Amortiguadores

Soluciones Amortiguadoras del pH

Los principios que rodean la hidrólisis de las sales, encuentran su aplicación más importante en el fenómeno de la acción de los amortiguadores. La soluciones acuosas del cuerpo tienen pH característicos. El pH de la sangre, medido a la temperatura ambiente, varía normalmente entre 7.3 y 7.5. La muerte se produce, generalmente, cuando se llega a un pH inferiora 7.0 o superior a 7.9. Por lo tanto la vida depende de la capacidad de la sangre para controlar una concentración muy pequeña de iones hidrógeno, dentro de límites extremadamente reducidos. El hecho de que la sangre pueda hacer esto, es mucho más notable, teniendo en cuenta que muchas reacciones normales del cuerpo producen ácidos. Pero, ¿cómo lo hace? A través de soluciones amortiguadoras.
Sellama solución amortiguadora a aquella que resiste el cambio e pH después que se ha añadido un ácido o una base. También se les conoce como buffer o tampones, son sustancias químicas capaces de unirse de manera reversible a los iones hidrógeno. Circulan por la sangre, pero también se encuentran en los líquidos corporales. Actúan en fracciones de segundos.-------------------------------------------------
Componentes y Funcionamiento
HA = Ácido débil
H+ = Protón
A- = Forma de sal o base conjugada

HA = Ácido débil
H+ = Protón
A- = Forma de sal o base conjugada

pKa es la fuerza que tienen las moléculas de disociarse.
Un ácido será más fuerte cuanto menor es su pKa y en una base ocurre al revés, que es más fuerte cuanto mayor es su pKa.
pKa es la fuerza que tienen las moléculasde disociarse.
Un ácido será más fuerte cuanto menor es su pKa y en una base ocurre al revés, que es más fuerte cuanto mayor es su pKa.
Se puede crear una solución amortiguadora mezclando un ácido débil (HA) con su base conjugada (A-). Si se añade un ácido como HCl a una solución de esta clase, A- lo neutralizará y durante el proceso se convierte en HA. Si se añade una base débil, HA podráneutralizarla, y se convierte durante el proceso en A-.

Ocurre la capacidad máxima amortiguadora a un pH que es igual a la pKa, pero un par ácido-básico conjugado puede seguir funcionando como amortiguador eficaz cuando el pH de una solución se encuentra, aproximadamente, dentro de los límites +- 1 de pH de la pKa. Si las cantidades de HA y A- son iguales, el pH será igual a la pKa.

En laimagen se aprecia que una solución que contiene ácido acético (HA= CH3-COOH) y acetato (A-=CH3-COO-) con una pKa de 4.8 resiste el cambio de pH desde 3.8 hasta 5.8 , con amortiguación máxima a pH= 4.8. A valores de pH menores que la pKa, la forma protonada (CH-COOH) es la especie predominante. A valores de pH que pasan pKa, la forma básica desprotonada (CH3-COO-) es la especie predominante en lasolución.
Ejemplo
Uno de los sistemas amortiguadores principales de la sangre, es el par HCO3-/H2CO3, ion bicarbonato/ácido carbónico. Este último está presente, debido a la interacción del dióxido de carbono disuelto, con el agua del plasma:
CO2 + H2O H2CO3
Este sistema amortiguador funciona de la siguiente manera:
1. Un miembro del par, el ácido débil, es capaz de manejar los iones dehidróxido:

H2CO3 + OH- HCO3- + H2O

2. El otro, el ion negativo de la base conjugada del ácido, puede neutralizar al ion hidrógeno:

HCO3- + H+ H2CO3 (ácido débil y, por lo tanto, un enlazador de protones relativamente bueno.

Otro sistema amortiguador de la sangre, es el compuesto por el par HPO42- /H2PO4-, ion fosfato monoácido/ion fosfato diácido (el ‘amortiguador de fosfato’). Estefunciona así:

1. El ion diácido actúa como ácido débil, capaz de neutralizar al ion de hidróxido:

H2PO4- + OH- HPO42- + H2O

2. El ion fosfato monoácido actúa como base débil, capaz de neutralizar al ion hidrógeno:

HPO42- +H+ H2PO4-
Los pares de solutos que actúan como amortiguadores no necesariamente mantienen neutra a una solución, ya que la conservación de la neutralidad no es...