. 2H 2O) EN EL SER

HUMANO.

3

2.-MARCO TEÓRICO

2.1.-Calcio

Elemento químico, Ca, de número atómico

20; es el quinto elemento y el tercer metal más abundante en la corteza terrestre. Los

compuestos de calcio constituyen 3.64% de la corteza terrestre. El metal es trimorfo,

más duro que el sodio, pero más blando que el aluminio. Al igual que el berilio y el

aluminio, pero a diferencia de los metales alcalinos, no causa quemaduras sobre la piel.

Es menos reactivo químicamente que los metales alcalinos y que los otros metales

alcalinotérreos. La distribución del calcio es muy amplia; se encuentra en casi todas las

áreas terrestres del mundo. Este elemento es esencial para la vida de las plantas y

animales, ya que está presente en el esqueleto de los animales, en los dientes, en la

cáscara de los huevos, en el coral y en muchos suelos. El cloruro de calcio se halla en el

agua del mar en un 0.15%.

Los iones calcio disueltos en el agua forman depósitos en tuberías y calderas cuando

el agua es dura, es decir, cuando contiene demasiado calcio o magnesio. Esto se puede

evitar con los ablandadores de agua.

El calcio metálico se prepara en la industria por electrólisis del cloruro de calcio

fundido. Éste se obtiene por tratamiento de los minerales de carbonato con ácido

clorhídrico o como un desperdicio del proceso Solvay de los carbonatos. El metal puro

puede ser maquinado en torno, hilado, serrado, extruido; se le puede convertir en

alambre, prensar y amartillar en placas.

4

El calcio forma una película fina de óxido y nitruro en el aire, la cual lo protege de un

ataque posterior. Se quema en el aire a temperatura elevada para producir

principalmente nitruro.

El metal producido en forma comercial reacciona fácilmente con el agua y los ácidos y

produce hidrógeno que contiene cantidades notables de amoniaco e hidrocarburos como

impurezas.

El metal se emplea en aleaciones de aluminio para cojinetes, como auxiliar en la

remoción del bismuto del plomo, así como controlador de carbono grafítico en el hierro

fundido. Se emplea también como desoxidante en la manufactura de muchos aceros;

como agente reductor ayuda en la preparación de metales de gran resistencia como

el cromo, torio, zirconio y uranio, y como material de separación para mezclas gaseosas

de nitrógeno y argón.

El óxido de calcio, CaO, se produce por descomposición térmica de los minerales de

carbonato en altos hornos, aplicando un proceso de lecho continuo. El óxido se utiliza

en arcos de luz de alta intensidad (luz de cal) a causa de sus características espectrales

poco usuales y como agente deshidratante industrial. La industria metalúrgica hace

amplio uso del óxido durante la reducción de aleaciones ferrosas.

El hidróxido de calcio, Ca(OH)2, tiene muchas aplicaciones en donde el ión hidroxilo es

necesario. En el proceso de apagado del hidróxido de calcio, el volumen de cal apagada

[Ca(OH)2] se expande al doble que la cantidad de cal viva inicial (CaO), hecho que lo

hace útil para romper roca o madera.

La cal apagada es un absorbente excelente para el dióxido de carbono, al producir el

carbonato que es muy insoluble.

El siliciuro de calcio, CaSi, preparado en horno eléctrico a partir de cal, sílice y agentes

reductores carbonosos, es útil como agente desoxidante del acero. El carburo de calcio,

CaC2, se produce al calentar una mezcla de cal y carbón a 3000ºC (5432ºF) en un horno

eléctrico y es un acetiluro que produce acetileno por hidrólisis. El acetileno es el

material base de un gran número de productos químicos importantes en la química

orgánica industrial.

5

El carbonato de calcio puro existe en dos formas cristalinas: la calcita, de forma

hexagonal, la cual posee propiedades de birrefringencia, y la aragonita, de forma

romboédrica. Los carbonatos naturales son los minerales de calcio más abundantes. El

espato de Islandia y la calcita son formas esencialmente puras de carbonato, mientras

que el mármol es impuro y mucho más compacto, por lo que puede pulirse. Tiene gran

demanda como material de construcción. Aunque el carbonato de calcio es muy poco

soluble en agua, tiene una solubilidad considerable en agua que contenga dióxido de

carbono disuelto, ya que en estas soluciones forma el bicarbonato al disolverse. Este

hecho explica la formación de cavernas, donde los depósitos de piedra caliza han estado

en contacto con aguas ácidas.

Los halogenuros de calcio incluyen el fluoruro fosforescente, que es el compuesto de

calcio más abundante y con aplicaciones importantes en espectroscopia. El cloruro de

calcio posee, en la forma anhidra, capacidad notoria de delicuescencia que lo hace útil

como agente deshidratante industrial y como factor de control de tolvaneras en

carreteras. El hipoclorito de calcio (polvo blanqueador) se produce en la industria al

pasar cloro dentro de una solución de cal, y se ha utilizado como agente blanqueador y

purificador de agua.

El sulfato de calcio dihidratado es el yeso mineral, constituye la mayor porción del

cemento Portland, y se ha empleado para reducir la alcalinidad de los suelos. Un

hemihidrato del sulfato de calcio se produce por calentamiento del yeso a temperaturas

altas, y se vende con el nombre comercial de estuco de París.

