acidos y bases aplicaciones

7/23/2019 Acidos y Bases Aplicaciones

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Profesores:

Hugo Villanueva V.Alberto Salazar G.

Angel Alvarado Y.

Unidad 1

Clase 6

Fundamentos de las

soluciones ácidas y básicasFundamento de soluciones amortiguadoras



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Logros

•Determina y expresa el pH de los líquidos biológicosdel ser humano.

•Conoce el mecanismo de acción de losamortiguadores fisiológicos.

•Explica la aplicación de la Ecuación de Henderson-Hasselbach en la medicina.



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cidos y bases de !e"is

Ácido Es una sustancia capaz de donar protones. HCl ac H+

ac Protón hidrogenión + Cl-ac

Base Es una sustancia capaz de aceptar protones. H# # -$H H%$ l

cidos y bases de &ronsted

ÁcidoEs una sustancia capaz de aceptar un par de electrones.

BaseEs una sustancia que puede donar un par de electrones.



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Ácido Es una sustancia capaz de donar protones. HCl ac H+

ac Protón hidrogenión + Cl-ac

Ácidos fuertes'on electrolitos fuertes( que se ioni)an completamenteen el agua. !a mayoría son *cidos inorg*nicos.

H+$, ac # H% H, $# ac # +$-,ac

HCl$ ac # H% H, $# ac # C!$- ac

H%'$ ac # H% H, $# ac # H'$- ac



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Ácidos débiles

'on aquellos que se ioni)an( sólo en forma limitada( enel agua.

CH3-COOH + H2O CH3-COO- + H3O+



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Base Es una sustancia capaz de aceptar protones. H+ + -H H! l

!os hidróxidos de metales alcalinos no son base de&ronsted( ya que son incapaces de aceptar protones./ero( el ion hidroxilo 0-$H1( que se forma cuando se

ioni)an( es una base de &ronsted porque puede aceptarun protón.

Bases fuertes'on electrolitos fuertes que se ioni)an completamente

en el agua. +a$H s # H%$ +a#ac # % -$H ac

2$H s # H%$ 2# ac # % -$H ac



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Bases débiles

'on electrolitos d3biles. El amoniaco es una base d3bil(ya que una peque4a fracción de la mol3cula disuelta(reacciona con el agua para formar iones amonio ehidroxilos5 NH

3 ac

+ H2O NH+

4 ac

+ -OHac

El amoniaco no se ioni)a como un *cido porque no sedesdobla para formar iones de manera seme6ante acomo lo hace el HCl.



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Pares conjugados ácido-base"e define co#o un $cido % su base con&ugada o co#o una base % su

$cido con&ugado.

Ácido y su base conjugada El *cido ac3tico es soluble en agua en todas proporciones. 7tili)andola teoría de &ronsted y !o"ry( se demuestra que es un *cido d3bil yforma pares con6ugados.

H3-OOH + H2O <===== H3-OO- + H3 O+

cido d3bil base base con6ugada *cido con6ugado del

*cido d3bil!ase y su ácido conjugado

NH3 + H2O <===== NH+4 + -OH

&ase *cido *cido con6ugado basecon6ugada de la

base d3bil



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Constante de equilibrio

"'ante (ugust (rrhenius) en *, postuló la for#ación deiones en soluciones acuosas.

efinió a un $cido co#o un co#puesto que al entrar ensolución acuosa produce el ion hidrógeno H+/) % una base co#o

un hidró0ido que al disociarse en agua produce el ion hidro0ilo-H/.

El agua puede co#portarse co#o $cido o co#o base $lcali)hidró0ido/ dependiendo de la sustancia con la que reaccione.

