Amortiguadores - Practica PDF

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Resumen de clase de amortiguadores ...

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Nombre: Mónica Pérez Muñoz.

AMORTIGUADORES Los amortiguadores son sistemas acuosos que tienden a resistir los cambios en el pH cuando se les agregan pequeñas cantidades de ácido (H+) o base (OH-).  Son los sistemas encargados de evitar grandes variaciones del valor de pH.  También son los denominados “amortiguadores, buffer, o tampones”.  Mantienen su pH a valores aproximadamente constantes.  Cuando está basada en un ácido débil contiene concentraciones relativamente altas del ácido débil y de la sal del ácido.  ” Los amortiguadores resisten tanto a la adición de ácidos como de bases. “

Un sistema amortiguador consiste de un ácido débil (dador de protones) y su base conjugada (aceptor de protones). Por ejemplo una mezcla de concentraciones iguales de ácido acético e ion acetato, que se encuentra en el punto medio de las gráficas anteriores en un sistema amortiguador. Nótese que la capacidad amortiguadora de los ácidos débiles varía y para los mostrados en las gráficas anteriores. Para el ácido acético es de 3.76 a 5.76 unidades de pH; para el fosfato dihidrogenado es de 5.86 a 7.86 unidades de pH y para el amoniaco es de 8.25 a 10.25 unidades de pH. La capacidad amortiguadora va una unidad por arriba y una por debajo de su pKa, pues es precisamente en esta región en donde el agregar H+ u OH- tiene menor efecto. En esta región los dos equilibrios que existen en la solución, la disociación del agua y la del ácido en cuestión, balancean las concentraciones agregadas de ácido o base, de tal manera que la suma de los componentes de las reacciones no varía, solo lo hace su relación de acuerdo con:

IMPORTANCIA BILÓGICA DE LOS AMORTIGUADORES: El bicarbonato y otros amortiguadores en circunstancias normales mantienen el pH del liquido extracelular entre 7.35 y 7.45. las alteraciones sospechadas del equilibrio ácido básico se verifican al medir el pH de la sangre arterial y el contenido de CO2 de la sangre venosa. Algunas causas de la acidosis (pH sanguíneo < 7.35) son cetosis diabética y acidosis Láctica. la alcalosis (pH > 7.45) puede presentarse después de vomito de contenidos gástricos ácidos. además, la diabetes insípida nefrogenica, que comprende la incapacidad de concentrar orina o para hacer concentraciones o cambios sutiles de la osmolaridad del líquido, se produce por la falta de capacidad de respuesta de los autores receptores de los túbulos renales de ADH en conjunto con la Capacidad de diferencia de PH

SISTEMA DE AMORTIGUACIÓN EN CÉLULAS SANGUÍNEAS: 

Mantener el pH en los fluidos intra y extracelulares es fundamental puesto que ello influye en la actividad biológica de las proteínas, enzimas, hormonas, la distribución de iones a través de membranas, etc.

TAMPONES FISIOLÓGICOS: Los tampones fisiológicos son la primera línea de defensa frente a los cambios de pH de los líquidos corporales, entre los que destacan: el tampón fosfato, el tampón bicarbonato y el tampón hemoglobina. Cualquier desviación tiene efectos muy negativos en la estabilidad de las membranas celulares, las estructuras de las proteínas ye n las actividades de las enzimas. Se puede producir la muerte si el pH de la sangre desciende por debajo de 6.8 o se eleva por arriba de 7.8. Cuando pH < 7.35, se le conoce como acidosis. Cuando pH >7.45 se le conoce como alcalosis. SISTEMAS REGULADORES EN EL AGUA: El principal amortiguador “natural” del agua es el ion bicarbonato. Dado que la capacidad amortiguadora de una solución es proporcional a la concentración del amortiguador, la susceptibilidad del agua a acidificarse dependerá en gran medida de su capacidad amortiguadora.

En el agua la fuente más importante del ion bicarbonato es la piedra caliza o carbonato de calcio la cual reacciona con los iones hidronio de acuerdo a la siguiente ecuación:

SISTEMAS AMORTIGUADORES DEL ORGANISMO Los organismos vivos no soportamos variaciones de pH mayores de unas décimas de unidad y por eso hemos desarrollado a lo largo de la evolución sistemas de tampón o buffer, que mantienen el pH constante mediante mecanismos homeostáticos.Hay que recordar que el agua total del organismo está distribuida en compartimentos de tal forma que en alguno de ellos (como la sangre) es fácil medir las concentraciones de protones y de amortiguador; sin embargo, es difícil hacerlo en el líquido intracelular que representa el mayor compartimento líquido del organismo. Debemos recordar entonces cuando se producen cambios agudos en la concentración de hidrogeniones que la masa total del amortiguador no está igualmente accesible para la amortiguación en todo el organismo, como el fosfato y el carbonato almacenado en el hueso. La acción de un amortiguador está en directa relación con: 1. 2.

su concentración su pK en relación con el pH de la solución en la cual está colocado

El organismo humano tiene varios sistemas amortiguadores, los más importantes son:    

Sistema amortiguador de proteínas. Sistema amortiguador de hemoglobina. Sistema amortiguador de bicarbonatos. Sistema amortiguador de fosfatos.

