Quimica y Molecular

Capítulo 8

PARTE 1/4
INDICE – Parte 1 8.1 EL BALANCE DE HIDROGENIONES Y EL EQUILIBRI ACIDO - BASE 8.2 ACIDOS Y BASES 8.3 AMORTIGUADORES, BUFFERS O TAMPONES - El pH de una solución buffer - La ley de acción de masas - La ley de acción de masas y la ecuación de Henderson – Hasselbach - La ecuación de Henderson – Hasselbach y las cosas que se miden y las cosas que se calculan 8 Pág 1

8.1 ELBALANCE DE HIDROGENIONES Y EL EQUILIBRIO ACIDO - BASE Una persona sana mantiene, del mismo modo que lo hace para el Na+, la urea, las calorías o el agua, un BALANCE entre los ingresos y los egresos, a su compartimiento corporal, de iones hidrógeno. De ese modo mantiene constante la concentración de H+ en su líquido extracelular en alrededor de 40 nanomoles por litro (40 nmol/L = 40 . 10-9 mol/L).Como se puede ver, es una concentración baja si se la compara con, por ejemplo, la concentración extracelular de Na+, que es de 140 mmol/L. Si se usa la notación de pH, ésta concentración de H+ de 40 nmol/L corresponde a: 1 1 pH = log  =  [ H+ ] 40 . 10-9 mol/L pH = 7,3979 ≈ 7,40 Se suele aceptar que, en condiciones fisiológicas, el pH sanguíneo, que representa el pH extracelular, puedevariar entre 7,35 y 7,45. Estas son concentraciones de H+ que se pueden convertir en nmol/L, usando una calculadora de bolsillo, ya que: [H + ] = 10 - p H [H+] = 10-7,35 = 4,47 . 10-8 mol/L = 44,7 nmol/L y [H+] = 10-7,45 = 3,55 . 10-8 mol/L = 35,5 nmol/L Los corchetes [ ] se usan aquí para indicar que se habla de concentraciones.

3 6 7

11

Cap. 8 Parte 1 p.1

Como se ve, la concentraciónde H+ en el líquido extracelular de un hombre tiene un valor bajo y su rango de variación es de (44,7 - 40/ 40) . 100 = 11,7 % para arriba y (35,5 - 40/40) . 100 = 11,2 % hacia abajo. Una variación de este tipo en la concentración de Na+ correspondería a una oscilación desde 156 a 124 mEq/L, algo bastante amplio, por cierto. Sin embargo, el uso de la notación en escala de pH ha hecho pensar que laconcentración de H+ es algo MUY estrechamente ajustado y mantenido por los mecanismos homeostáticos, lo cual es cierto, pero quizás no más que la de otras sustancias. En la Fig. 8.1 se puede ver la relación que hay entre la concentración de H+ expresado en nanomol/L y en unidades de pH: no es una relación lineal por el logaritmo que introduce la notación de Sörensen. Como se trata de SANGREhumana, el término ACIDOSIS se usa para designar valores de pH por debajo 7,40 y el de ALCALOSIS los superiores a esa cifra. - Entrada y salida de los H+ al comportamiento corporal Como en todo cálculo de un balance, debemos analizar lo que ENTRA y lo que SALE. Los H+ que entran lo hacen en 2 formas diferentes: - Acidos volátiles: se refiere al ACIDO CARBONICO que se forma por la hidratación de CO2, deacuerdo a: CO2 + H2O ←→ H2CO3 ←→ HCO3- + H+ El CO2 proviene, como sabemos (Cap. 7), del metabolismo celular y su producción es de 206 mL por minuto o (206 mal/min . 1440 min) = 296640 mL/día. Como el peso molecular del CO2 es de 44 g/mol, la cantidad de CO2 producida será de: P.V=R.T.n P.V 1 Atm . 296,640 L n =  =  R.T 0,082 L. Atm. mol-1. T-1. 273 °K 2 Cap. 8 Parte 1 p.2FIG. 8.1 RELAACION ENTRE LA CONCENTRACION DE HIDROGENIONES EXPRESADA EN NANOMOLES/LITRO Y EN UNIDADES DE pH. PARA LA SANGRE HUMANA LOS VALORES 7,8 Y 7,0 SE CONSIDERAN LOS LIMITES COMPATIBLES CON LA VIDA. EL RECUADRO INDICA LA VARIACION FISIOLOGICA. Redibujado de “A Companion of Medical Studies”. Eds: Passmore, R y Robson JS (vol II) Blackwell Sc. Pub. Oxford, 1976

n = 13,2 mol CO2/día = 13200mmol CO2/día y dado que una molécula de CO2 produce un ión hidrógeno, es fácil deducir que el CO2, producido metabólicamente, es una CARGA ACIDA tremenda, la que el organismo deberá, rápidamente: a) amortiguar, utilizando los amortiguadores "buffers" o tampones que hay en la sangre y en todo el líquido extracelular y a los cuales dedicaremos gran parte de este capítulo. b) eliminar, por vía...