H! <===== H+ + -H

H2O + H2O <===== H3O+ + -OH



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El agua reacciona consigo misma y se establece unequilibrio din*mico( que se representa mediante laecuación química de la disociación o ioni)ación del aguaquímicamente pura5

H2O + H2O "#####$ H3O+ + -OH

'u constante de equilibrio es52e 8 9H,$#: 9-$H:

9H%$:%

De donde 2e 9H%$:% 8 2" 0producto i;nico del agua1 2" 8 9H,$#:9$H-:



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Ácidos d%biles y la constante de ioni&aci'n de un

ácido5

(a H) ac + H2O "#####$ H3O+

ac + -) ac

'u constante de equilibrio o 2a 0constante de ioni)ación deun *cido1.!a expresión del equilibrio5

2a 8 9H,$#: 9<-: o Ka = [H+] [A-]

9H<: [HA]



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!ases d%biles y la constante de ioni&aci'n de una

base5

(b

NH3 + H2O "#####$ NH+4 + -OH

'u constante de equilibrio o 2b 0constante de ioni)ación deuna base1.En la reacción se consume muy pocas mol3culas de agua(por lo que la 9H%$: se trata como una constante.!a expresión del equilibrio5

2b 8 9+H#: 9-$H:

9+H,:



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El pH

"oren "orensen) propuso) en*121) una #edida pr$ctica de laacidez) deno#inada pH) quesignifica 3potencial dehidrógeno4

El pH de una disolución se defineco#o el logarit#o negati'o de laconcentración del ion hidrogeno

en #ol56/7 !H = - log "#$

El pH es una #edida de la acidezo basicidad de una solución.



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!. eter#inación del pH de bases fuertes

Entre las bases fuertes que tienen relación con lamedicina tenemos5 NaOH* (OH* LiOH

=órmula5 OH # - log ,. y H # - log ,.

=órmula5 H # - log ,.

%ntre los &cidos 'uertes (ue tienen relaci)n con la medicinatenemos* HCl H2,O HClO

*. eter#inación del pH de $cidos fuertes



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8. eter#inación del pH de $cidos débiles

Entre los *cidos d3biles que tienen relación con lamedicina tenemos5 *cidos org*nicos( *cido ac3tico(*cido pir>?ico( *cido f3nico( *cido carbónico yf*rmacos *cidos d3biles.

=órmula5 H # / (a 0 / log ,. 2 2



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9. eter#inación del pH de bases débiles

Entre los *cidos d3biles que tienen relación con lamedicina tenemos5 f*rmacos y mol3culas org*nicascon grupos aminos.

F'rmula1 H # ( 0 / (b + / log ,. 2 2

onde el ( # /4



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"oluciones a#ortiguadoras

7na solución buffer( tampón o amortiguadora( esuna disolución de5 7n *cido d3bil con su sal5

H2O3 "#####$ NaHO3

7na base d3bil y su sal5

NH3 "#####$ NH+4l



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ecanismo de acci'n* cuandollega ácidos H+51

NaHO3 + H+ H2O3 # +a#

ecanismo de acci'n* cuandollega bases -OH51

H2O3 + -OH HO-3 Na#+ H2O

ecanismo de acci'n de los amortiguadores

@ecanismo de acción de los buffer para regular las

concentraciones de hidrogeniones y mantener el pH constantedel medio interno.

H2O3 "#####$ NaHO3



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Ecuación de Henderson-Hasselbach

!a ecuación de Henderson-Hasselbach se utili)a para5Conocer la relación de lasformas ioni)adas y noioni)adas de los sistemasamortiguadores delorganismo.Determinar el grado deioni)ación de los f*rmacosen el AB.

C#%

Cm%

,UB.%/012U.3CO

.O43C3505

#.

