constituidas por un ácido débil y su base conjugada (sal ... · • constituidas por un ácido...
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SOLUCIONES BUFFERS
• Constituidas por un ácido débil y su base conjugada (sal) permite la adición de ácido o base sin variar considerablemente el pH.
• La capacidad búffer es máximo una unidad por encima y por debajo del pK del ácido débil
pK = valor de pH en el cual las concentraciones del ácido y la sal son iguales
TITULACIÓN DEL ACIDO ACETICO CON NaOH
pKa
50% y 50%
NaOH añadido
Ecuación de Henderson-Hasselbach:pH = pKa + log [ A-] / [HA]
Un amortiguador natural
His
SOLUCION “BUFFER” o AMORTIGUADORA DE pH
“Mantiene constante el pH dentro de un rango determinado”
Ac. acético
Ac. acético
Ión acetato
Buffer: ACIDO ACETICO + ACETATO DE SODIO
Si añadimos por ejemplo NaOH a la solución buffer de Acido Acético/acetato de sodio se forma H2O
Cuando se añade un ácido fuerte a una solución buffer: la baseConjugada A- acepta protones de H3O+ para formar ácido débil HA evitando formación de grandes [ H3O+]
Soluciones constituidas por ACIDO
DEBIL y SAL DE ACIDO DEBIL
Ácido débil Sal o base conjugada
LOS SISTEMAS AMORTIGUADORES DE pH (Buffer) AYUDAN A MANTENER CONSTANTE EL pH
• Los organismos deben controlar el pH de losdiferentes compartimentos de sus células.
Ej: En el humano el pH de la sangre, debe estarcercano a 7.4
AMORTIGUADORES → Sistemas químicos quemantienen el pH relativamente constante.
Ecuación de “Henderson-Hasselbalch”
[A-]pH = pKa + log --------
[HA]
pK = - log Ka
Ka = constante de disociación del ácido débil
Ecuacion de Henderson-Hassebalch
[ A- ]• pH = pKa + log
[ HA ]
Si [A-] = [HA] ⇒ pH = pKa
pKa : pH al cual el ácido débil esta disociado en 50%
CAPACIDAD BUFFER:cantidad de [ H+] o de [OH-]
que puede recibir una sol. Buffer sin cambio significativo de su pH
Es máxima una unidad por encima y por debajo del pKa de su ácido débil.
Ejemplo:• Buffer de acetato: rango de capacidad
amortiguadora = 3.75 - 4.75• Buffer de histidina = 5.0 - 7.0• Buffer de lactato = 2.86 - 4.86
Soluciones constituídas por ACIDO DEBIL ySAL DE ACIDO DEBIL = “buffer”
Ejemplos de sistemas amortiguadores :
a. Acetato de sodio / Ácido acéticob.Bicarbonato / Acido carbónicoc. Proteína Básica / Proteína Acidad. Sistemas de Fosfatose.Cloruro de amonio / hidróxido de amonio
COMO MANTIENE CONSTANTE EL pH UN SISTEMA BUFFER?
Consideremos una solución buffer de ACETATO1. Que está constituída por:CH3C00H y CH3COONa = sol. buffer(Ác. Acético) (Acetato de sodio)(AC. DEBIL) (Sal del ácido débil)
2. Cada componente en la solución se disocia:a) CH3C00H se disocia en: CH3COO- + H +
b) CH3COONa se disocia en: CH3COO- + Na +
Cuando se adiciona una “base” por ejemplo cualquier XOH ……….
• Supongamos una base como NaOH1. Que se disocia en Na + + OH-
(base)2. Se elevaría el pH si no hay un sistema
buffer,pero…3. el OH- producido reacciona con el ácido débil de
la solución buffer así:CH3C00H + OH- → CH3C00- + H20
Por tanto el pH no se altera
Cuando se adiciona un “ácido”por ejemplo cualquier AH ……….
• Supongamos un ácido como HCl1. Que se disocia en Cl- + H+
(protón)2. Se bajaría el pH si no hay un sistema buffer,pero…3. el H + producido es atrapado por el ión CH3C00- de la
solución buffer y que pasa a funcionar como baseCH3C00- + H +→ CH3C00H + H20
Por tanto el pH se mantiene constante
Importancia de los sistemas buffer en los seres vivos
1. Sus reacciones químicas son generalmente dependientes del pH
2. Hay reacciones que producen ácidos(↓ pH) y otras producen bases(↑pH) Ej. pH del plasma(7.35-7.45), pH gástrico(1.2-3.0), páncreas(7.8-8.0)
3. Cada fluído, compartimento u órgano funciona de modo óptimo a un valor de pH que entonces debe permanecer constante
Las enzimas tienen pH óptimo de funcionamiento. Ejemplo……..
PEPSINA: enzima gástrica, funciona a pH = 1.5-2-5TRIPSINA: ez. Intestinal, pH óptimo 7.5-8.5 y FOSFATASA ALCALINA: ez. intestinal, pH óptimo = 8-9
Algunos sistemas buffer en el humano:1. En el plasma: a) bicarbonato/ácido carbónico = HCO3
- / H2CO3
b) Proteína básica / proteína ácidac) Fosfato monohidrogenado / fosfato dihidrogenado
Ejemplo: Na2HPO4 / NaH2PO4
2. En los eritrocitos o glóbulos rojos se encuentran:a) y c), en el caso b) la hemoglobina en su forma ácida y básica
Nota: en acidosis metabólica por diabetes, ejercicio intenso, inanición, diarrea etc. disminuye el bicarbonato mientras que el ácido carbónico está igual
Control de pH en el organismo….
• Importante principalmente para las funciones pulmonar y renal por medio de los cuales se elimina el exceso de H+:
1. La función pulmonar reduce la pCO2 en la sangre aumentando la relación [HCO3
- ] / [H2CO3 ]
2. La función de los riñones es extraer de la sangre tanto HCO3
- como sea necesario y produciendo más transformando el CO2
3. La función de los riñones es extraer de la sangre tanto HCO3
- como sea necesario y producir más transformando el CO2 en HCO3
- y H+ .4. El H+ se elimina mediante el sistema buffer
HPO4= / H2PO4
- ó como NH4+
5. Todas estas las reacciones buffer se acoplan juntas:
1. H+ + NH3 → NH4+
2. H+ + HCO3- → H2O + CO2
3. H+ + HPO4= → H2PO4
-
6. Los procesos anteriores estan muy relacionados con la propiedad de la Hemoglobina de transportar O2 y CO2