Buffers

FACULTAD DE CIENCIAS Y FILOSOFÍA
DEPARTAMENTO DE BIOQUIMICA, BIOLOGÍA MOLECULAR Y FARMACOLOGÍA
SECCION BIOQUÍMICA Y BIOLOGÍA MOLECULAR

PRÁCTICAS DE LABORATORIO DE BIOQUÍMICA


PRÁCTICA 3: BUFFERS

TAMPONES O BUFFERS:

a) Ácidos y bases: La comprensión de los conceptos de ácido y base es esencial para el entendimiento de las propiedades biológicas y del comportamiento bioquímico delas moléculas orgánicas. Las macromoléculas poseen características fisicoquímicas que son muy importantes en la homeostasis; por ejemplo: las cargas eléctricas son importantes en las catálisis enzimáticas, así como en la estabilidad de las proteínas y ácidos nucleicos.

En general, se define un ácido como un donador de protones y una base como un aceptor de protones.


b) Constante dedisociación: En sistemas cerrados todas las reacciones químicas son reversibles y en la naturaleza muchas de ellas lo son. Los productos formados por los reactantes reaccionan para dar nuevamente origen a los reactantes originales esto ocurre incluso cuando los reactantes están formando más productos. Luego de cierto tiempo las reacciones directa e inversa ocurrirán a la misma tasa. Cuando estoocurre, se dice que la reacción ha alcanzado el equilibrio y éste se designa como Keq.

Un donador de protones y su aceptor de protones correspondiente conforman un par conjugado acido-base. El Acido acético, un donador de protones y el anión acetato, su aceptor de protones correspondiente constituyen por ejemplo un par conjugado relacionado por la siguiente reacción:

CH3COOH ==== H+ + CH3COO-

Cada ácido tiene una tendencia característica para perder sus protones en solución acuosa. Cuanto más fuerte el ácido, mayor la tendencia a perder su protón. La tendencia de cualquier ácido (HA) a perder su protón y formar su base conjugada (A-) está definida por la constante de disociación (Ka) para la reacción reversible:


HA === H+ + A-



La cual es:

La constante deequilibrio para las reacciones de ionización se llama constante de disociación, y se designa como:
Ka

Las constantes de disociación de algunos ácidos se muestran en la siguiente figura:






c) Tampones, Buffers o Amortiguadores: El buen funcionamiento de los sistemas biológicos requiere de un control estricto del pH. Las enzimas son bastante sensibles a cambios de pH; tienen unaactividad enzimática máxima a un pH característico llamado óptimo fuera del cual su actividad se ve afectada notablemente. Los organismos tienen un control muy estricto de pH; por ejemplo, la regulación del pH del suero (pH sérico) es necesaria para la supervivencia; el organismo mantiene el pH sérico en el rango de 7,4 +/- 0,4. Valores de pH fuera de este rango pueden ser perjudiciales para elorganismo.
Un tampón es una solución que ante la adición de cantidades pequeñas de H+ o de OH- se resiste a cambios dramáticos de pH. Los tampones comunes están formados por dos sustancias: un ácido y su base conjugada:


Si tomamos el logaritmo de la constante de
disociación descrita mas arriba: Ka: log Ka = log  H+ + log  A- - log HA

Reordenando: log  H+ = log Ka - log A- + log HA

Multiplicando por -1: -log  H+ = -log Ka + log  A- - log HA

De donde: pH= pKa + log  A- / HA



Que en su forma general es: pH = pKa + log Aceptor de protones
Donador de protones

Esta es la ecuación de Henderson-Hasselbalch, y permite calcular la relación molar entre una sal y un ácido que formanparte de un tampón para un pH y pK determinados.

Una solución buffer o tampón puede consistir en un acido débil y su sal (pH de 1 -7) o una base débil y su sal (pH 7-14) dependiendo del pH deseado para la solución buffer. La clave para comprender la acción de un buffer es recordar que un acido débil (o base débil) solo está disociada en una proporción muy pequeña mientras que las sales están...