C

t



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6jercicios de alicaci'n m%dicaPara desarrollar en la clase de teor7a con su

ro8esor



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6-/.'e ha generado ,( g de *cido clorhídrico en las c3lulasparietales del estómago( el mismo que se ha me)clado con litro de los líquidos que forman el 6ugo g*strico. 'e deseadeterminar el pH de dicho *cido.Desarrollo5

6-2. < una comida de tipo oriental se le ha adicionado ( !

de salsa de soya 0sillao en cantones o shFyu en 6apon3s1 quecontiene ( g +a$H. Determine el pH de la salsa de soya.Desarrollo

eterminaci'n del H



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6-3.7n paciente ?a al @3dico 7rólogo( por referir unadolencia renal. 'e procede al an*lisis de orina( encontrandoagua y di?ersos desechos nitrogenados tóxicos 0ureaH%+C$+H% %G g!( con un 2b de (G, x %I *cido >ricoCG+$,H (G @( con una 2a de (J x -KI urato5CG+$,H,+a (% @1. El 7rólogo recibe dicha información(

pero no tiene el pH de la orina( ya que( si el pH es menor a K(existe un alto riesgo de formar c*lculos de *cido >rico./or lo que desea determinar50a1 El pH de la orina asumiendo que depende >nicamente dela urea.0b1 El pH de la orina( si el *cido >rico y el urato de sodio

forman el sistema amortiguador5 *cido >ricourato. Comentesi el paciente se encuentra en riesgo de formar c*lculos de*cido >rico.



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6-4. 'i conocemos que en promedio el pH de la sangre es deJ( y la 2a del sistema amortiguador bicarbonato es de

J(L,%%,J x -J

. Determine la relación de ionesbicarbonato*cido carbónico 0HC$-, H%C$,15

De acuerdo a su resultado( comente si la relación es de %en estado fisiológico.

6-9. 7n paciente( consume mg de *cido acetilsalicílico(para pre?enir un @<. Conociendo el p2a del <<' 0,.G1( sedesea5a1 'aber la disociación del <<' que sufre con el agua a ni?eldel AB. @encione su forma aniónica y catiónica5

b1 Determinar el grado de ioni)ación a ni?el g*strico(considerando el pH del estómago a .G5

c1 @encione( cu*l de las formas del f*rmaco( se absorbe en elestómago y en el intestino5



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6-:; !a sangre ?enosa tiene una concentración de

hidrogeniones de (KK,GL%% x -

moles!( mientras quela sangre arterial posee ,(G,,L% x - moles!. 'edesea conocer el pH de la sangre ?enosa y arterial.De acuerdo a su resultado mencione si est*n dentro del rangonormal( en acidosis o en alcalosis5Desarrollo

6-<; El líquido cefalorraquídeo 0!CM1 se forma en los plexoscoroideos 0red de capilares1( locali)ados en los ?entrículosencef*licos( secret*ndose diariamente G m!( con una

densidad de (G gm! y una concentración de H# de%(LG% x - moles!. 'e desea determinar el pH del !CM( yde acuerdo a su resultado diga si se encuentra en el rangonormal o con un proceso infeccioso 0en caso de tener un pH*cido15



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6-=; 'e tiene K g de *cido ac3tico en % litros de agua

destilada. 'e desea conocer su pH( sabiendo que su 2a 8 (x -G.

6->. 'e tiene (J g de amoníaco en litros de aguadestilada. 'e desea conocer el pH de la solución( sabiendoque su 2b 8 ( x -G.

6-/?. 'e han disuelto L(K g de *cido sulf>rico( form*ndoseuna solución de litros. 'e desea conocer el p$H de dichasolución5



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Nuímica @3dica

=undamento del pH y sistemasamortiguadores fisiológicos



L7@uidos biol'gicos H

'angre ?enosa'angre arterial

J(,GJ(G

'ali?a K(-J(

'ali?a 0pacientes con c*ncer1 (G-G(J

$rina K(-(

!agrima J(G

pH de los líquidos del ser humano



L7@uidos biol'gicos H

Duodeno 0!u)1 ,Duodeno 0superficie de ?ellosidades1 G(G

Oeyuno 0lu)1 K-J

Pugo g*strico (G-%(!agrima J(G

'udor humano G(G

!íquido amniótico J(-J(G

'emen J(%-(

Qómito ,(



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6@uilibrio ácido base)mortiguadores 8isiol'gicos

6@uilibrio ácidoAbase

mplica que se mantenga un pH en sangre de J(,G( por

deba6o del cual se habla de acidemia y por encima deJ(G se produce la alcalemia.