El calcio es un constituyente invariable de todas las plantas, ya que es esencial para su

crecimiento. Lo contienen como constituyente estructural y como ion fisiológico. El

calcio se encuentra en el tejido blando, en fluidos tisulares y en la estructura del

esqueleto de todos los animales. Los huesos de los vertebrados contienen calcio en

forma de fluoruro de calcio, carbonato de calcio y fosfato de calcio.

2.1.1.-Efectos del Calcio sobre la salud

Cuando hablamos del calcio algunas veces nos referimos a él con el nombre de cal. Es

comúnmente encontrado en la leche y productos lácteos, pero también en frutos secos,

vegetales, etc. Es un componente esencial para la preservación del esqueleto y dientes

de los humanos. También asiste en funciones de los nervios y musculares. El uso de

6

más de 2,5 gramos de calcio por día sin una necesidad médica puede llevar a cabo el

desarrollo de piedras en los riñones, esclerosis y problemas en los vasos sanguíneos.

La falta de calcio es una de las causas principales de la osteoporosis. La osteoporosis es

una enfermedad caracterizada por una fragilidad de los huesos producida por una menor

cantidad de sus componentes minerales, lo que disminuye su densidad.

Al contrario de lo que mucha gente piensa, dentro de nuestros huesos se desarrolla una

gran actividad biológica. Continuamente los huesos se están renovando y el tejido óseo

viejo se está continuamente reemplazando por tejido nuevo. Durante la niñez y la

adolescencia se crea más tejido óseo que el que se destruye. Sin embargo, en algún

momento, posiblemente cercano a los 30 o 35 años de edad el proceso se invierte y

comenzamos a perder más tejido óseo del que podemos reemplazar. En las mujeres al

llegar la menopausia (cesación natural de la menstruación) se acelera el proceso ya que

los ovarios dejan de producir la hormona femenina conocida como estrógeno, una de

cuyas funciones es preservar la masa ósea.

La evidencia sugiere que, en condiciones normales, para preservar la masa ósea se

necesitan unos 1.000 miligramos (mg) diarios de calcio tanto para hombres como para

mujeres que no han llegado a la menopausia. Pasada la menopausia se necesitan unos

1.500 mg.

Las principales fuentes de calcio son los productos lácteos. Entre las fuentes de origen

vegetal se encuentran vegetales verdes como el brécol y las espinacas. También

contienen calcio la col, la coliflor, las habichuelas, las lentejas y las nueces.

El calcio trabaja conjuntamente con el magnesio para formar nueva masa ósea. Si se han

de ingerir suplementos de calcio estos deben combinarse con magnesio en proporción

de 2 a 1, es decir, si se ingieren 1.000 mg de calcio se deberán ingerir 500 mg de

magnesio. Algunas buenas fuentes de magnesio en la dieta son los guineos o bananos,

los mariscos, los granos integrales, las nueces, las habichuelas, el salvado de trigo, las

semillas y los vegetales de color verde.

Otras medidas importantes para la prevención de la osteoporosis son:

Hacer ejercicio regularmente (al menos tres veces por semana)

7

Ingerir cantidades adecuadas de manganeso, ácido fólico, vitamina B6, vitamina

B12, omega 3 (que ayuda a incrementar la absorción de calcio en los huesos y a

estimular la producción de nuevo tejido óseo) y vitamina D (que estimula la

absorción del calcio en el intestino delgado)

No abusar del azúcar, las grasas saturadas y las proteínas animales

Otros factores que aumentan las posibilidades de padecer osteoporosis son el factor

hereditario y el stress.

TABLA 1. Propiedades Químicas del Calcio

Propiedades Valores

Número atómico 20

Valencia 2

Estado de oxidación +2

Electronegatividad 1,0

Radio covalente 1,74

Radio iónico 0,99

Radio atómico 1,97

Configuración electrónica [Ar]4s2

Primer potencial de ionización (eV) 6,15

Masa atómica (g/mol) 40,08

Densidad (g/ml) 1,55

Punto de ebullición (ºC) 1440

Punto de fusión (ºC) 838

Fuente: Propiedades químicas del calcio. www.lenntech.es

8

2.2.-Azufre

Elemento químico, S, de número atómico 16. Los isótopos estables conocidos y sus

porcentajes aproximados de abundancia en el azufre natural son éstos: 32S (95.1%); 33S

(0.74%); 34S (4.2%) y 36S (0.016%). La proporción del azufre en la corteza terrestre es

de 0.03-0.1%. Con frecuencia se encuentra como elemento libre cerca de las regiones

volcánicas (depósitos impuros).

2.2.1.-Propiedades

Los alótropos del azufre (diferentes formas cristalinas) han sido estudiados

ampliamente, pero hasta ahora las diversas modificaciones en las cuales existen para

cada estado (gas, líquido y sólido) del azufre elemental no se han dilucidado por

completo.

El azufre rómbico, llamado también azufre y azufre alfa, es la modificación estable del

elemento por debajo de los 95.5ºC (204ºF, el punto de transición), y la mayor parte de

las otras formas se revierten a esta modificación si se las deja permanecer por debajo de

9

esta temperatura. El azufre rómbico es de color amarillo limón, insoluble en agua,

ligeramente soluble en alcohol etílico, éter dietílico y benceno, y es muy soluble en

disulfuro de carbono. Su densidad es 2.07 g/cm3 (1.19 oz/in3) y su dureza es de 2.5 en la

escala de Mohs. Su fórmula molecular es S8.

