Ionización y pH

El pH del agua será por lo tanto de 7 En el agua una pequeña cantidad de moléculas se encuentran ionizadas según la siguiente ecuación: H2O + H2O H3O+ + OH- + - + + En 1 mol de agua hay 10-7 moles de moléculas ionizadas. El pH se define como el logaritmo con signo negativo de la concentración de iones H3O+ . pH= -log [H3O+] El pH del agua será por lo tanto de 7 pH= -log [10-7]= 7

H2O + H2O H3O+ + OH- + - + + + - Ión hidroxilo Ión hidronio

HA + H2O H3O+ + A- HOB + H3O+ 2H2O + B+ Los ácidos disminuyen el pH del agua pues aportan iones [H3O+]. HA + H2O H3O+ + A- Las bases aumentan el pH del agua pues captan iones [H3O+]. HOB + H3O+ 2H2O + B+ si el pH < 7, la disolución será ácida; si el pH = 7, será neutra; si el pH > 7, será básica. El pH es importante en los procesos de obtención de energía: fotosíntesis y respiración celular.

Los ácidos disminuyen el valor del pH del agua pues aportan iones [H3O+]. H2O + HA H3O+ + A- + -

pH= -log [H3O+]= -log [10-5]=5 ¿Por qué el valor del pH disminuye al añadir un ácido, si los ácidos aumentan la cantidad de iones [H3O+]? Para explicar esto supongamos que tenemos agua pura. La cantidad de iones [H3O+] en el agua es de 10-7 , pH=7, como ya sabemos. Ahora le añadimos un ácido y, volvamos a suponer, que este aumenta en un factor de 100 la cantidad de iones [H3O+]. Ahora tendremos: [H3O+]= 10-7*100=10-5 pH= -log [H3O+]= -log [10-5]=5 Luego el valor del pH ha pasado de 7 a 5.

Las bases aumentan el valor del pH del agua pues captan iones [H3O+]. HOB + H3O+ 2H2O + B+ + +

pH= -log [H3O+]= -log [10-10]=10 ¿Por qué el valor del pH aumenta al añadir una base, si las bases disminuyen la cantidad de iones [H3O+]? Para explicar esto supongamos que tenemos agua pura. La cantidad de iones [H3O+] en el agua es de 10-7 , pH=7, como ya sabemos. Ahora le añadimos una base y, volvamos a suponer, que los iones OH- desprendidos por la base captan los iones [H3O+] y estos disminuyen en un factor de 1000. Ahora tendremos: [H3O+]= 10-7/1000=10-7x10-3=10-10 pH= -log [H3O+]= -log [10-10]=10 Luego el valor del pH ha pasado de 7 a 10.

Sistemas Tampón El sistema del tampón bicarbonato es clave en la regulación del pH en la sangre humana y puede responder a los cambios de pH de varias formas: El ión bicarbonato es la base conjugada del ácido carbónico: H+ + HCO-3  H2CO3 [Reacción ácido-base no enzimática, prácticamente instantánea] El ácido carbónico, sin embargo, es rápidamente convertido en CO2 y agua por la anhidrasa carbónica, lo que hace de él una especie transitoria: H2CO3   CO2  + H2O [Reacción enzimática con muy alta velocidad] El agua es fácilmente absorbida por el sistema, mientras que el CO2 se puede eliminar mediante la respiración. La tasa de eliminación del CO2  en la respiración está controlada a través de mecanismos neurológicos. La [HCO3-] y la [H+] pueden ser controladas (lenta e incompletamente) por mecanismos fisiológicos a nivel renal.

Tampón bicarbonato Sistema carbónico - ión bicarbonato: Está presente en los líquidos extracelulares. Está formado por el par ión bicarbonato-ácido carbónico, que a su vez se disocia en dióxido de carbono y agua. H2CO3 <----> HCO3-  + H+ Ácido   Base Si hay un exceso de H+, la reacción se desplaza hacia la izquierda, tiene lugar la siguiente reacción:                         HCO3- + H+  ----> H2CO3 ----> CO2 + H2O            Si hay un déficit de H+, la reacción se desplaza hacia la derecha, tiene lugar la siguiente reacción:                         HCO3- + H+ <---- H2CO3    

CO2 + H2O H2CO3 H+ + HCO-3 producido en el metabolismo eliminado directamente en los pulmones siempre disponible controlada en el riñón vía mecanismos fisiológicos no relacionados con el pH en equilibrio con las especies de cada lado convertido en los productos de la izquierda por la anhidrasa carbónica (glóbulos rojos) control en el riñón o reacción con el bicarbonato para dar los productos de la izquierda tampón sanguíneo preexistente control en el riñón o reacción con los H+ para dar los productos de la izquierda

Tampón fosfato Está presente en los líquidos intracelulares. Formado por los iones monohidrogenofosfato (base) y el ión dihidrogenofosfato (ácido). H2PO4/- <----> HPO42- + H+ Ácido      Base Si hay un aumento de H+, tiene lugar la siguiente reacción:               HPO42- + H+ ----> H2PO4- Si hay una disminución de H+ tiene lugar la siguiente HPO42- + H+ <---- H2PO4- 

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