IONIZACIÓN DEL AGUAIONIZACIÓN DEL AGUA

HH++ H H H H

OO----- H --- O == O ---H + OH--- H --- O == O ---H + OH--

HH+ + H HH H

Hay una tendencia del H a disociarse del O al que se halla Hay una tendencia del H a disociarse del O al que se halla unido covalentemente.unido covalentemente.

El H salta al O de la molécula adyacente a la cual se halla El H salta al O de la molécula adyacente a la cual se halla unido por puente de H.unido por puente de H.

Se forma el Ión hidronio (HSe forma el Ión hidronio (H33O) y el Ión hidroxilo (OH).O) y el Ión hidroxilo (OH).

En un litro de agua pura 25En un litro de agua pura 25ºº en un momento dado existen en un momento dado existen 1x101x1077mol.mol.

de Iones Hde Iones H33OO+ + y una cantidad igual de OHy una cantidad igual de OH--, según las , según las medidas de conductividad eléctrica.medidas de conductividad eléctrica.

El producto de ionización del agua es un proceso de El producto de ionización del agua es un proceso de equilibrioequilibrio

HH22O H + OHO H + OH El producto iónico del agua es la base para la escala de pH, El producto iónico del agua es la base para la escala de pH,

que es un medio de designar la concentración real de H y que es un medio de designar la concentración real de H y OH en cualquier disolución acuosa.OH en cualquier disolución acuosa.

Al tratar con soluciones acuosas de ácidos (pH) y bases Al tratar con soluciones acuosas de ácidos (pH) y bases (pOH), expresan las concentraciones de H y OH en términos (pOH), expresan las concentraciones de H y OH en términos de logaritmo negativo de la concentración.de logaritmo negativo de la concentración.

En una disolución neutra a 25En una disolución neutra a 25ºº

HH++ = OH = OH-- = 1,0 x 10-7M = -log 1 x 10-7 = 7 = 1,0 x 10-7M = -log 1 x 10-7 = 7 Se deduce que el PH de tal disolución es:Se deduce que el PH de tal disolución es:

pH = -log 1 x 10-7 = 7,0pH = -log 1 x 10-7 = 7,0

Se deduce que: Se deduce que: pH + pOH = 14pH + pOH = 14 Cuando el pH es < que 7 la solución es ácida y > que 7Cuando el pH es < que 7 la solución es ácida y > que 7 pH = 7, la solución es neutrapH = 7, la solución es neutra El valor de 7 para el pH de una solución neutra deriva del El valor de 7 para el pH de una solución neutra deriva del

valor absoluto del producto iónico del agua a 25valor absoluto del producto iónico del agua a 25ooCC

pHpH

pH - AMORTIGUADORESpH - AMORTIGUADORES

ACIDO – BASEACIDO – BASE

CONCEPTO DE ARRENHEUS (1834)CONCEPTO DE ARRENHEUS (1834)

- ÁCIDO.- Sustancia que en solución acuosa desprende protones.- ÁCIDO.- Sustancia que en solución acuosa desprende protones.

- BASE.- Sustancia que desprende iones OH.- BASE.- Sustancia que desprende iones OH.

En una reacción de neutralización entre un ácido y una baseEn una reacción de neutralización entre un ácido y una base

produce una sal y agua.produce una sal y agua.

HA + BOH BA + HHA + BOH BA + H22OO

ácido base sal aguaácido base sal agua CONCEPTO DE BRÖNSTED Y LOURYCONCEPTO DE BRÖNSTED Y LOURY

- - ÁCIDOÁCIDO.- .- Sustancia que desprende (H) protones (donador de H)Sustancia que desprende (H) protones (donador de H)

- BASE.- Sustancia que se combina con protones (aceptor de H)- BASE.- Sustancia que se combina con protones (aceptor de H)

La reacción de neutralización implica una transferencia de protones.La reacción de neutralización implica una transferencia de protones.

Al perder un H un ácido forma una base y, una base forma un ácido Al perder un H un ácido forma una base y, una base forma un ácido al ganar un H.al ganar un H.