El azufre monoclínico, llamado también azufre prismático y azufre beta, es la

modificación estable del elemento por encima de la temperatura de transición y por

debajo del punto de fusión.

El azufre fundido se cristaliza en prismas en forma de agujas que son casi incoloras.

Tiene una densidad de 1.96 g/cm3 (1.13 oz/in3) y un punto de fusión de 119.0ºC

(246.7ºF). Su fórmula molecular también es S8.

El azufre plástico, denominado también azufre gamma, se produce cuando el azufre

fundido en el punto de ebullición normal o cerca de él es enfriado al estado sólido. Esta

forma es amorfa y es sólo parcialmente soluble en disulfuro de carbono.

El azufre líquido posee la propiedad notable de aumentar su viscosidad si sube la

temperatura. Su color cambia a negro rojizo oscuro cuando su viscosidad aumenta, y el

oscurecimiento del color y la viscosidad logran su máximo a 200ºC (392ºF). Por encima

de esta temperatura, el color se aclara y la viscosidad disminuye.

En el punto normal de ebullición del elemento (444.60ºC u 832.28ºF) el azufre gaseoso

presenta un color amarillo naranja. Cuando la temperatura aumenta, el color se torna

rojo profundo y después se aclara, aproximadamente a 650º (202ºF), y adquiere un color

amarillo paja.

El azufre es un elemento activo que se combina directamente con la mayor parte de los

elementos conocidos. Puede existir tanto en estados de oxidación positivos como

negativos, y puede forma compuestos iónicos así como covalentes y covalentes

coordinados. Sus empleos se limitan principalmente a la producción de compuestos de

azufre. Sin embargo, grandes cantidades de azufre elemental se utilizan en la

vulcanización del caucho, en atomizadores con azufre para combatir parásitos de las

plantas, en la manufactura de fertilizantes artificiales y en ciertos tipos de cementos y

aislantes eléctricos, en algunos ungüentos y medicinas y en la manufactura de pólvora y

fósforos. Los compuestos de azufre se emplean en la manufactura de productos

10

químicos, textiles, jabones, fertilizantes, pieles, plásticos, refrigerantes, agentes

blanqueadores, drogas, tintes, pinturas, papel y otros productos.

Compuestos principales: El sulfuro de hidrógeno (H2S) es el compuesto más

importante que contiene sólo hidrógeno y azufre. Es un gas incoloro que tiene un olor

fétido (semejante al de los huevos podridos) y es muchísimo más venenoso que el

monóxido de carbono, pero se advierte su presencia (por su olor) antes de que alcance

concentraciones peligrosas.

Los sulfuros metálicos pueden clasificarse en tres categorías: sulfuros ácidos

(hidrosulfuros, MHS, donde M es igual a un ion metálico univalente), sulfuros normales

(M2S) y polisulfuros (M2S3). Otros sulfuros son los compuestos de carbono-azufre y los

compuesto que contienen enlaces carbono-azufre. Algunos compuestos importantes son:

disulfuro de carbono, CS2, líquido que es un disolvente excelente del azufre y del

fósforo elemental; monosulfuro de carbono, CS, gas inestable formado por el paso de

una descarga eléctrica a través del disulfuro de carbono; y oxisulfuro de carbono, SCO,

constituido por monóxido de carbono y azufre libre a una temperatura elevada.

Los compuestos de nitrógeno-azufre que han sido caracterizados son el nitruro de

azufre, N4S4 (llamado también tetrasulfuro de tetranitrógeno), disulfuro de nitrógeno,

NS2, y el pentasulfuro de nitrógeno, N2S5, que pueden ser denominados más

propiamente nitruros debido a la gran electronegatividad del nitrógeno, aunque en la

literatura se les llama casi siempre sulfuros.

Los compuestos de fósforo-azufre que se han caracterizado son P4S3, P4S5, P4S7 y P4S10.

Los cuatro son materiales cristalinos, amarillos y se utilizan en la conversión de

compuestos orgánicos oxidados (por ejemplo, alcoholes) en los correspondientes

análogos de azufre.

Los óxidos de azufre que han sido caracterizados tienen las fórmulas SO, S2O3, SO2,

SO3, S2O7 y SO4. El dióxido de azufre, SO2, y el trióxido de azufre, SO3, son de mayor

importancia que los otros. El dióxido de azufre puede actuar como agente oxidante y

como agente reductor. Reacciona con el agua para producir una solución ácida (llamada

ácido sulfuroso), iones bisulfito (HSO3-) y sulfito (SO32-). El dióxido de emplea como

gas refrigerante como desinfectante y conservador, así como agente blanqueador, y en el

refinado de productos de petróleo. Sin embargo, su uso principal está en la manufactura

11

de trióxido de azufre y ácido sulfúrico. El trióxido de azufre se utiliza principalmente en

la preparación del ácido sulfúrico y ácidos sulfónicos.

