PRÁCTICA No. 1 MEDICIÓN DE pH

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PRÁCTICA No. 1

MEDICIÓN DE pH  

OBJETIVO

Comprender los conceptos de ácido, pH, buffer y capacidad buffer, así como su importancia en los sistemas biológicos.

FUNDAMENTO

Ácidos y Bases

A finales de 1800, el científico sueco Svante Arrhenius propuso que el agua puede disolver muchos compuestos separándolos en sus iones individuales. Así estableció que:

• Los ácidos son compuestos que contienen hidrógeno y pueden disolverse en el agua para soltar iones de hidrógeno (H+) o protones a la solución.
• Las bases o álcalis son substancias que aceptan los iones H+ o protones. Generalmente contienen iones hidroxilo (OH-).

Los ácidos y las bases se neutralizan entre sí, lo que se conoce como neutralización. La acción neutralizante de un ácido con una base produce agua y sal. Por ejemplo:

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Ácido clorhídrico + Hidróxido de sodio 🡪 Agua + Cloruro de sodio (sal de mesa)

Ácidos y bases fuertes y débiles

Son ácidos o bases fuertes los que al disociarse lo hacen de forma total. Ejemplo:

• Clorhídrico, sulfúrico, en el caso de los ácidos

HCl -------------> Cl- + H+ 

H2SO4 -------------> SO4 2- + 2H+ 

• Sosa y potasa en el caso de las bases

NaOH ----------> Na+ + OH- 

KOH ----------> K+ + OH-

Los ácidos y bases débiles se disocian de modo parcial. Ejemplo:

• El acético y el ácido carbónico

CH3COOH <---------------> CH3COO- + H+ 

H2CO3 <---------------> HCO3 - + H+

Potencial Hidrógeno o pH

El pH (potencial de Hidrógeno) es una medida de la cantidad de iones H+ en una solución determinada. Es decir, mide el grado de acidez (y por lo tanto de basicidad o alcalinidad) de una sustancia.

La escala de pH se maneja desde 1 hasta 14, donde los valores 1 a 6.9 indican acidez, el valor de 7 es un punto neutro, y los valores desde 8.1 a 14 se indican basicidad.

La relación entre [H+] y pH está mostrada en la tabla de abajo. Se observa que el valor de pH es una función logarítmica de la concentración de H+.

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Relación matemática del pH y la concentración de protones: pH = -Log [H+]   E = base 10

Ejemplo: ¿Cuál es el pH de una solución con concentración de iones hidronio 0.00032 M?

pH = - log [0.00032 M]

pH = 3.5

SOLUCIONES BUFFER

Las soluciones amortiguadoras, buffer o tampón, son soluciones que conservan su pH con tenacidad a pesar de que se le añadan cantidades importantes de ácidos o bases. Están formadas por una mezcla de ácidos débiles y su base conjugada, y su nivel de pH se determina por medio de la ecuación de Hendersson-Hasselbalch.

Para comprender esta ecuación es necesario conocer los siguientes conceptos:

Constante de disociación: es la fuerza con la que se puede disociar una sustancia en sus respectivos iones. Según se trate, será Ka para ácidos y Kb para bases. Por ejemplo, recordando que un ácido débil solamente libera una fracción de H+, si tenemos que de cada 100 moléculas en solución, sólo 25 están disociadas, el grado de disociación es, en este caso, del 25%. Cuanto mayor es Ka, más disociado está el ácido y mayor es su fuerza.

 pKa:  expresión matemática del Ka (pKa= - log Ka). A menor pKa, mayor es la fuerza del ácido. Por ejemplo:

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De acuerdo a la tabla, si bien los dos son ácidos débiles, el ácido acético es más fuerte que el ácido láctico.

AMORTIGUADORES FISIOLÓGICOS

Son los sistemas encargados de mantener el pH de los medios biológicos dentro de los valores compatibles con la vida. Permitiendo con ello la realización de funciones bioquímicas y fisiológicas de las células, tejidos, órganos, aparatos y sistemas. En los sistemas biológicos, los más importantes son el buffer de bicarbonato y el de fosfatos.

Tampón fosfato.- A pH fisiológico, las especies del fosfato con capacidad de tamponar son H2PO4-  y HPO4-2 (que son derivados del ácido fosfórico H3PO4 que ha perdido uno y dos iones H+ respectivamente). Es la más importante en fluidos intracelulares.  

Tampón bicarbonato: está formado por ácido carbónico (H2CO3) y su base conjugada HCO-3. Es la más importante en fluidos extracelulares.

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Ecuación de Hendersson-Hasselbach para amortiguadores fisiológicos

Las proteínas y aminoácidos como tampón

Los aminoácidos y proteínas son electrolitos anfóteros, es decir, pueden tanto ceder protones (ácidos) como captarlos (bases), lo cual depende del pH del medio. En un medio muy básico se cargan negativamente, mientras que en el fuertemente ácido lo hacen positivamente. Desde el punto de vista fisiológico este tipo de amortiguador es resulta de especial interés a nivel tisular.

METODOLOGÍA

MÉTODO

1. Picar finamente la col morada y ponerla a hervir en medio litro de agua. Dejar hervir durante 5 min. Colar, y el líquido restante se deja enfriar y se embotella. (se puede preparar un día previo a la práctica).

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