G9

UNIVERSIDAD DE NARIÑO
FACULTAD DE CIENCIAS EXACTAS Y NATURALES
DEPARTAMENTO DE QUÍMICA
LABORATORIO FINAL DE QUIMICA FUNDAMENTAL I:

DETERMINACIÓN EXPERIMENTAL DEL pH Y SOLUCIONES AMORTIGUADORAS

Objetivos
Determinar el pH de una solución utilizando métodos colorimétricos o potenciométricos.
Reconocer la capacidad tampón de aminoácidos y proteínas.
Relacionar los conocimientos adquiridos delfuncionamiento de las soluciones tampón de importancia biológica.

Introducción
En esta práctica se relacionan los Concepto de ácido-base, ionización del agua, definición de pH y pKa, ecuación de Henderson-Hassenbalch, capacidad tampón, valores de pKa de aminoácidos.

El pH de una solución acuosa se define como el logaritmo negativo de la concentración molar de hidrogeniones (H3O+). La determinaciónde pH es muy importante, ya que influencia de manera directa en la carga de la molécula y en su actividad biológica. El producto iónico del agua es la base de la escala del pH propuesta por SΦrensen (: kW= [H+] [OH-] = 10-14, pH = -log [H+]). La escala de pH permite expresar la concentración de iones hidronio (protón hidratado) comprendida entre 1M y 1X10-14 M, extremos que corresponden a pH 0 y14, la neutralidad es igual a pH 7.0. La manera más conveniente y exacta de determinar el pH es usando un electrodo de vidrio. Este electrodo depende del intercambio de iones en las capas hidratadas formadas sobre la superficie del electrodo de vidrio.

Generalmente se utiliza vidrio compuesto de aproximadamente 22% de Na2O, 6% de CaO y 72% de SiO2. Este vidrio muestra una especificidad hacia losiones hidrógeno hasta un pH de cerca de 9; a valores mayores de pH, la membrana se vuelve sensible a iones sodio y otros iones alcalinos. Esto se evita empleando membranas construidas con vidrio en que el sodio se remplaza por litio. El electrodo de vidrio debe mantenerse en agua destilada o en solución de KCl saturada para evitar el crecimiento de microrganismos. En el electrodo de vidrio estápresente un electrodo de referencia interno de plata/cloruro de plata (Ag/AgCl) rodeado por un electrolito de HCl 0.1M. Este electrodo de referencia interno produce un potencial estacionario. El electrodo de vidrio actúa como una batería cuyo voltaje depende la actividad del H+ de la solución en que está sumergida. En el pHmetro, el electrodo de vidrio y el electrodo de referencia de calomel, estándiseñados para que a pH 7 dé un potencial cero. Antes de medirse el pH de una solución desconocida el pHmetro se estandariza con soluciones amortiguadoras de pH conocidos. El voltaje depende de la temperatura, por lo que los potenciómetros tienen un control de ajuste para la temperatura de la solución. Los electrodos de vidrio son frágiles y caros, por lo tanto deben manejarse con cuidado. Si semide el pH de soluciones de proteínas, se puede formar una capa delgada en el electrodo la cual puede removerse sumergiendo en HCl 0.1N, y después limpiando con detergente diluido y enjuagando con agua. Por otro lado, las soluciones amortiguadoras (“buffers” o soluciones tampón), son aquellas capaces de mantener el pH dentro de un rango de variación mínima. Están formadas generalmente por un ácidodébil y su base conjugada cuando se trabaja a pHs por debajo de 7. En el caso de pHs alcalinos se usa una base débil con su ácido conjugado respectivo. La eficiencia de una solución reguladora está regida por dos factores: (a) La concentración total del regulador (suma de las concentraciones del ácido débil y de la sal). Cuanto más concentrado sea un regulador, más tolerante será a la adición deácidos o bases fuerte. (b) Por la relación existente entre la base conjugada y el ácido. Cuando esta relación es igual a 1, la solución reguladora tiene su máxima eficiencia.
Este valor se alcanza cuando el pH del regulador es igual al pKa de ácido. La E=ecuación de Henderson y Hasselbalch, es muy útil para la preparación de las soluciones amortiguadoras. ( pH = pKa + log [sal]/ [Ácido]). El pH...