Aunque se conocen sales (o ésteres) de todos los oxácidos, en muchos casos el ácido

mismo no ha sido aislado a causa de su inestabilidad. El ácido sulfuroso no se conoce

como sustancia pura. El ácido sulfúrico (H2SO4) es un líquido viscoso, incoloro, con un

punto de fusión de 10.31ºC (50.56ºF). Es un ácido fuerte en agua y reacciona con la

mayor parte de los metales tanto diluido como concentrado. El ácido concentrado es un

poderoso agente oxidante, especialmente a temperaturas elevadas. El ácido pirosulfúrico

(H2S2O7) es un excelente agente sulfonante y pierde trióxido de azufre cuando se

calienta. También reacciona vigorosamente con agua, liberando gran cantidad de calor.

Se conocen los ácidos persulfúricos (el ácido peroximonosulfúrico, H2SO5, llamado

ácido de Caro, y el ácido peroxidisulfúrico, H2S2O8, llamado ácido de Marshall), así

como las sales. Se conocen los ésteres y halógenos de ácidos sulfénicos. Los ácidos

sulfínicos se forman por la reducción de los cloruros de ácido sulfónico con zinc o por

la reacción con reactivos de Grignard sobre dióxido de azufre en solución etérea. Los

ácidos sulfónicos (alquil) se preparan al oxidar mercaptanos (RSH) o sulfuros alquílicos

con ácido nítrico concentrado, por el tratamiento de sulfitos con haluros de alquilo o por

la oxidación de ácidos sulfínicos. Otros compuestos orgánicos importantes que

contienen oxígeno-azufre incluyen los sulfóxidos, R2SO (que pueden ser considerados

como derivados del ácido sulfuroso), y las sulfonas, R2SO2 (del ácido sulfúrico).

Derivados halogenados importantes del ácido sulfúrico son los halogenuros orgánicos

de sulfonilo y los ácidos halosulfónicos. Los compuestos de halógenos-azufre que han

sido bien caracterizados son S2F2 (monosulfuro de azufre), SF2, SF4, SF6, S2F10,

S2Cl2 (monoclururo de azufre), SCl2. SCl4 y S2Br2 (monobromuro de azufre). Los

cloruros de azufre se utilizan en la manufactura comercial del hule y los monocloruros,

que son líquidos a la temperatura ambiente, se emplean también como disolventes para

compuestos orgánicos, azufre, yodo y ciertos compuestos metálicos.

2.2.2.-Efectos del Azufre sobre la salud

El azufre se puede encontrar frecuentemente en la naturaleza en forma de sulfuros.

Durante diversos procesos se añaden al medio ambiente enlaces de azufre dañinos para

los animales y los hombres. Estos enlaces de azufre dañinos también se forman en la

naturaleza durante diversas reacciones, sobre todo cuando se han añadido sustancias que

12

no están presentes de forma natural. Los compuestos del azufre presentan un olor

desagradable y a menudo son altamente tóxicos. En general las sustancias sulfurosas

pueden tener los siguientes efectos en la salud humana:

Efectos neurológicos y cambios de comportamiento

Alteración de la circulación sanguínea

Daños cardiacos

Efectos en los ojos y en la vista

Fallos reproductores

Daños al sistema inmunitario

Desórdenes estomacales y gastrointestinales

Daños en las funciones del hígado y los riñones

Defectos en la audición

Alteraciones del metabolismo hormonal

Efectos dermatológicos

Asfixia y embolia pulmonar

TABLA 2. Propiedades Químicas del Azufre

Propiedades Valores

Número atómico 16

Valencia +2, 2, 4,6

Estado de oxidación -2

Electronegatividad 2,5

Radio covalente 1,02

Radio iónico 1,84

Radio atómico 1,27

Configuración electrónica [Ne]3s23p4

Primer potencial de ionización (eV) 10,36

13

Masa atómica (g/mol) 32,064

Densidad (g/ml) 2,07

Punto de ebullición (ºC) 444,6

Punto de fusión (ºC) 119,0

Fuente: Propiedades químicas del azufre. www.lenntech.es

2.3.-Oxígeno

Elemento químico gaseoso, símbolo O, número atómico 8 y peso atómico 15.9994. Es

de gran interés por ser el elemento esencial en los procesos de respiración de la mayor

parte de las células vivas y en los procesos de combustión. Es el elemento más

abundante en la corteza terrestre. Cerca de una quinta parte (en volumen) del aire es

oxígeno.Existen equipos capaces de concentrar el oxígeno del aire. Son los

llamados generadores o concentradores de oxígeno, que son los utilizados en los bares

de oxígeno.

El oxígeno gaseoso no combinado suele existir en forma de moléculas diatómicas, O2,

pero también existe en forma triatómica, O3, llamada ozono.El oxígeno se separa del

aire por licuefacción y destilación fraccionada. Las principales aplicaciones del oxígeno

en orden de importancia son: 1) fundición, refinación y fabricación de acero y otros

metales; 2) manufactura de productos químicos por oxidación controlada; 3) propulsión

de cohetes; 4) apoyo a la vida biológica y medicina, y 5) minería, producción y

fabricación de productos de piedra y vidrio.

