20 elementos forman las moléculas biológicas. Oxígeno  en H 2 O Vida está basada en el carbono Vida en la tierra

Composición química de E. coli. Page 5

Temario Propiedades del agua Acidos débiles, pH, pKa Buffer

Solvente El agua es un eficiente solvente, tanto de sales iónicas como de moléculas polares. Rol biológico del agua

Requerimientos de un buen solvente: 1.Debe ser abundante 2.Líquido en un amplio rango de temperatura 3.Ser capaces de disolver una amplia gama de compuestos químicosSolvent T range for liquid Total range of T water0 to 100 C100 C ammonia-78 to -33 C45 C methyl alcohol-94 to +65 C159 C methane-182 to -164 C18 C ethane-183 to -89 C94 C

1.- Puentes de hidrógeno entre moléculas de agua

2.- Solvatación de iones por el agua

Agua como solvente Es mal solvente de sustancias no polares Es buen solvente de sustancias cargadas y polares

La importancia del pH

bases son sustancias que ceden iones hidroxilo, OH - Definición de ácidos y bases Según Arrhenius ácidos son sustancias que ceden iones hidronios, H 3 0 +

Definición de ácidos y bases ácidos son especies dadoras de protones, éstos pasan seguidamente a moléculas de agua, formándose H 3 O + bases son especies que reciben protones del agua, éstas se transforman en iones hidroxilo, OH -.

La acidez de una solución depende de la concentración de protones y se define a través del pH, donde: pH= -log [H+] Disoluciones ácidas, 0 < pH < 7 Disoluciones básicas, 7 14

Acidos fuertes o débiles

Constante de equilibrio para ácidos débiles Acido débil tiene K a < 1

SubstanceFormulaKaKa Acetic AcidHC 2 H 3 O x Benzoic AcidHC 7 H 5 O x Boric AcidH 3 BO x Carbonic AcidH 2 CO x HCO x Cyanic AcidHCNO3.5 x Formic AcidHCNO x Hydrocyanic AcidHCN4.9 x Hydrofluric AcidHF6.8 x 10-4 Hydrogen Sulfate ionHSO x Hydrogen SulfideH2SH2S8.9 x HS x Hypochlorous acidHClO3.5 x Nitrous AcidHNO x Oxalic AcidH2C2O4H2C2O4 5.6 x HC 2 O x Phosphoric AcidH 3 PO x H 2 PO x HPO x Phosphorous AcidH 2 PHO x HPHO x Propionic AcidHC 3 H 5 O x Pyruvic AcidHC 3 H 3 O x Sulfurous AcidH 2 SO x HSO x 10 -8

El agua como anfótero

Ionización del agua y concepto de pH H 2 O + H 2 O  OH - + H 3 O + = H3O+H3O+ Kw  OH - 

A 25 ºC K w = [H 3 O + ]. [OH - ] = log Kw = - log [H 3 O + ] - log [OH - ] pKw = pH + pOH = 14 En una solución neutra [H 3 O+] = [OH-] pH + pH = 14 Concentración (moles/L)

Curva titulación ácidos débiles

Curva de titulación de ácidos polipróticos

DISOLUCIONES AMORTIGUADORAS Debe estar presente un ácido o base débil y su sal Por ejemplo : CH 3 COOH y CH 3 COO - CH 3 COO - + H +  CH 3 COOH CH 3 COOH + OH -  CH 3 COO - + H 2 O Estas disoluciones tienen la capacidad de resistir cambios de pH cuando se agrega un ácido o base

Ka =  A-  A- H3O+H3O+  AH  AH  =  A-  A-  H3O+H3O+  AH  AH  Ka =  A-  A-  -log  H 3 O +   AH  AH  -logKa- log AH  A - + H 3 O + =  A-  A-  pH  AH  AH  pKa + log Ecuación de Henderson-Hasselbalch

Buffer de la sangre pH de la sangre: 7,35 – 7,45

Alcalosis respiratoria:  CO 2 + H 2 O  H 2 CO 3  H + + HCO 3 - Acidosis respiratoria: CO 2 + H 2 O  H 2 CO 3  H + + HCO 3 - Acidosis y alcalosis

Acidosis y Alcalosis

Otro sistema buffer importante (HPO 4 2- /H 2 PO 4 - ) HPO H 3 O + ↔ H 2 O+ H 2 PO 4 - H 2 PO OH - → HPO H 2 O

Proteínas como buffer R- COO - + H 3 O + → R- COOH + H 2 O R- NH OH - → R- NH 2 + H 2 O