Sistema Amortiguador Bicarbonato

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SISTEMA AMORTIGUADOR DEL BICARBONATO

El sistema amortiguador del bicarbonato consiste en una solución acuosa con dos componentes.
1) Un acido débil, H2CO3, (acido carbónico)
Y
2) una sal bicarbonato, por ejemplo NaHCO3.(bicarbonato de sodio)

El H2CO3 se forma en el organismo mediante la reacción del CO2 (Dióxido de carbono) con el H2O(agua):
ANHIDRASA CARBONICA
CO2+H2OH2CO3

Esta reacción es lenta, y se forman cantidades de H2CO3 muy pequeñas a menos que tenga lugar en presencia de la enzima anhidrasa carbónica. Esta enzima es especialmente abundante en las paredes de los alveolos pulmonares, donde se libera CO2; también se encuentra en las células epiteliales de los túbulos renales, donde el CO2 reacciona con el H2O para formar H2CO3.

EL H2CO3 se ionizadébilmente para formar pequeñas cantidades de H+ y de HCO3-.


H2CO3 H+ + HCO3-


El segundo componente del sistema, la sal bicarbonato, se encuentra principalmente en forma de bicarbonato de sodio (NaHCO3) en el líquido extracelular. El NaHCO3, se ioniza casi por completo. Formando HCO3- y Na+, como sigue:


NaHCO3 Na+ + HCO3-


Si seconsidera todo el sistema, obtenemos

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO3-

Na

Gracias a la débil disociación del H2CO3, la concentración de H+ es extraordinariamente pequeña.

Cuando se añade un acido fuerte como el HCl a la solución amortiguadora debicarbonato, el HCO3- amortigua los iones hidrogeno liberados del acido (HCl H+ + Cl-):

H+ + HCO3 - H2CO3 CO2 + H2O

Como resultado se forma más H2CO3, con el consiguiente aumento de la producción de CO2 y de H2O. Puede observarse que, mediante estas reacciones, los H+ procedentes del acido fuerte HCl se unen al HCO3- para formar un acido muy débil, el H2CO3, que a su vezforma CO2 y H2O. El exceso de CO2 estimula la respiración, que elimina el CO2 del líquido extracelular.



Cuando a la solución amortiguadora de bicarbonato se añade una base fuerte (NaOH), las reacciones que se producen son opuestas:

NaOH + H2CO3 NaHCO3 + H2O

En este caso el OH procedente del NaOH se combina con H2CO3 para formar mas HCO3 -, Así, la basedébil NaHCO3 sustituye a la base fuerte NaOH. Al mismo tiempo disminuye la concentración de H2CO3 (porque reacciona con NaOH), Lo que favorece la combinación CO2 con H2O para sustituir al H2CO3.

CO2 + H2O H2CO3 HCO3 + H+
+ +
NaOH Na

Portanto, el resultado neto es una tendencia a la disminución de las concentraciones sanguíneas de CO2 pero la disminución del CO2 en la sangre inhibe la respiración y disminuye la eliminación de CO2, La elevación del HCO3- en la sangre compensa aumentando su excreción renal.

DINAMICA CUANTITATIVA DEL SISTEMA AMORTIGUADOR DEL BICARBONATO.

Todos los ácidos, incluso el H2CO3 están ionizados en ciertamedida. Desde el punto de vista del equilibrio de masas, las concentraciones de H+ y de HCO3 - son proporcionales a la concentración de H2CO3

H2CO3 H+ + HCO3 -

1) Para cualquier acido, la concentración de acido en relación con sus iones disociados viene definida por la consonante disociación K

K = H+ X HCO3 -
H2CO3


2) Esta ecuación indica queen una solución de H2CO3 la cantidad de iones hidrogeno libres es igual a:

H+ = K x H2CO3
HCO3 -


3) La concentración de H2CO3 no disociado no puede medirse en la solución porque disocia rápidamente en CO2 Y H2O o en H+ y HCO3- Pero el CO2 disuelto en la sangre es directamente proporcional a la cantidad H2CO3 no disociado. Por tanto, la ecuación 2 puede escribirse...
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