14

Casi todos los elementos químicos, menos los gases inertes, forman compuestos con el

oxígeno. Entre los compuestos binarios más abundantes de oxígeno están el agua, H2O,

y la sílica, SiO2; componente principal de la arena. De los compuestos que contienen

más de dos elementos, los más abundantes son los silicatos, que constituyen la mayor

parte de las rocas y suelos. Otros compuestos que abundan en la naturaleza son el

carbonato de calcio (caliza y mármol), sulfato de calcio (yeso), óxido de aluminio

(bauxita) y varios óxidos de hierro, que se utilizan como fuente del metal.

2.3.1.-Efectos del Oxígeno sobre la salud

Si uno se expone a grandes cantidades de oxígeno durante mucho tiempo, se pueden

producir daños en los pulmones. Respirar un 50-100% de oxígeno a presión normal

durante un periodo prolongado provoca daños en los pulmones. Las personas que en su

trabajo sufren exposiciones frecuentes o potencialmente elevadas a oxígeno puro, deben

hacerse un chequeo de funcionamiento pulmonar antes y después de desempeñar ese

trabajo. El oxígeno es normalmente almacenado a temperaturas muy bajas y por lo tanto

se deben usar ropas especiales para prevenir la congelación de los tejidos corporales.

TABLA 3. Propiedades Químicas del Oxígeno

Propiedades Valores

Número atómico 8

Valencia 2

Estado de oxidación -2

Electronegatividad 3,5

Radio covalente 0,73

Radio iónico 1,40

Radio atómico -

Configuración electrónica 1s22s22p4

Primer potencial de ionización (eV) 13,70

15

Masa atómica (g/mol) 15.9994

Densidad (g/ml) 1.429

Punto de ebullición (ºC) -183

Punto de fusión (ºC) -218.18

Fuente: Propiedades químicas del oxígeno. www.lenntech.es

2.4.-Hidrógeno

Primer elemento de la tabla periódica. En condiciones normales es un gas incoloro,

inodoro e insípido, compuesto de moléculas diatómicas, H2. El átomo de hidrógeno,

símbolo H, consta de un núcleo de unidad de carga positiva y un solo electrón. Tiene

número atómico 1 y peso atómico de 1.00797. Es uno de los constituyentes principales

del agua y de toda la materia orgánica, y está distribuido de manera amplia no sólo en la

Tierra sino en todo el universo. Existen 3 isótopos del hidrógeno: el protio, de masa 1,

que se encuentra en más del 99.98% del elemento natural; el deuterio, de masa 2, que se

encuentra en la naturaleza aproximadamente en un 0.02%, y el tritio, de masa 3, que

aparece en pequeñas cantidades en la naturaleza, pero que puede producirse

artificialmente por medio de varias reacciones nucleares.

2.4.1.-Usos

 El empleo más importante del hidrógeno es en la síntesis del amoniaco. La utilización

del hidrógeno está aumentando con rapidez en las operaciones de refinación del

petróleo, como el rompimiento por hidrógeno, y en el tratamiento con hidrógeno para

16

eliminar azufre. Se consumen grandes cantidades de hidrógeno en la hidrogenación

catalítica de aceites vegetales líquidos insaturados para obtener grasas sólidas. La

hidrogenación se utiliza en la manufactura de productos químicos orgánicos. Grandes

cantidades de hidrógeno se emplean como combustible de cohetes, en combinación con

oxígeno o flúor, y como un propulsor de cohetes impulsados por energía nuclear.  El

hidrógeno común tiene un peso molecular de 2.01594. El gas tiene una densidad de

0.071 g/l a 0ºC y 1 atm. Su densidad relativa, comparada con la del aire, es de 0.0695.

El hidrógeno es la sustancia más inflamable de todas las que se conocen. El hidrógeno

es un poco más soluble en disolventes orgánicos que en el agua. Muchos metales

absorben hidrógeno. La adsorción del hidrógeno en el acero puede volverlo quebradizo,

lo que lleva a fallas en el equipo para procesos químicos

Aunque por lo general es diatómico, el hidrógeno molecular se disocia a temperaturas

elevadas en átomos libres. El hidrógeno atómico es un agente reductor poderoso, aun a

la temperatura ambiente. Reacciona con los óxidos y los cloruros de muchos metales,

entre ellos la plata, el cobre, el plomo, el bismuto y el mercurio, para producir los

metales libres. Reduce a su estado metálico algunas sales, como los nitratos, nitritos y

cianuros de sodio y potasio. Reacciona con cierto número de elementos, tanto metales

como no metales, para producir hidruros, como el NaH, KH, H2S y PH3. El hidrógeno

atómico produce peróxido de hidrógeno, H2O2, con oxígeno. Con compuestos

orgánicos, el hidrógeno atómico reacciona para generar una mezcla compleja de

productos; con etileno, C2H4, por ejemplo, los productos son etano, C2H6, y butano,

C4H10. El calor que se libera cuando los átomos de hidrógeno se recombinan para formar

las moléculas de hidrógeno se aprovecha para obtener temperaturas muy elevadas en

soldadura de hidrógeno atómico.