SISTEMA BUFFER BICARBONATO/ÁCIDO CARBÓNICO: La característica predominante de este sistema amortiguador, es su volatilidad. En tanto que el equilibrio amortiguador importante ocurre entre el bicarbonato y el ácido carbónico: el nivel de éste último se refleja en la presión parcial de dióxido de carbono (pCO2). Así los cambios de la pCO2 cambiarán la concentración de ácido carbónico.

Este equilibrio entre el dióxido de carbono y el ácido carbónico es importante porque el CO2 es muy permeable en todo el organismo y no existen barreras celulares importantes conocidas para este elemento. En consecuencia, los cambios en la pCO2 inducidos por las variaciones respiratorias se reflejan simultáneamente por alteraciones en los sistemas extra e intracelular. En contraste, cabría esperar que la infusión aguda de bicarbonato tuviera un impacto mucho más lento en el compartimento intracelular, porque el bicarbonato en sí no es libremente permeable a través de las membranas celulares. Un segundo aspecto muy importante se este sistema es que el bicarbonato puede ser generado y reabsorbido por los riñones. DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS: Mantener el pH constante es vital para el correcto desarrollo de las reacciones químicas y bioquímicas que tienen lugar tanto en los seres vivos como, a nivel experimental, en el laboratorio. Los amortiguadores (también llamados disoluciones amortiguadoras, sistemas tampón o buffers) son aquellas disoluciones cuya concentración de protones apenas varía al añadir ácidos o bases fuertes (Figura inferior).

Los amortiguadores más sencillos están formados por mezclas binarias: 

un ácido débil y una sal del mismo ácido con una base fuerte (por ejemplo, ácido acético y acetato sódico)



una base débil y la sal de esta base con un ácido fuerte (por ejemplo, amoníaco y cloruro amónico)

La concentración de protones del agua pura experimenta una elevación inmediata cuando se añade una mínima cantidad de un ácido cualquiera. A un litro de agua neutra (pH 7) basta añadirle 1 ml de HCl 10M para que el pH descienda 5 unidades. En cambio, si esta misma cantidad de ácido se añade a 1 litro de disolución amortiguadora formada por HAc/AcNa 1M, el pH desciende en una centésima, o sea, quinientas veces menos (Ver la tabla inferior). Supongamos un amortiguador constituido por un ácido acético (ácido débil) y acetato sódico (sal de ácido débil y base fuerte). En este sistema: 1.- El ácido estará parcialmente disociado según la ecuación:

Aplicando la ley de acción de masas:

2.- El acetato sódico, como todas las sales está completamente disociado, y, por lo tanto, el ión acetato (Ac-) procedente de esta sal desplazará el equilibrio de disociación del ácido hacia la izquierda, haciendo que disminuya la [H+]. 3.- La presencia conjunta de la sal y el ácido hace decrecer la acidez libre, es decir, que el AcH apenas estará disociado y la [AcH] será la concentración inicial que hay en el sistema. 4.- Como el AcH apenas está disociado, la [Ac-] en el sistema será la concentración de sal que hay en el sistema. MECANISMO DE LA ACCIÓN AMORTIGUADORA Si a este sistema añadimos un ácido fuerte como el HCl, se produce un aumento instantáneo de la [H+], y el equilibrio se desplaza hacia la izquierda, formándose AcH hasta recuperarse prácticamente la [AcH] inicial. Además, los iones acetato procedentes de la sal se pueden combinar con los H+ procedentes del HCl para formar más AcH. La reacción podría representarse así:

En resumen, el sistema amortiguador ha destruído el ácido fuerte, generando en su lugar una cantidad equivalente de ácido débil, cuyo equilibrio de disociación determinará la [H+] final (Figura inferior).

Si añadimos una base fuerte (NaOH), los iones OH- consumen rápidamente los H+ del sistema para formar agua, con lo que el equilibrio de disociación del ácido se desplaza hacia la derecha para restaurar la concentración inicial de protones (Figura inferior). En otras palabras, la adición de una base provoca la transformación de una parte del acético libre en acetato:

La utilidad de los amortiguadores, tanto en la regulación del equilibrio ácido-base en los seres vivos como al trabajar en el laboratorio, estriba precisamente en la posibilidad de mantener la [H+] dentro de límites tan estrechos que puede considerarse como invariable.

BIBLIOGRAFÍA:

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http://laguna.fmedic.unam.mx/~evazquez/0403/amortiguadores%20biologicos.html http://www.ehu.eus/biomoleculas/buffers/buffer.htm file:///C:/Users/HP/Desktop/Equipo_5_Amortiguadores.pdf http://www.bioquimica.dogsleep.net/Laboratorio/Plummer/Chp02.pdf https://es.slideshare.net/evelinro/ph-y-sistemas-buffers https://med.unne.edu.ar/enfermeria/catedras/fisio/cap%203%20PH.pdf...