GUIA pH Y AMORTIGUADORES - MEDICINA

En muchos procesos químicos se producen iones hidrógeno, los cuales influyen en diferentes cambios químicos.  Cambios extremos producen anomalías es así como en el ser humano el incremento de la acidez y la mayor concentración de iones hidronios, producen procesos de fermentación y proliferación de microorganismos, cambios pequeños producen anomalías en la eficacia de las enzimas, en los procesos como la respiración, en el crecimiento celular. En el hombre, hay fluidos intercelulares que controlan el pH con el fin de que no se produzca alteraciones orgánicas, es así como el intercambio gaseoso dado en los pulmones y el trabajo de los riñones, es un parametro importante, en la regulación del CO2  en medio acuoso para la formación del H2 CO3.,  y posterior descomposición del mismo para producir iones H+ .  El resultado final de los mecanismos fisiológicos que participan en el mantenimiento del equilibrio ácido-base es el de mantener el pH extracelular en un rango compatible con el funcionamiento adecuado del organismo, los cambios bruscos del pH, producirá problemas de Acidosis o Alcalosis.

Todos los organismos vivos requieren regular la concentración de iones hidrógeno, en un margen estrecho de pH. Para ello utilizan unas soluciones amortiguadoras, también llamadas tampón o buffer. Una solución amortiguadora es una solución acuosa de un ácido débil y su sal o una base débil y su sal, de tal forma que la adición de un ácido o una base produce cambios pequeños de pH. La máxima eficacia de amortiguamiento ocurre cuando la proporción base / ácido es de 1/1. Esta composición 50:50 (equimolar) se la puede calcular para fines prácticos y el problema está en decidir las cantidades que se necesitan del ácido y de su base conjugada, para amortiguar la solución a un pH predeterminado y es la misma relación de los constituyentes la que fija el pH.

En la ecuación:

pH=pKa + log [base]

                        [ácido]

Empleo del potenciómetro.

Uno de los dispositivos más utilizados para medir le pH es el electrodo de vidrio, el cual consiste en una membrana delgada de vidrio especial, colocada entre una media celda de plata-cloruro de plata y la solución cuyo pH se requiere establecer. La otra mitad de la celda es un electrodo de calomel, formado por cloruro mercurioso sólido, sobre mercurio metálico. Dentro de la celda de vidrio que contiene el electrodo Ag-AgCl se encuentra HCl 0.1M, lo cual establece en uno de los lados de la membrana de vidrio un pH (actividad de iones hidrógeno) constante y conocido con exactitud. La solución de pH desconocido y la media celda están unidas por un p “puente” de KCl.

En resumen, la celda electrolítica completa sería del tipo:

La solución problema (desconocida). Además, este potencial es una función lineal del pH. En otros términos, si se construye una curva empleando uno de los ejes del potencial del electrodo de vidrio y en el otro el pH, se obtiene una línea recta cuya pendiente, E / pH es de 0.0591 voltios por unidad de pH.

Consulte para el desarrollo de la práctica lo siguiente

• ¿Qué es una solución buffer?

También se les denomina soluciones "Buffer" ó lampón y son aquellas que se oponen a los cambios de pH, cuando se les adicionan ácidos o álcalis (hidróxidos). su acción se basa principalmente en la absorción de hidrogeniones (H+ ) ó iones hidroxilo (OH- ).En forma general, una solución amortiguadora está conformada por una mezcla binaria de un ácido débil y una sal del mismo ácido proveniente de base fuerte ó también, una base y una sal de esta base proveniente de un ácido fuerte.

Ejemplo: ∙ Mezcla de ácido acético y acetato de Sodio

∙ Hidróxido de amonio y cloruro de amonio

La aplicación más importante de estas soluciones reside en el estudio de la regulación del equilibrio ácido=base en los sistemas biológicos, por eso a nivel de experimentos bioquímicos se utilizan para controlar el pH de reacciones in vitro. Un amortiguador biológico de vital importancia es el plasma sanguíneo, el cual regula valores de pH entre 7,2 y 7,3; con variaciones de 0,2 unidades se presentarían efectos letales para la vida.

• ¿Qué relación tiene el pH con las soluciones buffer?

Un tampón, buffer, solución amortiguadora o solución reguladora […] tienen la propiedad de mantener estable el pH de una disolución frente a la adición de cantidades relativamente pequeñas de ácidos o bases fuertes. Este hecho es de vital importancia en diversos contextos en donde es necesario mantener el pH en un umbral estrecho, por ejemplo, con un leve cambio en la concentración de hidrogeniones en la célula se puede producir un paro en la actividad de las enzimas.

• Significado de Alcalosis, y Acidosis.

ACIDOSIS: Se define la acidosis como un trastorno en el equilibrio ácido-básico del cuerpo por el que el pH en disminuye hasta un valor inferior a 7,36.

...