El hidrógeno reacciona con oxígeno para formar agua y esta reacción es

extraordinariamente lenta a temperatura ambiente; pero si la acelera un catalizador,

como el platino, o una chispa eléctrica, se realiza con violencia explosiva. Con

nitrógeno, el hidrógeno experimenta una importante reacción para dar amoniaco. El

hidrógeno reacciona a temperaturas elevadas con cierto número de metales y produce

hidruros. Los óxidos de muchos metales son reducidos por el hidrógeno a temperaturas

elevadas para obtener el metal libre o un óxido más bajo. El hidrógeno reacciona a

temperatura ambiente con las sales de los metales menos electropositivos y los reduce a

17

su estado metálico. En presencia de un catalizador adecuado, el hidrógeno reacciona con

compuestos orgánicos no saturados adicionándose al enlace doble.

2.4.2.-Compuestos principales 

El hidrógeno es constituyente de un número muy grande de compuestos que contienen

uno o más de otros elementos. Esos compuestos incluyen el agua, los ácidos, las bases,

la mayor parte de los compuestos orgánicos y muchos minerales. Los compuestos en los

cuales el hidrógeno se combina sólo con otro elemento se denominan generalmente

hidruros.

2.4.3.-Preparación

Se pueden aplicar muy diversos métodos para preparar hidrógeno gaseoso. La elección

del método depende de factores como la cantidad de hidrógeno deseada, la pureza

requerida y la disponibilidad y costo de la materia prima. Entre los procesos que más se

emplean están las reacciones de metales con agua o con ácidos, la electrólisis del agua,

la reacción de vapor con hidrocarburos u otros materiales orgánicos, y la

descomposición térmica de hidrocarburos. La principal materia prima para la

producción de hidrógeno son los hidrocarburos, como el gas natural, gas de aceite

refinado, gasolina, aceite combustible y petróleo crudo.

2.4.4.-Efectos del Hidrógeno sobre la salud

Fuego: Extremadamente inflamable. Muchas reacciones pueden causar fuego o

explosión.

Explosión: La mezcla del gas con el aire es explosiva.

Vías de exposición: La sustancia puede ser absorbida por el cuerpo por

inhalación.

Inhalación: Altas concentraciones de este gas pueden causar un ambiente

deficiente de oxígeno. Los individuos que respiran esta atmósfera pueden

experimentar síntomas que incluyen dolores de cabeza, pitidos en los oídos,

mareos, somnolencia, inconsciencia, náuseas, vómitos y depresión de todos los

sentidos. La piel de una víctima puede presentar una coloración azul. Bajo

18

algunas circunstancias se puede producir la muerte. No se supone que el

hidrógeno cause mutagénesis, embriotoxicidad, teratogenicidad o toxicidad

reproductiva. Las enfermedades respiratorias pre-existentes pueden ser

agravadas por la sobreexposición al hidrógeno. Riesgo de inhalación: Si se

producen pérdidas en su contenedor, se alcanza rápidamente una concentración

peligrosa.

Peligros físicos: El gas se mezcla bien con el aire, se forman fácilmente mezclas

explosivas. El gas es más ligero que el aire.

Peligros químicos: El calentamiento puede provocar combustión violenta o explosión.

Reacciona violentamente con el aire, oxígeno, halógenos y oxidantes extremadamente

fuertes provocando riesgo de incendio y explosión. Los catalizadores metálicos, tales

como platino y níquel, son de gran utilidad ya que aumentan enormemente estas

reacciones.

Elevadas concentraciones en el aire provocan una deficiencia de oxígeno con el riesgo

de inconsciencia o muerte. Comprobar el contenido de oxígeno antes de entrar en la

habitación. No hay advertencia de olor si hay concentraciones tóxicas presentes. Medir

concentraciones de hidrógeno con un detector de gas adecuado (un detector normal de

gas inflamable no es adecuado para este propósito).

TABLA 3. Propiedades Químicas del Hidrogeno

Propiedades Valores

Número atómico 1

Valencia 1

Estado de oxidación +1

Electronegatividad 2,1

Radio covalente 0,37

Radio iónico 2,08

19

Radio atómico -

Configuración electrónica 1s1

Primer potencial de ionización (eV) 13,65

Masa atómica (g/mol) 1,00797

Densidad (g/ml) 0,071

Punto de ebullición (ºC) -252,7

Punto de fusión (ºC) -259,2

Fuente: Propiedades químicas del hidrogeno. www.lenntech.es

2.5.-Sulfato de Calcio Dihidratado (CaSO4.2H 2O)

La roca natural denominada Aljez (sulfato de calcio dihidrato: CaSO4·2H2O), mediante

deshidratación, al que puede añadirse en fábrica determinadas adiciones de otras

sustancias químicas para modificar sus características de fraguado,

resistencia, adherencia, retención de agua y densidad, que una vez amasado con agua,

puede ser utilizado directamente.

También, se emplea para la elaboración de materiales prefabricados. El yeso, como

producto industrial, es sulfato de calcio hemihidrato (CaSO4·½H2O), también llamado

vulgarmente "yeso cocido". Se comercializa molido, en forma de polvo.

2.5.1.-Estado natural

En estado natural el aljez, piedra de yeso o yeso crudo, contiene 79,07% de sulfato de

calcio anhidro y 20,93% de agua y es considerado una roca sedimentaria, incolora o

blanca en estado puro, sin embargo, generalmente presenta impurezas que le confieren

20

variadas coloraciones, entre las que encontramos la arcilla, óxido de hierro, sílice,

caliza, vermiculita, etc.

