4. Ácidos y Bases

Ácidos y Bases (teoría de Bronsted-Lowry) Ácido: especie química que tiende a ceder protones Base: especie química que tiende a aceptar protones AH A- + H+ B + H+ BH+

Base conjugada Ácido Ác. Clorhídrico HCl Cl- Ác. Fórmico H-COOH H-COO- Ác. Acético CH3-COOH CH3-COO- Ác. Carbónico: Disociación 1 H2CO3 HCO3- Disociación 2 HCO3- CO32- Ác. Fosfórico: Disociación 1 H3PO4 H2PO4- Disociación 2 H2PO4- HPO42- Disociación 3 HPO42- PO43- Amoníaco NH4+ NH3 Metilamina CH3NH3+ CH3NH2

Ácidos y Bases (teoría de Lewis) Bases: grupos moleculares con pares electrónicos libres (nucleófilos) Ácidos: grupos moleculares con afinidad hacia pares electrónicos libres (electrófilos)

Ecuación de Henderson- Hasselbach [base] pH = pKa + log [ácido] AH logKa = log [H+] + log [AH] [A-] -log [H+] = -logKa + log [AH] [base] pH = pKa + log [ácido]

Producto iónico del agua H2O H+ + OH- [H+][OH-] Kd = [H2O] Kd[H2O] = [H+][OH-] = 10-14

Concepto de pH la neutralidad ácido-base tiene lugar cuando - Logaritmo cambiado de signo de la concentración de hidrogeniones - Dado el producto iónico del agua, [H+][OH-] = 10-14 la neutralidad ácido-base tiene lugar cuando [H+] = [OH-] = 10-7 ; pH = 7 - Medio ácido: pH < 7 Medio básico: pH > 7

Concepto de pKa - Logaritmo cambiado de signo de la constante de equilibrio de disociación de un ácido de Bronsted - Es propio de un grupo, no de una molécula - Cuando pH = pKa, [ácido] = [base] - La capacidad tampón es máxima en las proximidades del pKa - Un ácido es tanto más fuerte cuanto más bajo es su pKa; una base es tanto más fuerte cuanto más alto es su pKa.

pKa de algunos sistemas ácido-base Ác. Fórmico 3.75 Ác. Acético 4.76 Ác. Fosfórico: Disociación 1 2.14 Disociación 2 7.20 Disociación 3 12.40 Amoníaco 9.25 Metilamina 10.60

pKa

pKN pKC

Comportamiento tampón

Sistema carbónico-bicarbonato - pKa relativamente alejado del pH fisiológico - Ácido: [CO2] Base: [HCO3-] - [CO2]: regulado por la respiración - [HCO3-]: regulado por excreción renal

Sistema de los fosfatos - La segunda disociación tiene un pKa adecuado al tamponamiento fisiológico, pero su concentración es relativamente baja.

Sistema de las proteínas - Las proteínas tienen una gran cantidad de grupos disociables que contribuyen a su capacidad tampón. - Es un sistema de gran capacidad - Son particularmente eficientes como tampones las proteínas ricas en el aminoácido histidina