Ácido H + Base ; Base + H ÁcidoÁcido H + Base ; Base + H Ácido

HNOHNO33 + H + H22O NOO NO33-- + H + H33OO++

ácido baseácido base base conjugada ácido conjugado base conjugada ácido conjugado

NHNH3 3 + H+ H22O NHO NH44++ + OH + OH--

base ácido ácido conjugado base conjugadobase ácido ácido conjugado base conjugado

PARES CONJUGADOSPARES CONJUGADOS.- Especies iónicas que se diferencian en .- Especies iónicas que se diferencian en un Hun H++, están constituidos por un ácido y su base conjugada o una , están constituidos por un ácido y su base conjugada o una base y su ácido conjugadobase y su ácido conjugado

BUFFERBUFFER

Ejem: CH3COOH + H2O CH3COO + H3OEjem: CH3COOH + H2O CH3COO + H3O Ácido base base conj. Ác. Conj.Ácido base base conj. Ác. Conj. BufferBuffer - son mezclas de un ácido débil y su sal conjugada- son mezclas de un ácido débil y su sal conjugada

CH3COOH / CH3COONa.CH3COOH / CH3COONa. ¿Cómo actúa un Buffer?¿Cómo actúa un Buffer? Si se agrega un base al buffer ejem: NaOHSi se agrega un base al buffer ejem: NaOH

NaNaOHOH Na Na++ + + OHOH--

OHOH-- + + H H = H2O = H2O

CH3COOCH3COOHH/CH3COO/CH3COO-- CH3COO/CH3COO CH3COO/CH3COO dona dona HH

SOLUCIÓN BUFFERSOLUCIÓN BUFFER

Si se agrega un ácido al buffer: ejem: HCLSi se agrega un ácido al buffer: ejem: HCL

HHcl -- cl -- H H + cl + cl

CH3COOCH3COO-- + + H H = CH3COOH = CH3COOH

CH3COOH / CH3COOH / CH3COOCH3COO-- Na ác. débil Na ác. débil

Solución Buffer, Amortiguadora, TampónSolución Buffer, Amortiguadora, Tampón.- Son .- Son aquellasaquellas que que ante la adición de un ácido o base son capaces de ante la adición de un ácido o base son capaces de reaccionarreaccionar oponiendo la parte del componente oponiendo la parte del componente ácidoácido o básico manteniendo fijo o básico manteniendo fijo el pH.el pH.

CAPACIDAD AMORTIGUADORA.- CAPACIDAD AMORTIGUADORA.- Es la cantidad de ácido o base Es la cantidad de ácido o base que el amortiguador puede neutralizar antes que su pH varie en una que el amortiguador puede neutralizar antes que su pH varie en una medida apreciable, y depende de su cantidad de ácido y basemedida apreciable, y depende de su cantidad de ácido y base

pH de las Soluciones BufferpH de las Soluciones Buffer

El pH del amortiguador depende de las concentraciones relativas El pH del amortiguador depende de las concentraciones relativas que constituyen el amortiguador, y de la constante de disociación que constituyen el amortiguador, y de la constante de disociación del ácido.del ácido.

El pH de una solución amortiguadora puede calcularse mediante la El pH de una solución amortiguadora puede calcularse mediante la Ecuación de Henderson - HassebachEcuación de Henderson - Hassebach

pH = pKa + log (Sal)pH = pKa + log (Sal)

(ácido)(ácido)

AMORTIGUADORES FISIOLÓGICOSAMORTIGUADORES FISIOLÓGICOS

En el organismo se forman continuamente iones H a partir de:En el organismo se forman continuamente iones H a partir de: - Catabolismo de proteínas y moléculas biológicas que liberan - Catabolismo de proteínas y moléculas biológicas que liberan

ácidos hacia el líquido extracelular donde se disocian en H y ácidos hacia el líquido extracelular donde se disocian en H y aniones.aniones.