/ara mantener este pH el organismo tiene mecanismosde compensación que hacen que las ?ariaciones de pH

deri?adas de las ?ariaciones metabólicas se compensenpara ?ol?er a la situación de pH adecuado.



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ecanismos de comensaci'n

Bistema amortiguador que es el m*s inmediato5 'istema carbónico bicarbonato 0H%C$, HC$-

,1 'istema fosfatos 0H%/$ H/$8

1 /roteinas plasm*ticas5!as proteínas se comportan como anfolitos( que suelen

captar protones( frente a un incremento de H#



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Bistema resiratorio

/uede compensar un cambio en la producción deprotones( al eliminar C$%.

Bistema renal

El t>bulo tiene la capacidad para secretar protones eintercambiarlos con sodio( permite que por la orina seeliminen protones y se compense el pH( esta eliminaciónde protones por la orina tiene un límite porque si laconcentración de protones en orina implica un pH de (G

estamos en el límite de excreción libre de protones( portanto se tienen que combinar con los fosfatos o con el iónamonio.



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)cidosis/uede tener origen respiratorio o metabólico. /; )cidosis resiratoria1/or aumento de la presión arterial de C$% y se acompa4ade un ligero descenso de pH 0aumento de protones1( estoindica dificultad para eliminar el C$%.< medida que aumenta la presión de C$%( aumenta laconcentración de protones y por tanto la acide)respiratoria./ara compensar se pone en marcha el mecanismo del5'istema amortiguador bicarbonato( que e?ita la subida deprotones en el plasma.'istema renal que eliminan los protones por la orina *ciday reabsorben el bicarbonato. /redomina la concentraciónde protones frente a la concentración de iones bicarbonato.

)lteraciones del e@uilibrio ácidoAbase



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lases de acidosis resiratoria)cidosis agudamplica una concentración de iones bicarbonato ba6a( uncloro en orina normal y un pH en orina normal o ligeramenteba6o.

'e produce por5$bstrucción de los conductos respiratorios que puede ser

acti?a 0espasmo faríngeo1 o pasi?a 0aspiración de contenidog*strico( edemas( bocio1.

&a6ada del control de los centros respiratorios sobre larespiración.

Arastornos musculares o de la ca6a tor*cica.

En todos los casos se da un descenso de la eliminación deC$% y por tanto un aumento de protones en plasma.



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!a acidosis aguda funciona con un ni?el normal de cloro(pero la crónica puede cursar con o sin hipercloremia.

Hiercloremia

'e produce un incremento de la concentración de clorodebido principalmente a una alteración ligada a laeliminación de protones por el ri4ón( de forma que si se

secreta gran cantidad de protones hace que se reabsorbacloro dando hipercloremia.Cuando se da una acidosis crónica suele descender el cloroen plasma y esto la diferencia de la acidosis metabólica.



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!a acidosis aguda funciona con un ni?el normal de cloro(pero la crónica puede cursar con o sin hipercloremia.

)cidosis cr'nica'e debe a patologías que dan un descenso de las funcionesrespiratorias como enfermedades obstructi?as 0enfisema(bronquitis crónica1 o a trastornos restricti?os de la?entilación 0obesidad( alteraciones neuromusculares1.

'i estas patologías son puntuales ser* una acidosisrespiratoria aguda.'e compensa con mecanismos renales.



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2; )cidosis metab'lica son Ciercloremia1

'e produce cuando5

En la cetoacidosis diab%tica( debido a un aumento de loscuerpos cetónicos en plasma.<l incrementarse y acumularse los cuerpos cetónicos( el pHsanguíneo es *cido.