En la naturaleza se encuentra la anhidrita o karstenita, sulfato de calcio (CaSO4),

presentando una estructura compacta y sacaroidea, que absorbe rápidamente el agua,

ocasionando un incremento en su volumen hasta de 30% ó 50%, siendo el peso

específico 2,9 y su dureza es de 2 en la escala de Mohs.

También se puede encontrar en estado natural la basanita, sulfato cálcico hemihidratado,

CaSO4·½H2O, aunque raramente, por ser más inestable.

2.5.2.-Proceso

El yeso natural, o Sulfato de Calcio Dihidratado (CaSO4·2H2O), está compuesto por

sulfato de calcio con dos moléculas de agua de hidratación.

Si se aumenta la temperatura hasta lograr el desprendimiento total de agua, fuertemente

combinada, se obtienen durante el proceso diferentes yesos empleados en construcción,

los que de acuerdo con las temperaturas crecientes de deshidratación pueden ser:

Temperatura ordinaria: piedra de yeso, o sulfato de calcio dihidratado: CaSO4·

2H2O.

107 °C: formación de sulfato de calcio hemihidrato: CaSO4·½H2O.

107–200 °C: desecación del hemihidrato, con fraguado más rápido que el anterior:

yeso comercial para estuco.

200–300 °C: yeso con ligero residuo de agua, de fraguado lentísimo y de gran

resistencia.

300–400 °C: yeso de fraguado aparentemente rápido, pero de muy baja resistencia

500–700 °C: yeso Anhidro o extra cocido, de fraguado lentísimo o nulo: yeso

muerto.

750–800 °C: empieza a formarse el yeso hidráulico.

800–1000 °C: yeso hidráulico normal, o de pavimento.

1000–1400 °C: yeso hidráulico con mayor proporción de cal libre y fraguado más

rápido.

2.5.3.-Usos

Es utilizado mayormente en construcción como pasta

para guarnecidos, enlucidos y revoques; como pasta de agarre y de juntas.

También es utilizado para obtener estucados y en la preparación de superficies

de soporte para la pintura artística al fresco.

Prefabricado, como paneles de yeso (Dry Wall o Sheet rock) para tabiques,

y escayolados para techos.

21

Se usa como aislante térmico, pues el yeso es mal conductor del calor y la

electricidad.

Para confeccionar moldes de dentaduras, en Odontología. Para

usos quirúrgicos en forma de férula para inmovilizar un hueso y facilitar la

regeneración ósea en una fractura.

En los moldes utilizados para preparación y reproducción de esculturas.

En la elaboración de tizas para escritura.

En la fabricación de cemento.

Fabricación de Jarrones decorativos

2.5.4.-Uso odontológico

Yeso Corriente o Tipo I

Es el más débil de los yesos, debido al tamaño y forma de sus partículas. Se genera

calentando en horno abierto a más de 100 °C. Es el que necesita más cantidad de agua, y

por lo mismo es más poroso y débil. Anteriormente se usaba para la toma de

impresiones en pacientes edéntulos, pero fue reemplazado por materiales menos rígidos

como los hidrocoloides y elastómeros. Este yeso se utiliza principalmente como

impresión final (impresión de lavado) para la fabricación de prótesis completas.

Yeso París o Tipo II

Es un poco más compacto y duro que el Tipo I. Se genera horneando en autoclave

cerrado a 128 °C. Sus partículas son más pequeñas y regulares que el tipo I, por lo

mismo, menos poroso y frágil. También llamado “Taller” o Hemihidrato Beta. Es el

más utilizado en odontología, se utiliza para realizar montajes en articulador y para

realizar los enmuflados de cocción en la confección de prótesis.

Yeso Extraduro

Tipo III o Piedra: se calienta a más de 125 °C, bajo presión y en presencia de vapor.

Es aún más duro que el tipo II, con partículas más regulares y finas, por lo que

necesita menos agua para fraguar. Es mucho menos poroso que los otros dos, menos

frágil, por lo que se usa para modelos preliminares de estudio. También es llamado

Hemihidrato Alfa.

Tipo IV o Densita: Es igual al yeso tipo III, pero se le agregan algunas resinas que

le mejoran características como porosidad, porcentaje de absorción de agua, etc. Se

utiliza para trabajar directamente en él y para la realización de troqueles. Sus

partículas más finas le otorgan una mejor precisión en el copiado de superficies. El

agua de cristalización es eliminada hirviendo el mineral en una solución de Cloruro

22

de Calcio (CaCl) al 30%. Posterirmente el CaCl es eliminado con agua a 100°C. No

se produce Dihidrato ya que a esta temperatura la solubilidad es cero.

Tipo V o Sintético: Es el más duro de todos con un porcentaje resinoso alto, sus

características son óptimas, es decir, altamente duro y resistente, no es poroso y no

absorbe mucha agua. Es el más resistente de todos, pero su alto costo limita su uso a

la realización de modelos de exhibición.

2.5.5.-Propiedades Físicas y Químicas del “Sulfato de Calcio o Yeso”

Es un mineral compuesto de sulfato de calcio dihidratado (CaSO4.2H2O). La materia

prima se obtiene a través de diversos tipos de operaciones mineras. Antes de su uso para

aplicaciones en medicina el sulfato de calcio debe ser examinado por sus impurezas,

tales como: silicatos, estroncio, plomo y otros materiales de origen natural. Cuando el

yeso se calienta a 110°C, se pierde agua en un proceso conocido como la calcinación. El

producto resultante es el sulfato de calcio hemihidratado, también conocido como yeso

de Paris.

