TRABAJO PRÁCTICO No. 1 SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

TRABAJO PRÁCTICO No. 1

SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

INTRODUCCION

En los organismos vivientes los ácidos y las bases débiles tienen gran importancia ya que, permiten estabilizar el pH^[1] de los fluidos orgánicos, y en consecuencia ayudan a mantener la estructura y la actividad de las macromoléculas biológicas. Los sistemas biológicos operan bajos ciertos límites de acidez y basicidad. Estos sistemas producen constantemente ciertas cantidades de ácidos ^[2] y bases ^[3] que aparentemente no causan ningún efecto sobre el funcionamiento del sistema, debido a que existen mecanismos que pueden controlar estos excesos, y se han denominado complejos amortiguadores o tampones ^[4].

        Los fluidos intracelulares y extracelulares de los organismos contienen pares conjugados ácido-básicos, los cuales actúan como tampones. El tampón intracelular mas importante es el par ácido-básico H2PO4-/HPO= (pK= 7,2), mientras que el de los fluidos intersticiales es el sistema tampón de bicarbonato (H2CO3/HCO3-; pK= 6,4). Los fosfatos orgánicos, tales como glucosa-6-fosfato y el ATP, contribuyen también a la capacidad de tamponamiento celular.

        El uso de amortiguadores en las investigaciones bioquímicas es de gran importancia debido a que mantiene la integridad y el funcionamiento celular, de lo contrario no se podría emprender el estudio de células intactas, partículas celulares o en muchos casos aislar y caracterizar biomoléculas purificadas, particularmente biopolímeros, sin poner atención al control del pH. En tal contexto, la siguiente sesión de laboratorio tiene como objetivo determinar, mediante la ecuación de Henderson-Hassebalh, cantidades del par ácido-base que permita preparar soluciones amortiguadoras.

OBJETIVOS ESPECIFICOS:

1.- Resolver problemas utilizando la ecuación de Henderson-Hasselbalch.

2.- Preparar las soluciones tampones previamente calculadas.

3.- Medir el pH de las soluciones tampones preparadas en el laboratorio.

MATERIALES Y REACTIVOS:

        pHmetro y Balanza, soluciones tampones de pH=4,0, pH=7,0 y pH=10, calculadora, matraces aforados de 50 y 100 ml, pipetas, agitadores y magnetos, ácido clorhídrico 2N (HCl) y hidróxido de Sodio 2N (NaOH), Tris(hidroximethyl)aminometano (TRIS), bicarbonato de sodio y carbonato de potasio, fosfato de potasio monobásico (KH2PO4) y dibásico (K2HPO4.3H2O), acetato de Sodio (CH3COONa. 3H2O), ácido acético glacial 2N (CH3COOH), pizetas con agua bidestilada.

LABORATORIO:

1.- Resuelva los siguientes problemas:

1.1- ¿Qué volumen de ácido acético glacial (CH3COOH) al 1N y que masa de acetato de sodio (CH3COONa. 3H2O; MM^[5]=82,03 g/mol) se requieren para preparar l00 ml de un buffer a una concentración de 500 mmol/l y pH=4,5 (pKa=4,6)?.

1.2.- ¿Qué cantidad de fosfato de potasio monobásico (KH2PO4, Mr=136 g/mol) y fosfato de potasio dibásico (K2HPO4.3H2O, Mr=174,18 g/mol) son requeridos para preparar 50 ml de un buffer 0,1 mol/l y pH= 7,10 (pKa=7,21)?. Además, ¿Qué debe hacer para preparar 100 ml de este buffer a 10X?.

1.3.- ¿Qué masa de carbonato de potasio (K2CO3, Mr =138 g/mol) y bicarbonato de sodio (NaHCO3, Mr =84 g/mol)  son requeridos para hacer 100 ml de un buffer 0,2 M y pH=10,2 (pKa=9,8)?.

1.4.- ¿Qué volumen de ácido clorhídrico al 2N y que masa de TRIS-Base (Tris(hydroxymethyl)aminometano) (Mr =121 g/mol)  se requieren para realizar 100 ml de un buffer 0,2 mmol/l y pH=8,2 (pKa=8,0)?. ¿Qué se debe hacer para preparar 100 ml de un buffer 0,01 M y pH=8,2 dado 100 ml de un buffer 0,2 M y pH=8,2?.

2.- Prepare las soluciones de los problemas anteriores. Recuerde que debe calibrar el pHmetro con las soluciones de referencia, procediendo de la siguiente manera:

  2.1 Encienda el potenciómetro y espere al menos 15 minutos.

  2.2. Lave bien el electrodo con agua destilada.

  2.3 Calibre el pHmetro con soluciones de referencia de pH=4, pH=7 y/o pH=9.

  2.4 Luego proceda a lavarlo con agua destilada y medir el pH de sus soluciones      previamente preparadas.

3.- Anote los resultados experimentales y compárelos con los teóricos.

4.- Tome una de las soluciones amortiguadoras previamente preparadas y añada gota a gota una solución de HCl 0,1 N y observe los cambios de pH, repita la misma experiencia con HCl 0,1 N y con agua. Interprete sus resultados.

5.-  Determine cuál es el cambio de pH cuando a la solución amortiguadora que Ud. preparó se le añadió 0,5 ml de HCL 0,01 N, 0.5 ml de HCL 0,1 N y 0,5 ml de HCL 1 N.

Post- laboratorio:

1.- ¿Cuándo una solución amortiguadora presenta su máxima capacidad tampónica?.

2.- ¿Cuáles son las consideraciones que debe tener presente antes de preparar una solución amortiguadora?.

3.- Resuelva los siguientes problemas.

3.1. ¿Cómo se prepara un litro de un tampón de piridina 0,02 mol/l y pH 8,0 con una solución de piridina 0,1 mol/l y ácido clorhídrico 1 mol/l? (Considerar que el pKa de la piridina es 8,64).

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