En el ejercicio intenso( se origina *cido l*ctico y por tantoun descenso de pH.

/or %rdida de la caacidad renal para elimina los

protones.



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)lcalosis

!a alcalosis puede ser respiratoria y metabólica.

/; )lcalosis resiratoriaEs debido a un descenso de la presión parcial de C$% y laconcentración de iones bicarbonato.Ello se produce5

Cuando se da CierDentilaci'n que se puede deber aalteración de los centros de control de respiración. /ore6emplo5 en el coma hep*tico por el aumento de sodio yconcentración de amonio.

En la Dentilaci'n asistida( debido al ritmo constante de larespiración.

!os síntomas de la alcalosis respiratoria dan errores en elintercambio de gases.



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2; )lcalosis metab'lica

'e genera por aumento de la concentración de ionesbicarbonato en plasma.El signo m*s claro de esta alcalosis es el aumento de H en plasma y la aarici'n de iones bicarbonato en orina de forma que la alcalosis metabólica implica la reabsorciónneta de protones y aparición para compensar de iones

bicarbonato en la orina.

!os síntomas de la alcalosis metabólica sonhiperexcitabilidad ner?iosa y muscular dando con?ulsiones(tetania y agotamiento muscular que puede lle?ar a la asfixia

por la tetania del diafragma.



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!a alcalosis metab'lica( se produce5

Cuando hay un aumento de Dolumen eEtracelular( pore6emplo por los mineralocorticoides que dan un aumentode la reabsorción de agua.

/or el consumo eEcesiDo de regali& porque uno de suscomponentes es agonista de la aldosterona.

Cuando hay un d%8icit cr'nico de otasio por consumoinsuficiente o por p3rdida 0hipopotasemia1.



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ecanismo de acci'n de los amortiguadores

@ecanismo de acción de los buffer para regular lasconcentraciones de hidrogeniones y mantener el pHconstante del medio interno.

H2O3 "#####$ NaHO3

ecanismo de acci'n* cuando llega ácidos H+51

H2O3 + H+ "#####$ NaHO3

ecanismo de acci'n* cuando llega bases -OH51

H2O3 + -OH"#####$ NaHO3



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)licaci'n de la ecuaci'n de Henderson-HasselbacC

!os 8ármacos ácidos d%biles con grupos carboxílicos seioni&an en 8orma ani'nica* seg>n la E. de

Henderson-Hasselbach.) H ácido* se encuentran en mayor orcentaje ensu 8orma no ioni&ada o no disociada y suelen serliposolubles por lo que son f*cilmente absorbidos en

medios *cidos g*stricos de pH a ,.GI ya que espr*cticamente una solución de *cido clorhídrico de . +./ero a pesar de esto( la capacidad de absorción g*stricaes limitada( debido a que su epitelio g*strico est*re?estido por una capa mucosa gruesa( por tener su *rea

superficial peque4a y debido al tiempo de e?acuacióng*strica.

< H básico* se ioni&an en medios b*sicos intestinaleso cuando se alcalini)a el 6ugo g*strico.



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!os 8ármaco básicos d%biles con grupos nitrogenados se ioni&an en 8orma cati'nica* seg>n la E. de Henderson-

Hasselbach.

< H básico( predomina la 8orma no ioni&ada 0muylipofílica1( que se absorbe en medios b*sicos intestinales depH G.G en la superficie de las ?ellosidades( de , en la lu) delduodeno y de K-J en la lu) yeyunal.

< H ácido( se ioni&a en medios *cidos g*stricos( por loque su absorción es pr*cticamente nula a ni?el g*strico.

'in embargo( la rapide) e índice de absorción de un f*rmaco

en el intestino es mayor que en el estómago( sea cual sea elpH y el grado de ioni)ación( debido a que las ?ellosidades delduodeno y yeyuno poseen una gran superficie de absorciónde % m% y a la ?asculari)ación de la mucosa.



GRACIASGRACIAS

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