CaSO4. 2H2O calor CaSO4. ½ H2O + 1½ H2O

La forma del sulfato de calcio hemihidratado, existe en dos formas, una Alfa y una Beta,

que difieren en tamaño de los cristales, superficie y red de imperfecciones. Aunque

estos materiales son químicamente idénticos difieren considerablemente en sus

propiedades físicas. La forma Alfa-hemihidratado es el yeso dental que se emplean en

modelos de diagnostico. Es muy duro y relativamente insoluble en comparación con el

Beta-hidratado.

El Beta-hemihidratado se caracteriza por un conjunto de cristales irregulares con poros

capilares intersticiales, mientras que el Alfa-hemihidrato contiene fragmentos de

división y prisma de cristales en forma de barra. Cuando el hemihidratado se mezcla

con agua, el dihidratado es formado en una leve reacción exotérmica.

CaSO4. ½ H2O + 1½ H2O CaSO4. 2 H2O + Calor

2.5.6.-Propiedades Regenerativas

El sulfato de calcio usado como sustituto óseo es absorbido por disolución en ocho

semanas, dependiendo del volumen y del sitio de implantación. A pesar de que no se

han descrito en detalle los posibles mecanismos con los que el SC promueve la

23

regeneración y reparación ósea existen explicaciones y observaciones plausibles de

diferentes autores que consideradas en conjunto, pueden explicar su acción.

Strocchi y Cols crearon defectos óseos en la tibia de conejos, que fueron llenados con

gránulos SC o hueso autógeno, la densidad microvascular se incrementó en los defectos

tratados con SC, lo que sugiere un efecto positivo sobre la angiogénesis necesaria para

promover la regeneración ósea.

En el campo odontológico los investigadores Lebourg y Biou en 1961, implantaron

sulfato de calcio en alvéolos después de la extracción de terceros molares inconclusos,

así como en los otros defectos óseos en la mandíbula y maxilar. Después de tres a cuatro

semanas se observó que la masa de sulfato de calcio se había reabsorbido

completamente, y la reparación ósea había sido acelerada en las áreas tratadas en

comparación con las áreas control. Los autores concluyeron que el sulfato de calcio

constituía un material favorable para el tratamiento de defectos óseos y justificaron tal

hecho por la habilidad del referido material en suplir iones inorgánicos fundamentales

para el proceso de reparación.

CUADRO 1. Cuadro comparativo de los diferentes injertos óseos

Autoinjerto AloinjertoSulfato de

CalcioFosfato de

CalcioGlass

BioactivoOsteoconductiv

oSi Si Si Si Si

Biocompatible Si Si Si Si SiDegradación Lenta Lenta Completo Lenta LentaHemostático No No Si No NoAngiogénico Débil No Fuerte No No

Barrera-Membrana

No No Si No No

Liberación Factor

CrecimientoNo No Si No No

Disponibilidad Limitada Ilimitada Ilimitada Ilimitada IlimitadaTransmisión Enfermedad

No Posible No No No

Fuente: Extraído de www.osseonews.com/dentogen-a-new-approach-to-bone-graftin.

3.-CONCLUSIONES

La deficiencia de calcio puede llegar a provocar osteoporosis en el cuerpo humano.

Se debe complementar el consumo de calcio con demás vitaminas para una mejor absorción y funcionamiento del organismo del ser humano.

El azufre forma parte de un gran número de compuestos inorgánicos.

24

El envenenamiento por azufre produce un fallo total de funcionalidad de órganos importantes.

El oxigeno es un gas esencial para el ser humano. El exceso de oxigeno inhalado provoca daños en pulmones. Altas concentraciones de hidrogeno mezclados con el aire provoca grandes

explosiones. El sulfato de calcio posee una gran historia a comparación de otros

biomateriales.

4.-RECOMENDACIONES

Mantener una dieta rica en calcio para prevenir problemas óseos como la osteoporosis

Evitar entrar en contacto con el azufre ya que puede ocasionar daños graves a la salud.

Evitar usar fuego cerca de oxigeno puro ya que es muy inflamable. Verificar la calidad del yeso al momento de utilizarlo ya sea en construcción o

en alguna fractura El actual proyecto se realizo en base a las normas de ICA y Normas INEN

5.-BIBLIOGRAFÍA

http://www.scielo.cl/pdf/piro/v4n3/art12.pdf

http://www.lenntech.es/periodica/elementos/

Lazary A, Balla B, Kosa JP, Bacsi K, Nagy Z, Takacs I,Varga PP, Speer G, Lakatos P. Effect of gypsum on proliferation and differentiation of MC3T3-E1 mouse osteoblastic cells. Biomaterials, 2007; 28: 393-399.

Nick M. Tovar, Ziv Mazor, Sachin Mamidwar, John L. Ricci. Reparación ósea en defectos periodontales el uso de un compuesto de aloinjerto y sulfato de calcio (DentoGen) como barrera. Journal of Oral Implantology Orim, 37-02-01.3d 2011.

25