laboratorio de biokimica

PH Y AMORTIGUADORES
I. INTRODUCCIÓN
La molécula de agua tiene capacidad limitada para disociarse en ion hidrogeno (H+), llamado también protón, y el ion hidroxilo (OH-)
H2O(l) H+ + OH-
Agua Protón + Ion hidroxilo
Un protón en solución acuosa se combina inmediatamente con una molécula de agua para formar el ion hidronio o hidrogenión [H3O+]
H+ +H2O (l) H3O+
Protón + Agua Hidronio
Sin embargo por convención se utiliza la representación del protón en lugar de hidrogenión en las reacciones de ionización del agua.
Las concentraciones de protones y de iones hidroxilo en agua pura, son 10-7 M para cada uno de ellos, como muestra la siguiente expresión: [H+]= [OH-] = 10-7 M
Las concentraciones de ambos iones exponenuna relación reciproca; cuando H+ aumenta, OH- disminuye, viceversa. El producto de sus concentraciones es una constante conocida como producto iónico del agua (kW), cuyo valor es de 1x10-14 M
KW = [H+] x [OH-] = 1x10-14 M
En 1909, el químico danés Sorensen, definió el potencial del hidrogeno pH como logaritmo negativo de la actividad de los iones hidrogeno, pH = - Log 10 (H+) y en 1923 J.Bronsted y t. Lowry propusieron independientemente, los conceptos de ácido como la capacidad de una sustancia de ceder protones en una solución acuosa, y base como la sustancia con capacidad de recibir protones en una solución acuosa.
Los ácidos o bases que se disocian por completo en una solución acuosa se consideran ácidos o bases fuertes y los otros se denominan débiles.
Algunos ácidos o basesdébiles tienen importancia biológica, ya que evitan cambios bruscos de pH cuando se les agrega pequeñas cantidades de ácidos o bases. A esta propiedad de ácidos o bases que permite mantener la solución en un intervalo de pH estrecho se le conoce como capacidad amortiguadora.
El catabolismo de carbohidratos, lípidos (la combustión completa genera bióxido de carbono y agua, los cuales se cambian paraproducir acido carbónico a nivel tisular) y aminoácidos da lugar a la producción una gran cantidad de ácidos relativamente fuertes en relación al pH fisiológico.
El pH fisiológico debe mantenerse dentro de los intervalos muy estrechos a fin de mantener la homeostasis. Los intervalos de pH aceptados como normales son de 7.35 a 7.45 ( x=7.40)
Para lograr mantener sin cambios el pH sanguíneo senecesitan no solo de sustancias capaces de amortiguar los cambios bruscos de pH, que ocurrían en ausencias de estas, sino además se requiere un mecanismo de regulación en donde interviene el sistema nervioso (centro respiratorio), el aparato respiratorio y el aparato genitourinario.
Los amortiguadores de pH se encuentran formados por un ácido débil y su sal. Los principales amortiguadores de pH enla sangre lo constituyen: la par bicarbonato/ ácido carbónico; el fosfato monobásico / fosfato bibásico y la hemoglobina/ hemoglobina protonada.
La manera en que los amortiguadores evitan cambios bruscos de pH, ante la presencia de ácidos producidos durante el catabolismo, consiste en que la base del ácido débil (bicarbonato9 acepta los protones liberados con un ácido relativamente fuerte, porejemplo, el ácido láctico (pK de 3.8) el ácido carbónico formado durante esta trasferencia de protones es aproximadamente 200 veces más débil que el acido láctico, lo cual significa que si comparamos el mismo volumen de ácido láctico con el ácido carbónico a la misma concentración, la solución de ácido láctico aumentara 200 veces más la concentración de protones que el ácido carbónico.
Para mantenerel pH por encima de 6.8 es necesaria una solución de amortiguador que mantenga el pH 7.4 esto se logra de acuerdo a la ecuación de Henderson Hasselbalch, cuando la relación bicarbonato: ácido carbónico es 20:1, que es precisamente la relación que se encuentra en la sangre. Los valores normales de bicarbonato son de 24mM/L contra 1.2m M/L de ácido carbónico. Por otra parte un cambio en la...