- Disociación de los ácidos grasos y ácido láctico- Disociación de los ácidos grasos y ácido láctico

- Disociación del ácido carbónico (H- Disociación del ácido carbónico (H22COCO33) formado a partir del ) formado a partir del COCO22..

La concentración de H en el líquido extracelular es La concentración de H en el líquido extracelular es fundamental para:fundamental para:

- Mantenimiento de la estructura y actividad de las proteínas - Mantenimiento de la estructura y actividad de las proteínas - Distribución de iones entre las células y el líquido extracelular.- Distribución de iones entre las células y el líquido extracelular. Los ácidos producidos metabólicamente son neutralizados:Los ácidos producidos metabólicamente son neutralizados: - Bases de los alimentos- Bases de los alimentos - Por el organismo mediante: a) tamponamiento del ác. o base y - Por el organismo mediante: a) tamponamiento del ác. o base y b) eliminación del ácido o baseb) eliminación del ácido o base

CO2 + H2O H2CO3 HCO3NA

Acidosis RespiratoriaAcidosis Respiratoria

REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO REGULACIÓN DEL EQUILIBRIO ÁCIDO BASEBASE

TAMPÓN INTRACELULARTAMPÓN INTRACELULAR

1.- Sistema Fosfato H1.- Sistema Fosfato H22POPO44 / HPO / HPO44, con un pK = 7,2 ó 6,8, con un pK = 7,2 ó 6,8

2.- Otros fosfatos orgánicos:2.- Otros fosfatos orgánicos:

- glucosa 6 fosfato- glucosa 6 fosfato

- ATP- ATP

3.- Tampón hemoglobina reducida/Oxihemoglinato H3.- Tampón hemoglobina reducida/Oxihemoglinato H22bObO22/HbO/HbO22

Tampones ExtracelularesTampones Extracelulares

1.- 1.- El principal Tampón extracelular en la sangre y fluidos El principal Tampón extracelular en la sangre y fluidos

intersticiales es el intersticiales es el Sistema BicarbonatoSistema Bicarbonato

HH22COCO33 / HCO / HCO33 con un pK = 6,1 con un pK = 6,1

2.- 2.- Proteínas y aminoácidosProteínas y aminoácidos

BufferBuffer

Buffer intracelular proceso intracelulares Buffer intracelular proceso intracelulares que minimizan los cambios de pH en que minimizan los cambios de pH en respuesta a un ácido o alcali.respuesta a un ácido o alcali.

1) Buffer físico químico: Proteínas Fosfatos1) Buffer físico químico: Proteínas Fosfatos 2)Buffer Metabólico: cambios en act. 2)Buffer Metabólico: cambios en act.

enzimatica, alt. vía glucolítica enzimatica, alt. vía glucolítica 3)Buffer Organelar : secuestro o liberación 3)Buffer Organelar : secuestro o liberación

desde los organelos citoplasmaticos desde los organelos citoplasmaticos

ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ALTERACIONES DEL EQUILIBRIO ACIDO BASICOACIDO BASICO

Los excesos de ácido carbónico y bicarbonato de sodio que se Los excesos de ácido carbónico y bicarbonato de sodio que se producen al realizar su función amortiguadora deben ser producen al realizar su función amortiguadora deben ser eliminados del organismo.eliminados del organismo.

CO2

HCO3

Alteraciones Acido BásicasAlteraciones Acido Básicas

Acidosis respiratoria: dificultad para eliminar CO2. (Neumonía).Acidosis respiratoria: dificultad para eliminar CO2. (Neumonía).

Alcalosis respiratoria: Eliminación exagerada de Alcalosis respiratoria: Eliminación exagerada de CO2 (hiperventilación).CO2 (hiperventilación).

Acidosis metabólica : Eliminación exagerada Acidosis metabólica : Eliminación exagerada de bicarbonato.de bicarbonato.

Alcalosis metabólica: Poca eliminación de Alcalosis metabólica: Poca eliminación de bicarbonato (falla renal).bicarbonato (falla renal).